Help us improve your experience.

Let us know what you think.

Do you have time for a two-minute survey?

 
このページの内容
 

100Gトランシーバーについて

100 ギガビットイーサネット(100G)トランシーバーは、100Gbps のデータレートを処理する光モジュールです。最大 100 Gbps の伝送速度を持つ 100G トランシーバは、多くのネットワークのトランシーバ要件に不可欠なコンポーネントとして機能します。ジュニパーネットワークスの100Gトランシーバは、Cフォームファクタープラガブル(CFP)、Cフォームファクタープラガブル2(CFP2)、クワッドスモールフォームファクタープラガブル28(QSFP-28)、スモールフォームファクタープラガブル56ダブル密度(SFP56-DD)、スモールフォームファクタープラガブル112(SFP112)、およびスモールフォームファクタープラガブルダブル密度(SFP-DD)フォームファクタを使用しています。100Gトランシーバは以下に適しています。

  • 100Gポートを備えたホストプラットフォーム

  • 100 Gbpsのデータ伝送を備えたネットワーク

  • データセンターの導入

100G トランシーバは、複数のレーンの光信号と高度な変調技術を使用して、容量を増やします。これらのトランシーバは、信号を効率的に伝送するためにパラレル光や波長多重などの多重技術を採用することができ、多くの実装では波長多重化が好まれています。

100G トランシーバは通常、4 レーンのアーキテクチャを採用しており、各レーンは 25 Gbps で動作します。SFP-DD および SFP56-DD トランシーバは 2 レーンのアーキテクチャを採用しており、各レーンは 50 Gbps で動作します。100Gトランシーバは、ノンリターン・トゥ・ゼロ(NRZ-OOK)またはパルス振幅変調4レベル(PAM4)変調方式を使用します。PAM4変調方式では、レーンとファイバーの数を少なくして100G伝送をサポートする従来のNRZと比較して、レーンあたりのデータレートを2倍にすることができます。

100G トランシーバは複数の伝送速度とブレイクアウト モードをサポートし、さまざまなネットワーク転送要件との互換性を確保します。設計の柔軟性により、単一の物理トランシーバを複数の低速イーサネットポートに論理的に分割し、さまざまな導入シナリオに適応させることができます。

  • 1x100G—トランシーバは、ブレークアウトすることなく単一の100Gポートとして動作します。この設定は、SFP56-DD、SFP-DD、QSFP28フォームファクターでサポートされています。

  • 4x25G—トランシーバーは、4つの別々の25Gポートに分割できます。トランシーバはQSFP28フォームファクタを採用しており、100G伝送を4つの低速レーンまたはそれぞれ25Gのポートに分割することをサポートしています。

  • 10x10G—トランシーバーは、10個の別々の10Gポートに分割できます。トランシーバーモジュールは、100G伝送を10の低速レーンまたはそれぞれ10Gのポートに分割することをサポートするフォームファクターCFP(Cは100を表す)を使用しています。

注:

SFP-DDおよびSFP56-DDモジュールは、シングルポート構成で100Gを提供し、ブレイクアウトモードをサポートしていません。レーンは2つ(2×50G)しかありません。
注:

特定のダイレクトアタッチ銅線(DAC)およびアクティブ光ケーブル(AOC)アセンブリでは、2x50Gブレークアウトが可能です。標準の100G光トランシーバは、2x50Gブレークアウトをサポートしていません。例外は、100G SR1P2および100G BXSRです。

100G光トランシーバフレーバー

電気インターフェイスと光インターフェイスの設定に応じて、さまざまな100G光トランシーバーの種類があります。

電気インターフェース

  • ワンレーン電気インターフェイス(100GAUI-1)

    • 100GAUI-1電気インターフェイスは、100Gで動作する単一の高速レーンを使用します。
    • これらのASICsは、ネイティブ100Gサポート(PAM4変調)に100Gシリアライザ/デシリアライザ(SerDes)を使用します。
    • 100GAUI-1インターフェイスは、SFP112モジュール(利用可能な場合)で使用されます。また、シングルレーンの100G QSFP28モジュール(DR1、FR1、LR1)でも使用され、ホストは単一の100G電気レーンを提供します。

  • 2 レーン電気インターフェイス(100GAUI-2)

