40Gと100GのBiDiトランシーバー、その違いとは

40Gおよび100G BiDi光モジュール データトラフィックの増加に伴い、データセンターやITインフラストラクチャにおける大容量化と優れた帯域幅性能への需要が高まる中、光ファイバーケーブルの利用効率を最適化し、データセンターの導入を促進するための費用対効果に優れたソリューションとなっています。このブログ記事では、これら2つのBiDi光モジュールについて詳しく紹介します。

40Gおよび100G BiDiトランシーバーの概要

40Gおよび100G双方向（BiDi）光モジュールが登場する前は、ほとんどのデータセンターで、MPO/MTPコネクタを介したマルチモードファイバ（MMF）による短距離伝送に40GBASE-SR4光モジュールが使用されていました。この場合、運用者は既存のLC MMFパッチコードをMPO MMF光ケーブルに交換し、光ケーブルインフラストラクチャに光ファイバを追加する必要があります。これは多くの場合、さまざまな停止を引き起こし、アップグレードプロセスを複雑化させ、光ケーブルの管理および構成に関連するコストを増加させます。しかし、40Gおよび100G BiDi光モジュールは、1本の光ファイバ上でデータを同時に送受信でき、SR4と同じ伝送距離を実現するため、既存の光ファイバ設備を交換する必要性や光ファイバリソースの利用といった課題を効果的に解決します。これらに加えて、40Gおよび100G BiDi光モジュールには、ほかにも利点があります。

容易な管理: これらのトランシーバーにより、オペレーターはパッチコード、パネル、光ファイバートランクなど、既存のMMFケーブルインフラストラクチャを再利用できます。さらに、異なる波長の光信号の送受信に単一のポートを同時に使用するため、導入と管理が簡素化されます。

コスト削減： 40Gおよび100G BiDiトランシーバーは、SR4トランシーバーよりも必要な光ファイバーと光ファイバーパッチパネルが少ないため、データセンターへの導入において、より費用対効果の高いソリューションを提供します。

時間効率: 40Gおよび100G BiDiトランシーバーを採用することで、事業者はファイバーインフラに新しい光ケーブルを追加する必要がなくなります。その結果、従来の光トランシーバーと比較して、ネットワーク導入時間が短縮されます。

さまざまな種類のBiDiトランシーバー

BiDiモジュールは、その独自の利点により、データセンターで広く採用されており、1Gbps、10Gbps、25Gbps、40G QSFP+ BiDiトランシーバー、100G QSFP28 BiDiトランシーバーなど、さまざまな速度に対応しています。本記事では、主に後者の2つに焦点を当てます。

40G QSFP+ BiDiトランシーバー

40G BiDiトランシーバーは2つの20G信号チャネルを備えており、1本のマルチモードファイバー（MMF）上で2つの波長を同時に送受信できます。OM3では最大100m、OM4では最大150mの伝送距離を実現します。40G BiDiトランシーバーは、他の40G光トランシーバーとは異なり、WDMカプラーなどの重要な電子部品を搭載しています。これにより、トランシーバーは光の波長に基づいて、1本の光ファイバー上でデータを合波および分波できます。

さらに、40G BiDiトランシーバーは、既存の10G配線構成を再構成して40Gネットワーク接続をサポートでき、導入と管理が容易なソリューションを提供します。導入の容易さに加えて、40G BiDiトランシーバーは高性能、優れたコストパフォーマンス、高密度を兼ね備えており、クラウド、企業、データセンター環境に最適です。

100G QSFP28 BiDi トランシーバー

他のBiDiトランシーバーと同様に、100G BiDiトランシーバーも1本の光ファイバー上で双方向のデータ送受信に対応しており、既存のデュプレックスLC MMF光ファイバーインフラストラクチャーを再利用できます。ただし、100Gの速度で通信できるため、データ伝送容量を実質的に2倍にできます。

さらに、100G BiDiトランシーバーは100GBASE Ethernetでの使用向けに特別に設計されており、OM3では最大70m、OM4では100m、OM5 MMFでは150mの伝送距離に対応します。デュプレックスLCコネクタを介して850nmおよび900nmの波長で動作します。通常、100GE Ethernet接続、データセンターへの導入、ハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）に使用され、ネットワーク容量をアップグレードするための費用対効果に優れたソリューションとなります。

QSFP 40G SR BDと100G SR BiDiの違い

データレート: これらの光モジュールの主な違いはデータ速度です。QSFP SR BDのデータレートが40 Gbpsであるのに対し、100G SR BiDiは最大100 Gbpsという大幅に高いデータレートを実現します。このデータレートの差により、後者は常により大量のデータを処理できるため、高速なデータ伝送を必要とする帯域幅集約型アプリケーションに適しています。

