QSFP28 100G CWDM4とは何か、Facebookデータセンターではどのように採用されているのか？

QSFP28 100G CWDM4モジュールは、シングルモードファイバー（SMF）上で最大2kmの100GBASE Ethernet伝送に使用するために設計されています。本記事では、QSFP28 100G CWDM4光トランシーバーについて十分に理解できるよう、その動作原理、仕様、およびFacebook Data Centerでの適用事例を中心に説明します。

QSFP28 100G CWDM4とは何か、その仕組み

その QSFP28 100G CWDM4トランシーバー デュプレックスシングルモードファイバー（SMF）上で最大2kmの100 Gigabit Ethernet（GbE）リンクに使用するよう設計されています。100 Gigabit Ethernet信号は4つの波長で伝送されます。4つの波長の多重化および分離はデバイス内で管理されます。

100G CWDM4モジュールは、各レーンの中心波長が1271、1291、1311、1331nmの4波長で構成されるCWDM MUX/DEMUX技術を採用しています。送信側では、100G CWDM4モジュールが4つの電気入力チャネルを光信号の4レーンに変換し、それらを単一チャネルの100Gbps光伝送へ多重化します。反対に、受信側では、モジュールが100Gbps入力を光学的に4レーンの信号へ分離し、それらを4レーンの電気データに変換します。

図1：QSFP28 CWDM4 100Gモジュールの動作原理

QSFPTEK QSFP28 100G CWDM4 仕様

表1 - QSFPTEK QSFP28 CWDM4 100G仕様

ケース分析：FacebookデータセンターにおけるQSFP28 100G CWDM4の適用方法

データセンターのスイッチ相互接続帯域幅を100Gに拡張するため、Facebookは100G CWDM4 QSFP28 を採用し、デュプレックスシングルモードファイバー（SMF）上で100Gを実現することで、100Gデータセンターでの大規模導入を費用対効果の高い方法で可能にしています。

コストを削減し、実際のデータセンター環境を考慮するために、Facebookは以下を含むいくつかの仕様を緩和しました：

1. 動作時のケース温度を0-70 ˚ Cから15-55 ˚ Cに下げること;

2. 距離要件を2kmから500mに短縮し、それに基づいてリンク損失バジェットを5dBから3.5dBに削減しました。

緩和された仕様により、光トランシーバーは500メートル未満の距離において、標準MSA版の仕様に準拠した機器と相互運用できます。

表2 - CWDM4 MSA仕様とFB緩和仕様の比較

設置後もトランシーバーが確実に動作することを保証するため、Facebookはコンポーネントレベルおよびシステムレベルでテストを実施しました。

コンポーネントレベルの試験は、送信機（平均光出力、消光比、ジッター、OMAなど）と受信機（感度）の性能を、異なる温度および異なるファイバー長にわたって特性評価するために、チャネルあたり25.78Gb/sで実施されました fig. 2およびfig. 3に示すとおりです。

図2 - QSFP28 CWDM4 100Gコンポーネントのアイダイアグラム検証データ

図3 - QSFP28 CWDM4 100GコンポーネントのOMA検証データ

コンポーネント試験後、各スイッチプラットフォームでシステムレベルのトラフィック試験が実施されました。図4は、連結された32個のCWDM4ポートを通過する100Gbpsイーサネットトラフィックが、パケットロスなしで動作している様子を示しています。 

図 4 - QSFP28 CWDM4 100G システムレベルのテスト構成

事例の結論

このFacebookの事例は、100G CWDM4がデータセンターのスイッチ相互接続帯域幅を拡大するための有効な技術であることを実証しています。Facebookは、データセンターの運用要件を満たすために、トランシーバーの性能仕様（温度、伝送距離）を緩和する方法を紹介しています。この10G CWDM4技術ソリューションは参考となるものであり、データセンター全体の実際の本番アプリケーショントラフィックをサポートするために大規模に導入できます。

QSFPTEKは、10年間にわたり高速光インターコネクト製品の研究開発および生産に注力してきました。QSFP28 100G CWDM4モジュールを最良価格で提供しています。 QSFPTEKにお問い合わせのうえ、見積もりをご依頼ください.