    • 100GAUI-2電気インターフェースは、2つの高速レーンを使用します。

    • これらのASICsは、ネイティブ100Gサポートのために50G SerDesを使用します。ホストとプラガブル光インターフェイスの間には、2 x 50G電気インターフェイスが必要です。

    • 2レーンのインターフェースは、SFP56-DDおよびSFP-DDの光学系で使用されます。

  • 4 レーン電気インターフェイス(100GAUI-4 および CAUI-4)
    • 電気インターフェースは 4 つの高速レーンを使用します。
    • これらのASICsは、ネイティブ100Gをサポートするために25G SerDesを使用します。ホストとプラガブル光インターフェイスの間には、4x25Gの電気インターフェイスが必要です。
    • 4レーンのインターフェースは、QSFP28光インターフェイスで使用されます。

    • 4 レーンの電気インターフェースには 2 つのバリエーションがあります。

      • 100GAUI-4—KR4前方誤り訂正(KR4 FEC)を使用する新しい標準。100G SR4、ER4L、4WDM-40 などの光インターフェイスは 100GAUI-4 を使用します。

      • CAUI-4—FECを使用しないレガシー規格。100G LR4などの光インターフェイスはCAUI-4を使用します。

  • 10レーン電気インターフェイス(CAUI-10)
    • CAUI-10インターフェースには、データ伝送用の10の電気レーンが組み込まれています。
    • 従来のPFE ASICsと初期の100G実装でサポートされています。
    • これらのASICsは、ネイティブ100Gサポートのために10G SerDesを採用しています。ホストとプラガブル光インターフェイスの間には、10 x 10Gの電気インターフェイスが必要です。
    • CFP または CFP2 光インターフェイスを備えた 10 レーンの電気インターフェイスを使用します。
表1: 100G電気インターフェイス
電気インターフェース レーン数 レーン速度 FECサポート フォームファクター 光インターフェイスの例
100GAUI-1(100Gx1) 1 100G(PAM4) はい QSFP28(シングルレーン)、SFP112(利用可能な場合) シングルレーン100G光インターフェイス
100GAUI-2(50G x 2) 2 50G(PAM4) はい SFP56-DD、SFP-DD 100G-DR1、100G-FR1、100G-LR1
100GAUI-4(25Gx4) 4 25G(NRZ) あり(KR4 FEC) QSFP28 100G-SR4、100G-ER4L、100G-CWDM4、100G-4WDM-40
CAUI-4(25Gx4) 4 25G(NRZ) いいえ QSFP28 100G-LR4(レガシー)
CAUI-10(10Gx10) 10 10G(NRZ) いいえ CFP、CFP2 100G-LR10、100G-ER10(レガシー)

光インターフェイス

  • シングルレーン光インターフェイス(100Gx1)
    • 単一レーンの光インターフェイスは、PAM4変調により100 Gbpsで動作する単一の光レーンを使用します。

    • このインターフェイスでは、二重LCコネクタを使用する二重光ファイバー(送信1つ、受信1つ)のみが必要です。

    • このインターフェイスは、DR1、FR1、LR1、ER1(シングルモード光ファイバーでは500m〜40km)など、複数の距離範囲で使用できます。
    • SFP56-DD、SFP-DD、QSFP28フォームファクターでサポートされています。

    • ブレークアウトケーブルを使用することで、400G光インターフェイスと相互運用が可能です。

    • ジュニパーは、以下の単一波長100G光インターフェイスを一般的にサポートしています。

      • SDD-100G-DR(100G-DR1)—SFP56-DDまたはSFP-DDフォームファクターを使用したシングルモードファイバー経由で、500mまで到達する単一波長。

      • QSFP-100G-DR(100G-DR1)—単一波長、500 m(シングルモード ファイバー経由)。
      • QSFP-100G-FR(100G-FR1)—シングル波長、シングルモードファイバー経由で2km の到達距離。
      • QSFP-100G-LR(100G-LR1)—単一波長、シングルモード光ファイバー経由で10km の到達距離。

  • 2レーン光インターフェイス(50Gx2)

