OEM 10GbEオプティクスのチートシート

10ギガビットイーサネット

かつてはエキゾチックなハイエンド技術であった10GbEは、現在では主流となり、データセンターとキャンパス環境の両方で広く展開されています。しかし、10ギガビット・イーサネットは、現在に至るまでかなり長い開発プロセスを経ており、多くの古い10GbEプラットフォームやモジュールがまだ使用されているため、レガシー・プラットフォームと現在の量産プラットフォームの両方で、現在も使用されているオプティクスの種類は数多くあります。

モジュールの種類

向かって左から

XENPAK- オリジナルの10GbEプラガブルオプティクス。SCコネクター
X2- XENPAK の後継。X2 ベースの製品の主要ユーザーはCisco だけである。SCコネクタ
XFP- スモール・フォーム・ファクタの最初の10GbEオプティクス。XFPオプティクスは主にルーター製品に採用され、現在もほとんどルーターでしか見られない。LCコネクター
SFP+ - ギガビットSFPと同じ物理的フォームファクターを使用する10GbEオプティクス。このため、小型のSFP+ベースの10GbEスイッチの多くは1G/10Gポートを使用し、柔軟性を高めている。SFP+オプティクスは、10ギガビット対応オプティクスの中で最も一般的に使用されている。LCコネクター

これらのフォームファクターには、さまざまなタイプの光学的および電気的仕様がありますが、唯一の要件は光学的タイプが一致することです。X2とSFP、XENPAKとSFP+など、どのような組み合わせで接続しても問題ありません。

光学規格

電気/銅

10GBase-CX1/10GBase-CU
ダイレクト・アタッチ・ケーブル（DAC）とも呼ばれる10GBase-CX1は、SFP+の銅線規格である。この規格の最大距離は10メートルだが、Cisco は現在5メートルまでの長さしか提供していない。これは実際にはSFP+の両端を持つケーブルであり、別個のケーブルを持つモジュールではない。

ケーブルはSFP+端に恒久的に統合されていることに注意してください。このため、両方のデバイスがSFP+ポートを備えていなければならない。この一体化のためにケーブルの取り回しはやや不便だが、CX1モジュールは非常に低コスト（ケーブル1本あたり150～200ドル）で、消費電力が極めて低く（ケーブル1本あたり0.25W）、レイテンシ・ペナルティが無視できることから使用されている。このような特性から、DACは主にサーバーからラック最上部のスイッチへの接続や、同じラック内のデバイス間の相互接続に使用されています。

10GBase-T/NBase-T
10GbEの主な目標の1つは、標準イーサネットケーブルとRJ45端での使用に適した接続規格を開発することでした。10GBase-T規格はここから生まれたもので、ここ数年の技術の進歩により、10GBase-TインターフェイスはSFP+ベースの製品と同じ密度で展開できるようになりました。10GBase-CUと同様、10GBase-Tの導入の大半は、サーバーからラック・スイッチの最上位までです。

2014年後半、NBase-Tと呼ばれる10GBase-Tの拡張が提案され、2015年半ばにはNBase-Tスイッチングが市場に登場した。NBase-Tは、2.5Gbpsと5Gbpsの2つの中間速度をサポート可能な速度に追加した。NBase-Tの原動力は、既存のCat5e（最大2.5G）およびCat6（最大5G）ケーブルプラントとの標準最大距離100mでの互換性であり、同時にパワーユーザーや高性能802.11ac（およびそれ以降）無線アクセスポイント向けに1Gbpsを超えるデータレートをサポートできることである。

電力需要のため、現在、プラグ可能な10GBase-TまたはNBase-T SFPモジュールは存在しない。

マルチモードファイバ

10GBase-SR
10GBase-SRは、オリジナルのマルチモード光学仕様であり、現在でも最も一般的に使用されている。850nmで動作する単一で低コストの固体レーザーアセンブリを使用するため、10GbEプラットフォームで利用可能な光モジュールの中で最も安価です。しかし、10GBase-SRはファイバーの種類に非常に敏感である。以下は、SRオプティクスのケーブル仕様と最大距離のリストである。

このような距離の制限があるため、10GbE の配備で距離の問題が発生しないように、新しいマルチモード・ファイバーの配備には OM3 またはそれ以上のグレードのファイバーを使用することを強く推奨します。

10GBase-LRM
従来の62.5ミクロン・マルチモード・ファイバーが長く使用され、アップグレードが不可能な場合、10GBase-LRM規格が開発された。1310nmで動作する単一レーザーが、特別なモード調整ケーブルとともに使用され、62.5ミクロン・ファイバー上で220mの最大距離を達成する。

シングルモードファイバ

10GBase-LR
10GBase-LRは、シングルモードファイバで最大10kmまで到達することができます。また、LRには最短距離はありませんので、シングルモードファイバでの短距離接続にも適しています。

10GBase-ER
10GBase-ERは、シングルモードファイバで最大40kmの伝送が可能です。レーザー出力の関係で、20km以下のリンクには減衰が必要です。

10GBase-ZR
ZRオプティクスは、シングルモード・ファイバーで最大80kmの伝送が可能です。送信パワーが非常に高いため、より短いリンクでは大幅な減衰が必要です。ZRオプティクスの使用は、問題のない配備を確実にするために、問題のファイバースパンの光パワーテストを先行させる必要があります。興味深いことに、10GBase-ZRはIEEE規格ではないが、ほとんどのベンダーがZRオプションを提供している。

10G over DWDM
10GbEでは、DWDMの波長で出力する光学モジュールを入手することができ、よりシンプルなDWDMの展開が可能になりました。10GbE/DWDMオプティクスにおける現在の革新的な技術には、DWDMチャネルのスペア、オーダー、プロビジョニングを容易にするためのCバンドのフルチューナビリティや、オプティクスに直接組み込まれた前方誤り訂正 (FEC) やOTN/G.709サポートなどの機能があります。

40および100ギガビットイーサネット

QSFP 28

QSFP 28モジュールは、40GbE用のQSFP+オプティクスと同じ物理的フォームファクタを使用していますが、4x 25Gbpsレーンをサポートしており、合計100Gbpsのスループットが可能です。QSFP 28は、マルチモード・ファイバーによる100GbEの標準として急速に普及しています。小型のフォーム・ファクターにより、データセンターのスイッチングで必要とされる高いポート密度を実現し、4レーンのオプティクス・アセンブリーを使用することで、物理プラントをアップグレードすることなく、40GBase-SR4システムを100GbEにアップグレードすることができます。

今後の展望 - 25および50ギガビットイーサネット

高性能なデータセンター環境では、サーバー・レベルでのネットワーク性能の必要性がすでに10GbE接続に負担をかけており、特にオブジェクト・ベースのストレージや仮想SANなどの新しい技術がミックスに加わると、その負担はさらに大きくなる。これに対処するため、25ギガビット・イーサネットと50ギガビット・イーサネットの規格が策定され、現在市場に投入されている。これらの規格は、100GBase-SR4およびLR4規格のために最初に開発されたのと同じ基礎技術を使用している。25GbE接続は単一の25Gbpsレーンを使用し、50GbEは25Gbpsレーンのペアを使用します。25GbEと50GbEの初期導入では、QSFP 28光ファイバーとブレイクアウト・ケーブルが使用される。最終的には、25GbEはSFP+フォームファクターで利用可能になり、50GbEはQSFPフォームファクターを維持する予定である。

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