光トランシーバー - アプリケーションと種類

光トランシーバーは現代の通信ネットワークで広く使用されていますが、異なるシナリオには異なるモジュールタイプが必要です。適切な選択を行うためには、これらのデバイスがどこに展開されているか、そしてどのように分類されているかを理解することが重要です。

光トランシーバーはどこで使用されますか?

光トランシーバは、3つの主要な分野で重要なインターフェースとして機能します:
1. テレコムネットワーク
2. データセンター
高速モジュール(40G以上)は、データセンター内のサーバー間接続、データセンター間接続(DCI)、および企業イーサネットリンクに不可欠です。
3. イーサネット環境
エンタープライズイーサネットネットワークは、高帯域幅接続のためにコスト効果の高い光モジュールを広範囲に利用しています。

光トランシーバーの動作原理

光トランシーバーは、送信と受信の両方を統合しています:
  • 伝送:電気入力信号はドライバ回路によって処理され、レーザーダイオード(LD)またはLEDを使用して光信号に変換されます。
  • 受付:受信した光信号はフォトダイオードによって検出され、電気信号に変換され、増幅されてホストシステムに送信されます。
この双方向プロセスにより、光トランシーバーは電気的領域と光学的領域の間の橋として機能します。

一般的な分類

光トランシーバは、いくつかの標準に従ってグループ化できます:
  • パッケージ形式による: 1×9、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、Xenpak、300pinなど。
  • データレートによる: 155 Mbps, 622 Mbps, 1.25 Gbps, 2.5 Gbps, 4.25 Gbps, 10 Gbps, 40 Gbps, など。
  • 波長別:標準波長、CWDM、およびDWDM。
  • ファイバータイプ別:シングルモード(黄色)またはマルチモード(オレンジ)。
  • 使用性による: ホットプラグ可能 (GBIC, SFP, XFP, Xenpak) またはホットプラグ不可 (1×9, SFF)。

光トランシーバーの代表的な種類

  • GBIC: ホットスワッピングをサポートするギガビットインターフェースコンバータ。かつては広く使用されていましたが、徐々により小型のフォームファクタに置き換えられています。
  • SFP (小型フォームファクタプラガブル): コンパクトでホットプラグ可能で、GBICよりもスペース効率が良い。バリアントにはBiDi-SFP、銅SFP、CWDM SFP、DWDM SFP、およびSFP+が含まれます。
  • SFP+: 10Gイーサネットおよびファイバーチャネル用に設計されています。以前の10Gモジュールよりも小型で電力効率が高いですが、強化されたシールドが必要です。
  • XFP: ホットプラグ対応、SONET/SDH OC-192、10Gイーサネット、およびG.709をサポート。
  • C-SFP(コンパクトSFP):SFPのより高度なパッケージングで、より小さなフットプリント内に1、2、または3つのチャネルを可能にします。
  • 銅SFP:短距離(最大100メートル)伝送のために銅インターフェースを使用します。
  • BiDiモジュール:異なる波長を使用して、単一のファイバー上で双方向に操作し、ファイバーリソースを節約します。
  • CWDMモジュール:広いチャネル間隔を持つ粗波長分割多重化を採用し、中距離伝送に適しています。
  • DWDMモジュール:より狭いチャネル間隔を持つ密なWDMを使用し、高容量の長距離伝送とプロトコルの独立性を実現します。
  • Xenpak、Xpak、およびX2:初期の10Gモジュールファミリー。Xenpakは最初に標準化されましたが、比較的大きいです。XpakとX2は、より高密度のアプリケーション向けにサイズを縮小しました。

結論

光トランシーバーは「一律に適合する」ものではありません。テレコムネットワークは、WDMモジュールのような長距離および高容量ソリューションを優先し、アクセスネットワークはコスト効率の良いPONおよびフロントホールオプションを要求し、データセンターはSFP+などのコンパクトで高速なトランシーバーに依存しています。違いを理解することで、ネットワークデザイナーは各アプリケーションシナリオに適したモジュールを選択することができます。
Tommy