    • 2 レーンの光インターフェイスは 2 つの光レーンを使用し、それぞれが 50 Gbps で動作します。

    • この設計は、マルチモード光ファイバーの展開向けに最適化されています。

    • ファイバー数は、4レーンソリューションと比較して少なくなります。

    • ジュニパーは、以下の2レーンの100G光インターフェイスを一般的にサポートしています。

      • JNP-QSFP-100G-BXSR(QSFP28 フォームファクター)—マルチモード光ファイバー、100 m リーチ(OM4)の 2 つの波長を使用した双方向伝送、2 本のファイバー(デュプレックス LC PC/UPC コネクター)を使用します。

      • QSFP-100G-SR1P2(QSFP28 フォームファクター)—マルチモード光ファイバー上の 2 つの波長、100 m の到達距離(OM3、OM4.OM5)は、2ファイバー(デュプレックスLC PC/UPCコネクタ)を使用します。

  • 4レーン光インターフェイス(25Gx4)

    • SR4—最大到達距離が最大70m (OM3)または100m (OM4)の8本のファイバーを備えたパラレルマルチモードケーブル。SR4は、データセンター環境で使用されます。
    • LR4—最大到達距離が最大 10 km の二重シングルモード ファイバー。
    • ER4—最大到達距離40km のデュプレックスシングルモードファイバー。

    • CWDM4—波長間隔が粗い二重シングルモード光ファイバーを使用し、最大到達距離は最大2km です。

  • 10レーン光インターフェイス(10 x 10G)

    SR10:主に、20 本のファイバー(送信 10 本、受信 10 本)のマルチモード ファイバーを使用する短距離アプリケーションに焦点を当てています。100G SR4の技術が成熟するにつれ、SR10はレガシーテクノロジーとなりました。

    注:パフォーマンスが向上し、関連性を維持する100G SR4またはLR4光インターフェイスに移行することをお勧めします。
表2:100G光インターフェイス
光インターフェイス レーン数 レーン速度 ファイバータイプ コネクター 最大リーチ 光インターフェイス(例)
1x100G(シングルレーン) 1 100G(PAM4) シングルモード デュプレックスLC 500m 〜10km  DR1、FR1、LR1
2x50G(デュアルレーン) 2 50G マルチモード デュプレックスLC 100m  SR1.2、BXSR
4x25G(クアッドレーン) 4 25G(NRZ) マルチモードまたはシングルモード MPO-12(SR4)またはデュプレックスLC(LR4、CWDM4) 70 m〜100 m(SR4)、2 km〜10 km(LR4、CWDM4)、40 km(ER4)テキスト。 SR4、LR4、CWDM4、ER4
10x10G(10レーン) 10 10G(NRZ) マルチモード MPO-24 100m〜150m SR10(レガシー)
注:
  • ファイバー数 - シングルレーンと 2 レーンは 2 ファイバー(デュプレックス)を使用します。4レーンのSR4は、8ファイバー(パラレル)を使用します。4レーンのLR4/CWDM4は2ファイバー(WDM)を使用します。10レーンは20本のファイバーを使用します。
  • 変調—単一レーンの場合はPAM4、2レーン、4レーン、および10レーンの場合はNRZ。
  • 波長タイプ—単一波長(DR1、SR4)、WDM多重(LR4、CWDM4)、双方向(BXSR、SR1.2)。
表3:100G光トランシーバ仕様の比較
プロパティ シングルレーン(DR1/FR1/LR1) 2レーン(SR1.2/BXSR) 4レーン(SR4) 4レーン(LR4/CWDM4/ER4) 10レーン(SR10)
光レーン 1 2 4 4 10
光学レーン速度 100Gbps(PAM4) 各50Gbps 各25Gbps(NRZ) 各25Gbps(NRZ) 各10Gbps(NRZ)
シンボルレート(ボー) ~53.125 GB ~26.5625 GBd/レーン ~25.78125 GBd/レーン ~25.78125 GBd/レーン ~10.3125 GBd/レーン
電気インターフェース SFP-DD用100GAUI-2(2x50G) 100GAUI-2(50G x 2) 100GAUI-4(4x25G)、KR4 FEC搭載

CAUI-4(4x25G)、FECなし(LR4)

