接続性の未来を探る: 800g OSFP 光トランシーバー

2024 年 11 月 5 日

ジェイソンリーブス

光技術の急速な成長は通信ネットワークのパラダイムを変えつつあり、光伝送技術は目覚ましい発展を遂げている。 800G OSFP (Octal Small Formfactor Pluggable) 光トランシーバー。この革新的な発明は、5G、クラウドコンピューティング、AI などによって加速するデータ需要の増加に対抗することを目的としています。800G OSFP の機能と特性、および帯域幅、電力効率、ポート密度の向上によってデータ通信環境が変化する可能性について調査します。800G OSFP は、世界レベルでの新たな接続パラダイムに関する洞察をカテゴリ別に提供し、高速インターネットの役割を世界的に定義する要件を探ります。

800g OSFP トランシーバーとは何ですか?

800G OSFP 光トランシーバーは、データセンターや通信ネットワークを対象とした高性能光モジュールで、膨大なデータ速度要件を満たします。800G OSFP トランシーバーは、光ファイバーリンクの効率を高める変調技術の助けを借りて、毎秒 800 ギガビットという驚異的な速度でデータを転送できます。モジュールの詳細設計は、デュアルコンポーネント統合、電力経済性、最適化された冷却設計に重点を置いており、高密度設定に適しています。800G OSFP は、その高度なテクノロジーと優れた帯域幅により、将来の高速アプリケーションの要件を満たします。

OSFPフォームファクタを理解する

OSFPはOctal Small Factor Pluggableの略で、スケーラブルで機能的なネットワークを実現するために開発された。光トランシーバ設計。100mm x 22.58mm の寸法の OSFP モジュールには 100 つの電気レーンがあり、各レーンは 800 ギガビット/秒のデータ転送速度をサポートし、合計 4 G のスループットを実現します。この成果により、PAMXNUMX タイムシグナリングを使用して高データレートの伝送が強化されます。この変調方式により、XNUMX つのチャネルでシンボル内の複数のビットをエンコードできるため、より多くのデータを送信できます。

堅牢な構造と OSFP熱設計インターフェースにより効率的な熱管理が可能になり、高密度環境で必要なパフォーマンスレベルでの動作が保証されます。また、ホットプラグ対応なので、電源を切断することなく交換できます。ネットワークOSFP フォームファクタは、放熱を助けるように設計されたデュアルマウントの薄型ヒートシンク構成で補完されており、データセンターと通信システムの耐久性が向上します。OSFP は、小型、高速、管理の容易さを兼ね備えており、将来の光ネットワークシステムの構築に採用されるのに適しています。

4g OSFPにおけるPAM800の役割

PM4 は、800 G OSFP の高データレートを実現するために広く使用されています。シンボルごとに 4 ビットの 100 つのレベルを持つ NRZ (非ゼロ復帰) コーディングスキームとは対照的に、PAM4 は 4 つの振幅レベルを使用し、シンボルごとに 4 ビット以上を許可して、XNUMX ビットのエンコーディングを実現できます。これは、帯域幅効率が実質的に XNUMX 倍になり、OSFP モジュールの XNUMX つの電気レーンのそれぞれが XNUMX Gbps で動作できることを意味します。PAMXNUMX を使用すると、データの負荷に関してより現代的なネットワーク動作速度に必要なこれらの問題が解決されます。これは、信号の整合性を維持するマルチレベル PAMXNUMX シグナリング技術によるものであり、ネットワーク全体の消費電力と放熱には影響しません。したがって、PAMXNUMX、つまり OSFP のスループット要件の増加は、本質的に、パフォーマンスと電力効率の点で高度な光トランシーバー技術のトレンドを定義します。

