光通信とインターネットの急速な進化に伴い、ネットワークの需要も増加し、テレコムのバックボーンネットワークトラフィックは年間50％から80％の割合で急増しています。ユーザーのニーズに応えるため、光通信の伝送速度は10G、25G、40Gから現在の100G、200G、400Gなどへと継続的に発展してきました。市場では、100G光トランシーバーが主流の選択肢となっていますが、帯域幅とポート密度の要件はますます高まっており、その結果、技術の進歩は200G、400G、より高速なシステムへと進んでいます。
200G光モジュールのパッケージタイプ
現在、市場には200G QSFP56と200G QSFP-DDという2つの主要な形式の200G光トランシーバーが存在します。QSFP56は、2017年に導入され、従来のQSFPトランシーバーよりも優れたデザイン進化を示しています。一方、QSFP-DDはその時点ではまだ開発中でした。これらのトランシーバーは、高性能コンピューティングやデータセンター向けに特別に設計されており、QSFP28を含む以前のQSFPバージョンとの後方互換性も提供しています。
200Gイーサネットアプリケーション向けに設計されたQSFP56は、4つのチャネルを持ち、それぞれのチャネルは53.125 Gbpsで動作することができます。このため、合計のデータレートは212.5 Gbpsになります。このトランシーバーは、850nm、1310nm、CWDM、またはLWDMの波長で動作します。光接続にはMPOインタフェースを使用し、電気的な接続には38ピンコネクタを使用します。QSFPの前身とは異なり、QSFP56ではPAM4デジタル変調技術を使用してデータ伝送能力を向上させています。
QSFP-DD（Quad Small Form Factor、Pluggable Dual Density）光トランシーバーは、IEEE802.3bsおよびQSFP-DD MSA標準に準拠しています。デュアルデンシティアーキテクチャは、電気インタフェースのチャネル数を増やすことで機能します。200G QSFP-DDは、合計ビットレートが212.5Gb/sとなる8つのチャネルの電気インタフェースを持っています。光インタフェースはMPOまたはデュプレックスLCのいずれかです。QSFP-DDは、QSFP56を含むほとんどのQSFP形式仕様との後方互換性があります。QSFP-DDの電気インタフェースは、NRZ変調方式を使用し、各々最大25 Gbpsの8つのレーンを備えています。
200G QSFP56および200G QSFP-DDの比較
NRZとPAM4は、異なる種類のデジタル変調技術です。NRZ（Non-Return-to-Zero）は、論理0と1を表す2つの電圧レベルを持つ変調方式です（PAM2とも呼ばれます）。それに対して、PAM4（Pulse Amplitude Modulation）は、4つの電圧レベルを使用して、2ビットの4つの組み合わせを表します：11、10、01、および00。これにより、PAM4信号は従来のNRZ信号の2倍の速さで送信されることが可能です。
PAM4に比べてNRZの主な利点は、比較的高速な伝送速度です。しかし、200G NRZ変調は、速度の点では劣るものの、低消費電力、低遅延、展開の容易さといった利点を持っています。200G NRZは、データセンター内での低コストなインターコネクトソリューションを実現します。
200G QSFP56とQSFP-DDの長所と短所
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QSFP56は、200Gアプリケーションをサポートするよう設計されており、400G以上のネットワークのアップグレードには対応できません。
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QSFP-DDは、200Gおよび400Gのバージョンで動作し、ネットワークの段階的なアップグレードを可能にします。
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QSFP56はPAM4変調を使用します。一方、通常、QSFP-DDはNRZ上で200Gで動作します。
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QSFP56トランシーバーは、200Gの伝送に4つのチャネルのみを使用する必要がありますが、QSFP-DDでは8つのチャネルが必要です。そのため、QSFP56は光ファイバのコスト削減とリンクロスの低減につながります。
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QSFP-DDは、メンテナンスコストが低く、低消費電力、低遅延、低ビットエラーレート（Pre-FEC=E-8、Post-FEC=E-12）、および展開の容易さを提供します。
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QSFP-DDは、ネットワークおよびシステムエンジニアがネットワークをアップグレードする際に、高速なQSFP-DDを低速な従来のフォームファクタに分割するという、より大きな柔軟性を提供します。
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QSFP-DDは、QSFP56を含む以前のQSFPトランシーバーのバージョンとの後方互換性があります。
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QSFP56は、QSFP-28のバージョンとは後方互換性がありますが、QSFP-DDとの後方互換性はありません。
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QSFP-DDはQSFP56より価格が高くなります。
すべてのスイッチやルーターがQSFP-DDをサポートするわけではないため、リンク速度を向上させるのは非常に高価になります。初期のセットアップコストを考慮すると、QSFP56がより良い選択肢になるかもしれません。もしコストが問題でないのであれば、QSFP-DDは後の拡張に簡単にアップグレードできます。
QSFP-DDトランシーバーの価格は、QSFP56トランシーバーよりも15％から30％高くなることがあります。ただし、200G QSFP-DDは、低いメンテナンスコストにより、初期のコストを相殺します。それはより少ないエネルギーと電気を消費し、低いレイテンシを実現します。
FS 200G 光トランシーバー/AOC/DAC
FSは、200G InfiniBandおよび200Gイーサネット製品のフルレンジを提供しています。その中には、200G QSFP56 SR4、200G QSFP56 FR4、200G QSFP56 LR4、200G QSFP-DD 2SR4、200G QSFP56 AOC、200G QSFP-DD AOC、200G QSFP56 DAC、200G QSFP-DD AOCなどが含まれます。また、DACとAOCの両方が「break-out」アプリケーションをサポートしています。
200G QSFP56 SR4光トランシーバーは、OM4マルチモードファイバを使用し、850nmの波長で最大100メートルの距離で動作する200GBASE Ethernet向けに設計されています。データセンターやハイパフォーマンスコンピューティングネットワーク、エンタープライズのコアおよびディストリビューション層のアプリケーションに適しています。
200G QSFP56 FR4光トランシーバーは、200GBASEイーサネットのスループットを2kmまでの距離で、単一モードファイバを使用し、1295nmから1309nmの波長で設計されています。これは、200Gイーサネット、データセンター、およびクラウドネットワークに適しています。
200G QSFP56 LR4光トランシーバーは、単一モードファイバを使用した最大10kmの距離での200GBASE Ethernetスループットに対応するように設計されています。これは、200G Ethernet、データセンター、および5Gバックホールに適しています。
200G QSFP-DD 2SR4光トランシーバーは、マルチモードファイバ上で最大100mのリンク距離をサポートしています。これは、2×100GBASE-SR4イーサネット、データセンター、およびスイッチ＆ルーターの接続に適しています。
200G AOCおよびDACは、アクセススイッチとサーバー間の接続に一般的に使用されます。アクセススイッチとサーバーの基本的な相互接続では、ブランチDACとAOCは、標準の直接接続DACとAOCを超えたさまざまなニーズを満たします。FSでは、200Gから4x50G、200Gから8x25G、および200Gから2X100GのDACおよびAOC製品の範囲を提供しており、データセンターにより柔軟で適応性のあるソリューションを提供しています。