100GAUI-4(4x25G)、KR4 FEC(CWDM4、ER4L)付き

 CAUI-10(10x10G)、FECなし
ファイバータイプ シングルモード マルチモード(OM3/OM4/OM5) マルチモード(OM3/OM4) シングルモード マルチモード
ファイバー数 2(デュプレックス) 2(デュプレックス) 8(4 Tx + 4 Rx) 2(デュプレックス) 20(10 Tx + 10 Rx)
コネクタータイプ デュプレックスLC デュプレックスLC MPO-12(ファイバー8本使用、未使用4本) デュプレックスLC MPO-24
波長テクノロジー 単一波長 双方向 パラレル光インターフェイス LAN WDM パラレル光インターフェイス
リーチ

DR1—500 m

FR1—2 km

LR1—10 km

SR1.2—70 m (OM3)、100 m (OM4)、150 m (OM5)

BXSR—100 m(OM4)

70m (OM3)

100m (OM4)

LR4—10 km

ER4—40 km

ER4L - 40 km(FEC あり)または 30 km(FEC なし)

100m (OM3)

150m (OM4)
フォームファクター SFP56-DD、SFP-DD、QSFP28 QSFP28 QSFP28 QSFP28 CFP、CFP2
FECサポート はい(RS-FEC) はい(RS-FEC) はい(電気はKR4 FEC、光はRS-FEC)

LR4—いいえ

ER4L—はい(KR4 FEC)

 いいえ
ブレイクアウトサポート ○(ブレークアウトケーブルを使用して400Gと相互運用可能) いいえ はい(4x25Gブレークアウト) はい(4x25Gブレークアウト) いいえ
モジュレーション PAM4 PAM4(光レーン) NRZ NRZ NRZ
IEEE標準

IEEE 802.3cd-2018

IEEE 802.3-2022

IEEE 802.3cd-2018

IEEE 802.3ba-2010

IEEE 802.3bm-2015

IEEE 802.3ba-2010

IEEE 802.3bm-2015

IEEE 802.3ba-2010

変調方法

PAM4(パルス振幅変調4レベル)— PAM4は4レベルの変調フォーマットで、特にデータセンターの相互接続など、リーチが短く、コストに敏感なシナリオで100G光トランシーバで使用されることが増えています。4つの振幅レベルはそれぞれ2ビットのデータを表します。このアプローチにより、より高速な光コンポーネントを必要とせずに、NRZと比較してレーンあたりのデータレートを効果的に2倍にすることができます。ただし、PAM4は、隣接する信号レベル間の距離をNRZの3分の1に短縮します。このアプローチにより、理論上のSNR(SNR)ペナルティは約9.5dB(20 × log(1/3))になります。この SNR の低下には、リンクのパフォーマンスを維持するために高度なデジタル信号処理 (DSP) と堅牢な FEC が必要になります。

NRZ-OOK(Non-Return-to-Zero On-Off Keying)変調:NRZは、多くの100G光トランシーバ、特にレーンあたり25Gbpsまたは10Gbpsで複数のレーンを使用する実装で使用される基本的なバイナリ変調フォーマットです。NRZ変調では、バイナリデータは2つの異なる信号レベル(高と低)で表され、各レベルは1ビット(0または1)に対応します。信号は、同じ値の連続したビット間でゼロに戻らないため、「ゼロに戻らない」と呼ばれます。NRZ は、2 つの信号レベル間の最大限の分離により、優れた SNR パフォーマンスを提供し、より長距離またはより複雑さの低い 100G システムに適しています。

図1:PAM4とNRZ-OOK変調Comparison of PAM4 and NRZ-OOK Modulationの比較

FECは、シグナルインテグリティをサポートするチャネル符号化技術です。FECは冗長性を使用してデータを送信します。FEC は、特に PAM4 変調を使用する場合、100G 光通信のシグナル インテグリティを確保するために必要です。FECは、冗長性を持ってデータを符号化します。この冗長性により、受信者は再送信せずにエラーを検出して修正できます。

FECは、FECアルゴリズムによって実装されます。FEC アルゴリズムは、特定の数学的手法またはコーディング スキームです。FECアルゴリズムは、再送信を必要とせずに、送信されたデータのエラーを検出して修正します。FECプロセスには次の2つのステップが含まれます。