Infiniband および Ethernet ネットワークにおけるアプリケーション

PAM4変調方式を使用することで、800G OSFPモジュールは、Infinibandおよびイーサネットネットワークを大幅に強化できます。いずれの場合も、OSFPは、高性能コンピューティングやAI作業で使用するためにInfinibandで増加する必要がある高帯域幅を強化します。非常に大規模なイーサネットネットワーク、特にエンタープライズおよびデータセンターネットワークでは、データセンターの要件に応じて帯域幅を増やすためにOSFPを導入しています。このテクノロジーを利用するネットワークは、広範囲に分散したネットワーク間でボトルネックなしでデータを転送できるため、大規模環境で高い効率と効果的なパフォーマンスを実現できます。さらに、800Gイーサネットインターフェイスとの互換性を確保することでOSFPの利点が強化され、幅広い要件に対応できます。

800g 光トランシーバーはどのように機能しますか?

光ファイバー通信の原理

光ファイバー通信システムは、通常はガラスまたは巧みに加工されたプラスチックでできた透明な糸の束を通して伝送される光を使用して、ほとんど損失なく長距離にわたって情報を伝送できます。一般的なアプローチは、レーザーまたは LED を使用して電気信号を光信号に変換することです。これらの光信号はファイバーコアを通って導かれ、ファイバーがそれらを導くときに全反射中にファイバーのクラッドで跳ね返ります。出力にある光検出器が信号を検出し、光形式から電気形式に再変換してさらに処理します。

光周波数の帯域幅が広いため、光ファイバーを介した情報伝送は非常に効率的で、伝送速度は最大で毎秒数百ギガビットに達します。この効率は多重化技術、特に波長分割多重化 (WDM) によってさらに向上します。波長分割多重化では、異なる波長の光を使用して 0.2 本のファイバーで複数のデータチャネルを伝送できます。この機能は、今日のネットワークの増大するデータ要件を満たすために不可欠です。これとは別に、光ファイバーは減衰が少なく、電磁干渉の影響を受けにくいため、大容量の長距離通信に適した媒体となっています。研究によると、光ファイバーの減衰値は最大 XNUMX dB/km で、信号損失がほとんどないため長距離通信に非常に適しています。これらの特性は、世界的な電気通信の発展のペースが加速している状況において光ファイバーの重要性を浮き彫りにしています。

マルチモードおよびシングルモード光ファイバーの影響

マルチモードファイバーとシングルモードファイバーのコア径は、特徴的な側面と形態の両方を示します。マルチモードファイバーは、コア径が 50 ～ 62.5 マイクロメートルと大きいため、さまざまなモードの光をファイバーで伝送できます。ただし、これによりモード分散と呼ばれる信号歪みが生じ、このようなファイバーの距離と帯域幅のパフォーマンスが制限されます。その結果、このようなファイバーは、建物内またはキャンパス内の短距離での低データ伝送に適しています。一方、シングルモードファイバーのコアは小さく、直径は約 8 ～ 10 マイクロメートルです。これにより、XNUMX つのモードでのみ光を伝送できるため、モード分散のリスクが軽減されます。このため、シングルモードファイバーは長距離にわたって広帯域のパフォーマンスを維持できるため、通信、長距離データ、高速ネットワークに適しています。両方のタイプのファイバーのユーザーは、通信インフラストラクチャに関して異なるニーズを抱えていますが、協力して現代の通信ネットワークの有効性と帯域幅を向上させています。

OSFPモジュールによる高速データ伝送

OSFP (「Octal Small Form-factor Pluggable」) は、データセンターに対する現代のニーズがますます高まっているため、データを含むオブジェクトをさまざまな場所に移動させるのに不可欠な存在です。これらの 200 Mbps ～ 400 Mbps データ送信機は、それぞれ 8 Gbps の周波数を持つ 50 つのチャネルで構成されており、周辺速度は PAM4 (4 パルス振幅変調) などの高度なテクノロジーによって拡張されます。OSFP は、過度の支払いがどれだけ密集していても十分な熱伝達を可能にする独自の熱管理機能を含むように設計されているため、最大限の効率と全体的な信頼性に最適です。モジュールはホットスワップも可能で、システムの他の要素に影響を与えることなく簡単に交換またはアップグレードできます。

