100Gシングルラムダ光トランシーバーとは？

100GBASE-LR4、100G-CWDM4、100G-PSM4、100GBASE-SR4などの100G対応光モジュールは、すでに市場でかなり普及しています。しかし、コストをさらに削減し、伝送効率を向上させるため、業界では100Gシングルラムダ光モジュールの規格が提案されています。今回は、定義、一般的な100G QSFP28モジュールとの比較、性能、今後の発展動向など、複数の観点から100Gシングルラムダ光モジュールについて詳しく解説します。

100Gシングルラムダ光モジュールとは？

100Gシングルラムダ 100G光モジュールは、100G Lambda MSA Allianceによって開発されたPAM4信号技術を使用し、単一波長で100Gデータを伝送します。その中核となるのはチャネル当たり100Gb/sの伝送速度であり、マルチTレベルのスイッチング、ルーティング、高密度伝送向けに、より費用対効果の高いソリューションを提供することを目的としています。このモジュールの光学アーキテクチャは、従来の多波長設計と比べて大幅に簡素化されており、各波長で100G伝送をサポートできるため、コンポーネントの複雑さが軽減され、最終的にコスト削減につながります。

100G QSFP28シングルラムダモジュールの紹介

100G QSFP28 DR

その 100GBASE-DR モジュールは、シングルモードファイバー向けのIEEE 100GBASE-DR規格に準拠し、500メートル伝送をサポートしているため、データセンターのリーフ・スパインアーキテクチャ接続に特に適しています。QSFP28 MSA仕様に従い、動作パラメータをリアルタイムで監視するためのI2Cインターフェース上のデジタル診断機能も備えています。

100G QSFP28 FR

100GBASE-FRモジュールは100GBASE-FR1規格に準拠し、1310nm EMLレーザーとPINレシーバーを使用して、合計速度100Gの4x 25G NRZ電気信号をサポートするため、短距離のシングルモードファイバー伝送に適しています。

100G QSFP28 LR

100G Ethernetアプリケーションをサポートするように設計された100GBASE-LRモジュールは、最大10kmのシングルモードファイバー接続に適しており、データセンター、建物間ネットワーク、または伝送ネットワークに適しています。100G LR4 10kmリンクとの下位互換性があり、QSFP28 MSA、IEEE 802.3cd 100GBASE-LR1、および100G Lambda MSA規格に準拠しているため、コアおよびアグリゲーションネットワークアプリケーションでの使用に適しています。

100Gシングルラムダと従来の100G QSFP28の違いと利点

よりシンプルなアーキテクチャ

100Gシングルラムダ光モジュールには通常、100G DR、100G FR、100G ER、100G LRなど、いくつかの種類があります。ホストから4x 25Gの電気信号を受信すると、DSPを介して信号をPAM4形式に変換し、単一のレーザーで100Gトラフィック全体を送信します。従来の100G QSFP28モジュールと比較して、シングルラムダモジュールではWDMやパラレルファイバーを使用する必要がなく、それに応じて部品点数も削減され、4つの送信機と受信機が1つに集約されます。

より長距離の伝送をサポート

たとえば、100G QSFP28 DRモジュールの最大伝送距離は  500メートルですが、100G Lambda MSAによって導入された100GBASE-FRモジュールは2キロメートルまで延長されており、特定の高損失ネットワーク環境など、長距離接続を必要とするシナリオに役立ちます。MSAは、100G QSFP28 LR4モジュールと同様に、最大10キロメートルの伝送距離を持つ100GBASE-LRも導入しています。

低コスト

シングルラムダ設計は、コンポーネントを簡素化するだけでなく、100Gリンクのコストも大幅に削減します。IEEEの調査によると、光ルーティング用の波長が4つから1つに削減されるため、シングルラムダ100Gソリューションでは100G光リンクのコストを少なくとも40パーセント削減できます。このアーキテクチャの最適化により、全体的なコストが大幅に削減されます。

100Gシングルラムダ技術は、400Gの普及加速をどのように促進できるのでしょうか？

今日、ネットワーク需要はますます増大しており、データトラフィックの急増により、市場では、特に200Gや400Gのような高帯域幅と超高密度を必要とする用途において、簡素化され、コストが削減された光モジュールへの期待が高まっています。100GシングルLambdaモジュールの登場は、100Gネットワークから400Gへのアップグレードをより円滑にするだけでなく、400Gモジュールの内部設計も簡素化し、100G Ethernetをベースとした400G高速ネットワークの拡張に、より多くの技術的サポートを提供します。100G Ethernetベースの400G高速ネットワーク拡張に、より強力な技術的サポートを提供します。さらに、このソリューションでは必要な光ファイバーの本数が減るため、当然ながら全体的なコストも削減されます。

100G QSFP28から400G QSFP-DDへのアップグレードパス

PAM4変調技術の導入により、単一波長100Gが実現し、100Gから4x100Gへのアップグレードがより容易になります。IEEE規格を例にすると、400GBASE-DR4は100GBASE-DRをベースとしています。400GBASE-DR4は4つの100GBASE-DRモジュールに分割でき、500メートルの距離で400G接続要件を満たせます。このように、100G単一波長トランシーバーを使用すると、より容易な100G分岐によって400Gポートを接続できます。

100G Single Lambdaで400Gモジュールのコスト効率を向上

100G Lambda MSA Consortiumは、IEEEの400G規格のアップグレードにも貢献しています。現在の400G規格は通常、LAN-WDM波長メッシュを使用する8つの50G PAM4信号チャネルに依存しています。しかし、このソリューションは100GBASE-LR4と同様に、波長チャネル数が多く、多重化・逆多重化装置が複雑で、コストが高いという問題があります。この状況を改善するため、100G Lambda MSAは4チャネルのCWDM波長グリッドを使用する単一波長100Gソリューションを提案しています。これにより、耐障害性が向上し、400Gの全体的なコストが大幅に削減されます。

結論

100G Lambda MSAに牽引され、100Gシングルラムダ技術は、100Gから400Gへのネットワークアップグレードを加速させながら、100G Ethernetを構築するためのより費用対効果の高い選択肢を提供します。従来の100G QSFP28モジュールと比較して、100G単一波長光モジュールは伝送距離とコストの面で優れています。これは、将来の100Gおよび400Gネットワークにおいて、100G単一波長がより多くのユーザーにとって第一の選択肢となる可能性が高いことを示しています。