  • Txまたは送信機でのエンコーディング—FECアルゴリズムは元のデータを処理し、特定の数学的ルールに基づいて冗長ビットまたはパリティビットを追加します。その後、システムはエンコードされたデータを通信チャネル経由で送信します。

  • Rxまたはレシーバーでのデコード—レシーバーはFECアルゴリズムを使用して、冗長ビットを含む受信データを分析します。受信側がエラーを検出すると、アルゴリズムが冗長性に基づいてエラーを修正します。

FEC のエラー訂正機能は、使用される特定のアルゴリズムと追加される冗長性の量によって異なります。100G光トランシーバの場合、業界標準化されたFECコードは次のとおりです。

  • RS(528,514)—RS(528,514)は、NRZ-OOK変調を使用した銅線バックプレーン経由の100G用100GBASE-KR4で標準化されています。RS(528,514) はしばしば KR4 FEC と呼ばれます。

  • RS(544, 514) または FEC119—RS(544, 514) は、PAM4 変調を使用した銅線バックプレーンを介した 100G 用の 100GBASE-KP4 で標準化されています。RS(528,514) はしばしば KP4 FEC と呼ばれます。

図2:100G光KP4 FEC in 100G OpticsのKP4 FEC

100G 光インターフェイスでは、次の技術も使用されています。

  • DSP技術—すべての100Gトランシーバーが高度なDSP技術を使用しているわけではありません。多くの標準 100G トランシーバ、特に SR4 のような距離の短いトランシーバは、より単純なアナログ処理に依存しています。DSPは、シグナルインテグリティを強化し、光ファイバー経由の特定の100Gトランシーバの到達範囲を拡張します。基本的な100G光トランシーバ(CFP-100GBASE-SR10、CFP2-100GBASE-LR4、CFP2-100GBASE-ER4など)は、通常、より単純なアナログ処理を使用します。100G光ファイバーでは、フィードフォワードイコライゼーション(FFE)、ディシジョンフィードバックイコライゼーション(DFE)、クロックデータリカバリ(CDR)などの機能が使用されており、電気信号と光信号の両方におけるシグナルインテグリティを確保します。DSPには、次のようないくつかのコンポーネントが含まれます。

    • SerDes—SerDesは、シリアル形式とパラレル形式の間でデータを変換し、光ファイバー内での効率的かつ高速なデータ転送を可能にします。SerDesデバイスはDSPと緊密に連携して、データフローと変換を管理します。

    • FFEとDFE—FFEとDFEは、シンボル間干渉(ISI)を緩和し、信号の明瞭さを向上させます。FFE は、決定が下される前の線形歪みに対処します。DFE は、以前に受信したシンボルに基づいてエラーを修正するのに役立ち、動的に機能して全体的な信号品質を向上させます。

  • CDR—CDRは、データ信号からタイミング情報を抽出し、光ネットワーク内での正確なデータの取得と送信を保証します。

トランシーバーのリスト、その仕様、およびトランシーバーでサポートされているデバイスのリストについては、 ハードウェア互換性ツール を参照してください。

主な特徴

100G トランシーバの主な設計上の考慮事項は次のとおりです。

  • フォームファクター—ジュニパーの100G光トランシーバーには、複数のフォームファクターが組み込まれており、100Gbps データ伝送におけるさまざまな電力、熱、ポート密度の要件を満たします。主なフォームファクターは次のとおりです。

    • CFP(C フォームファクター プラガブル)

    • CFP2(Cフォームファクタープラガブル2)

    • QSFP-28(クワッドスモールフォームファクタープラガブル28)

    • SFP56-DD(スモールフォームファクタープラガブル56ダブル密度)

    • SFP-DD(スモールフォームファクタープラグブルダブル密度)

  • ファイバータイプとリーチ—ファイバータイプは、100Gトランシーバーと互換性のある光ファイバーのタイプ(シングルモードまたはマルチモード)を指定します。リーチは、光トランシーバでサポートされる最大距離または範囲を提供します。データセンター間、データセンター内、長距離ネットワークなど、さまざまなアプリケーションに適した光トランシーバーを選択するのに役立ちます。

  • レーン分布 - IEEE 802.3baは、レーン分布を定義しています。レーン配分はPCSで行われ、レーンは正確な光インターフェイスタイプに応じてPMDで4レーンまたは10レーンに多重化されます。車線配分の種類は次のとおりです。