コスト： コストの考慮事項は、意思決定において重要な役割を果たすことがよくあります。一般に、QSFP 40G SR BDモジュールは、100G SR BiDiモジュールよりも経済的です。40Gモジュールのデータレートが低いことが、この価格差の一因となっています。予算上の制約がある企業にとって、QSFP 40G SR BDモジュールは賢明な投資となる可能性があります。

光ファイバー互換性: どちらのモジュールも、データセンターで一般的に使用されるマルチモード光ファイバー向けに設計されています。ただし、ファイバーの互換性にはわずかな違いがあります。QSFP 40G SR BDはOM3およびOM4マルチモードファイバーに対応していますが、100G SR BiDiは帯域幅要件がより高いため、OM4マルチモードファイバーを必要とします。ネットワークに適したモジュールを選択する際は、ファイバータイプとの互換性を確保することが重要です。

性能： これらのモジュールは、ネットワーク固有の性能要件に合わせて選択する必要があります。40G SR BDモジュールはデータレートが低いため、高帯域幅の実現を最優先としないシナリオに適しています。

逆に、 100G SR BiDi バリアントは、強化されたデータスループット能力を必要とする、帯域幅を大量に消費するアプリケーションに対応するために特別に設計されています。この技術は、迅速なデータ転送が不可欠な場合、特に高負荷なデータセンター環境で優れた性能を発揮します。

将来性： 将来のニーズを予測することは、ネットワークインフラストラクチャの意思決定において重要な考慮事項です。ネットワークのデータレート要件が時間の経過とともに増加する場合、QSFP 40G SR BDでは将来的なアップグレードが必要になる可能性があります。

一方、代替オプションはより高いデータレートを提供し、モジュールをすぐに交換することなく、将来のデータ需要に対応できる可能性があります。また、この拡張性は、将来の事業拡大や技術の進歩に備える企業にとって大きな利点となり得ます。

放熱： 光モジュールによって発生する熱は、データセンター全体の運用条件に影響を与える可能性があります。データレートが低いため、QSFP SR BDモジュールは100G SR BiDiモジュールよりも発熱量が少なくなります。放熱特性を評価する際には、データセンターの冷却インフラと電力効率の目標を考慮してください。

QSFP 40G SR BDおよびQSFP28 100G SR BDの応用

40Gおよび100G BiDiトランシーバーの採用は、特にデータセンターで増加しています。この傾向は、費用対効果の高いソリューションを提供し、既存の光ファイバーケーブルインフラを交換することなくネットワークのアップグレードを容易にできることによって推進されています。以下では、40Gおよび100Gネットワーク接続を実現するうえでの40Gおよび100G BiDiトランシーバーの機能について概説します。

QSFP 40G SR BDの用途

下図に示す40Gネットワーク構成では、40G S7300-48X2Q4Cエンタープライズスイッチは、LC to LC OM3ケーブルおよびMTP-12 OM4を使用してS7600-24X2Qデータセンタースイッチとの接続を確立します。40Gポートは次のものに接続されています QSFP-40G-SR BiDiトランシーバー. この構成により、高性能で費用対効果の高い40Gネットワーク接続を確立できます。

QSFP28 100G SR BDの用途

下図は、2台の100G S7600-32Cデータセンタースイッチが、LC-LC OM4ケーブルと100GBASE-SR BiDiトランシーバーを使用して接続を確立することを示しています。最大100mの伝送距離で、この構成はシームレスな100Gネットワーク接続を実現します。

デュアルレート40G/100G BiDiトランシーバーの用途

前述の40Gおよび100G BiDiトランシーバーに加え、デュアルレート40G/100G BiDiトランシーバーは、特にリーフ・スパイン型ネットワークアーキテクチャ構成（下図参照）のデータセンター導入において重要です。40Gモードと100Gモードの両方のネットワーク接続をサポートしているため、40G/100G BiDiトランシーバーは、企業のネットワーク移行やアップグレードに対して、費用対効果が高く柔軟なさまざまな選択肢を提供します。さらに、これらのトランシーバーはPAM4およびオンボード前方誤り訂正（FEC）技術を採用しており、データ伝送効率を大幅に向上させます。

結論

要約すると、QSFP 40G SR BDと100G SR BiDi光モジュールのどちらかを選択する際は、ネットワークの現在のデータレート要件、予算上の制約、および既存インフラストラクチャとの互換性を考慮してください。ネットワークに帯域幅と拡張性の向上が求められ、帯域幅を大量に消費するアプリケーションに必要なインフラストラクチャが整っている場合は、100G SR BiDiモジュールを選択してください。一方、費用対効果と中程度のデータ速度を優先する場合、特にデータセンター内または企業環境内の短距離接続には、QSFP 40G SR BDモジュールの方が経済的な選択肢となる可能性があります。QSFPTEKは、高品質かつ低価格の40G & 100G SR BDトランシーバーを提供しています。お気軽にお問い合わせください [email protected].