    • 単一レーン—単一レーン構成では、イーサネット信号全体が1つの光レーンまたはチャネルを介して伝送されます。

    • 複数レーン—複数レーン分散は、イーサネット信号を複数の低レートレーンにストリップすることにより、パラレル光伝送を活用します。低レートレーンは、光レーンまたはチャネルにマッピングされます。これにより、ビットあたりのコストが最適化され、障害点とインターフェイスが少なくなり、消費電力と発熱が削減されます。

    100G光インターフェイスは、トランシーバのタイプに応じて、レーンあたり10Gまたは25Gのレーンレートで動作します。ただし、ブレイクアウト機能を使用すると、ジュニパーの100G光インターフェイスは2x50G構成を提供し、総帯域幅の使用率を100Gにすることができます。低速のブレイクアウトポートは完全に独立しており、別々の時間領域で実行できるため、より高密度なアプリケーションが可能になります。

    図3:4つの波長4x25G Solution Using Four Wavelengthsを使用した4x25Gソリューション

ジュニパーオプティカル製品番号

トランシーバー、ケーブル、コネクターなどのジュニパーの光コンポーネントは、命名規則に従っています。製品名の各要素は仕様に対応しています。これは、必要な光学コンポーネントをよりよく理解して選択するのに役立ちます。次に例を示します。

QSFP-100G-SR4-C

  • QSFP—100G光インターフェイスのコンテキストでは、QSFPはQSFP-28を示し、quad small form-factor pluggable-28の略です。ジュニパーの光トランシーバのプレフィックスは、トランシーバまたはケーブルのフォームファクターを識別します。

  • 100G—トランシーバが100Gbps のデータ転送速度に対応していることを示します。

  • SR4—100GBASE-SR4の略です。これは、25Gbpsの4つのパラレルレーンを使用して、短距離アプリケーション(OM3ファイバーで最大70メートル、OM4ファイバーで100メートル)向けにマルチモードファイバー上で100Gbps を提供する特定の規格です。

  • C—記号Cは、SKUがジュニパーの共通光インターフェイスポートフォリオに属していることを示します。

注:

製品番号を使用して、ジュニパーの光ケーブルとトランシーバーを区別できます。例えば、QSFP-100G-DAC-50CMおよびSDD-100G-1M(ジュニパー製ケーブル)は、製品名にケーブルタイプ(DAC)と距離範囲(50 センチメートルまたは1 メートル)を指定します。

100G(x4)トランシーバアーキテクチャ

図4:100G(X4)トランシーバアーキテクチャ100G (X4) Transceiver Architecture

業界標準で最も広く導入されている100Gトランシーバの設計では、ホスト側で4レーンの4x25G NRZ電気インターフェイス(100GAUI-4)を使用しています。X4は、4レーンの電気インターフェイスを示します。ホスト側は、スイッチ、ルーター、またはその他のホストデバイスに接続するトランシーバーの部分を表します。ライン側では、100Gトランシーバーは4レーンの4x25G NRZ光インターフェイス(100G-SR4)を使用します。ライン側は、ファイバーケーブルを介してネットワークにデータを送受信するトランシーバの部分を表します。

このアーキテクチャは、QSFP28などの100Gトランシーバフォームファクタで使用されています。100Gトランシーバーアーキテクチャのさまざまなコンポーネントは次のとおりです。

  • 100Gプラットフォーム—100Gアーキテクチャをサポートするジュニパーデバイス(スイッチまたはルーター)。
  • 4x25Gbps電気 - スイッチとトランシーバコンポーネント間の電気的インターフェース。4つの独立した25Gbps電気レーンを介してデータを送信できます。
  • 4x25 Gbps 光 - トランシーバーとネットワーク間の光インターフェイス。4つの独立した25Gbps光レーンを介してデータを送信できます。
  • DSP—100G DSPは、4x25G電気レーンと4x25G光レーン間の信号調整と変換を実行します。NRZ は、レーンあたり 25G で信頼性の高いデータ伝送を効果的に提供します。CDR は、ジッターを低減するために受信データのタイミングを戻します。DSP は、イコライゼーション、エラー訂正、その他の信号処理タスクなどの機能を処理します。
  • ドライバー—ドライバーは、電気信号を増幅する電子部品です。x4トランシーバーアーキテクチャには、4つのドライバーがあります。各ドライバーは 25G レーンに対応します。
  • 直接変調レーザー(DML)—変調レーザーは、増幅された電気信号を光信号に変換します。これには、マルチモードアプリケーション用の垂直共振器表面発光レーザー(VCSEL)とシングルモードアプリケーション用のDMLが含まれています。
  • トランスインピーダンスアンプ(TIA)—TIAは光伝送の受信側です。フォトダイオードの電流出力を特定の電圧レベルに変換します。長距離光通信で一般的な非常に低い信号レベルで動作できます。
  • 光検出器—TIAと連携して動作し、光学情報を電気的形態に変換します。100Gトランシーバーで使用されるフォトダイオード技術の詳細については、「 100G光トランシーバーのフォトダイオードタイプ」を参照してください。

SR4モジュールなどの一部の100G光トランシーバは、それぞれ25G NRZで動作する4つのパラレルレーンを使用し、電気信号を光信号に直接変換します。一部の 100G 光トランシーバは、波長分割多重方式を使用して、4×25G 電気レーンを多重光信号に変換します。例えば、LR4モジュールは波長分割多重方式を採用しており、25G NRZの4つの電気レーンを4つの光波長(1295.56 nm、1300.05 nm、1304.58 nm、1309.14 nm)に変換し、単一のファイバーペアに多重化します。これにより、必要な光ファイバーの数が削減され、ケーブル配線とコネクターが簡素化されます。たとえば、4×25Gアーキテクチャでは、4つのレーンに8本のファイバーが必要で、多くの場合、MPOコネクタまたは複数の二重LCコネクタを使用します。しかし、波長分割多重方式を使用するLR4のような100Gモジュールでは、信号の送受信に必要なファイバーは2本(1つの二重LCコネクター)だけです。一部の 100G 光トランシーバは、ファイバーの利用を最適化するために、ギアボックス変換を備えた双方向伝送を使用しています。たとえば、BiDi 100G-SR1.2 モジュールは 4:2 ギアボックスを使用しており、25G NRZ の 4 つの電気レーンは、デュプレックス LC コネクタの双方向 850 nm または 910 nm 波長を使用して 50G PAM4 の 2 つの光レーンに変換されます。

100G光トランシーバのフォトダイオードタイプ

100G 光トランシーバは、光信号を電気信号に戻すために 2 種類のフォトダイオードを使用します。

  • 正-固有-負のフォトダイオード(PIN)—PINフォトダイオードは、光入力電力レベルが比較的高い短距離および中距離の100Gトランシーバーで使用されます。PINフォトダイオードは、損傷閾値が高く、高入力光パワーレベルに適しています。したがって、LR4、CWDM4、DR、FR1、LR1などのPINフォトダイオードを備えた光インターフェイスは、損傷のリスクなしに背中合わせに接続できます。

  • アバランシェフォトダイオード(APD)—APDは、非常に弱い光信号を検出するように設計されています。これらは、最大の光感度が重要な長距離 100G トランシーバーで使用されます。APD は損傷閾値が低いため、過剰な光入力電力によって簡単に損傷する可能性があります。これは特に、短く低損失のファイバーリンクに当てはまります。ER4L、4WDM40、ZR4、ER1-40 などの APD フォトダイオードを備えた光インターフェイスには、短いリンクに外部光減衰器が必要です。減衰器は、光入力電力が損傷しきい値を下回るようにし、損傷を防ぎます。

フォトダイオード技術の選択は、特に光電力の処理とリンク設計に関して、運用に重大な影響を及ぼします。トランシーバーを導入する前に必ず光パワーレベルを確認してください。過剰な入力電力は、フォトダイオード、特にAPDを使用しているフォトダイオードに損傷を与える可能性があります。短距離伝送に使用されるトランシーバーは、より高い光電力を受け取ります。この電力は、適切に減衰されていない場合、APD トランシーバの損傷しきい値を超える可能性があります。

注:

短距離伝送には、PINベースのトランシーバをお勧めします。ただし、APD ベースのトランシーバを使用している場合は、適切な光減衰器を使用していることを確認してください。