OSFP モジュールは合計で最大 10 キロメートルの距離をサポートできるため、センター間の接続や相互接続に役立ちます。下位互換性のあるアダプターを使用すると、他の結合形式でも使用できます。OSFP は、400 GB E などの関連仕様とプロトコルを満たす光ベースの接続を備えています。さらに、双方向のデータ通信も提供します。OSFP モジュールは、大量の情報を迅速に交換し、受信情報の品質を強化するのに役立ちます。これにより、将来のクラウドやデータセンターに適した高品質のセンターの拡張と開発が可能になります。

データセンターに 800g OSFP を選択する理由

既存のインフラストラクチャとの互換性

800G OSFP モジュールと旧システムとのシームレスな互換性を保証するポイントと機能がいくつかあります。これには以下が含まれます。

下位互換性のあるアダプター: OSFP モジュールには、OSFP モジュールに下位互換性を提供するアタッチメントが付属しており、新しい機器へのハードウェア変更の可能性が低減されます。
相互運用性標準: OSFP は、イーサネットネットワークで知られ、使用されている 802.3bs 標準に準拠しており、簡単に統合できます。
ホットスワップ機能: このようなモジュールを使用すると、修理やアップグレードのためにネットワークをオフにする必要がないため、ネットワークの動作を継続しながらメンテナンスを行うことができます。
フレキシブル光インターフェース: さまざまな位置と速度を持つさまざまなネットワークでは、光インターフェースは OSFP で機能するようになっています。
熱管理システムの配置: 適切に設計されたシステムは、冷却システムの変更に関する追加費用なしで統合できます。
強化された変調技術: PAM4 を使用した既存のファイバーインストールでは、インフラストラクチャの利用がさらに高度化されるため、データレートが向上する可能性があります。

したがって、これらすべての要素を組み合わせることで、800G OSFP モジュールを既存のデータセンター設備に簡単かつ効率的に組み込むことができます。

高いパフォーマンスとスケーラビリティの利点

OSFP 800G モジュールは既存の構造に実装できるため、コストを最小限に抑えながら拡張性を高めることができます。さらに、これらのモジュールは、より高速なデータ変調を実現する PAM4 などの高度な技術を使用して実装されているため、既存のケーブル配線を緊急に変更することなく完全に活用できます。このようなパフォーマンスにより、増加するワークロードに関係なく、データセンターが常にタスクを実行する効率が保証されます。さらに、800G OSFP モジュールの汎用性により、将来のネットワーク要件を満たすように簡単に拡張できるため、技術の継続的かつ積極的な進歩に集中できます。組織が計画支出を設定する方法に多少の変化があります。これは、すでに行われた投資を収益化できるためですが、同時に、ネットワークインフラストラクチャの機能的な強度と柔軟性が向上しています。

消費電力と効率

800G OSFP モジュールをデータセンターに導入する際の本当の問題は、関連する電力消費と効率の指標です。有力な情報筋によると、これらのモジュールは、800 時間体制で、使用される電力に関連して運用コストを最小限に抑えながら、高速でデータを配信することを目指して作られています。XNUMXG モジュールの洗練された設計には、読み取りのギガビットごとに消費電力を削減するチップの新技術が組み込まれているため、タスクに使用されるエネルギーがはるかに効率的になります。また、効率的な冷却ソリューションが放熱機能と統合されているため、熱をすばやく除去できるため、データセンターデバイスの過熱を防止できます。作業中のエネルギー消費を可能な限り削減することで、同社はメンテナンスコストを削減するだけでなく、活動をより環境に優しくし、持続可能性の目標に沿ったものにしています。

800g OSFP の主要メーカーはどこですか?

主要ベンダーによるイノベーション

大量データの処理と転送にますます不可欠になりつつある 800G OSFP モジュールの著名な専門家には、シスコ、インテル、アリスタネットワークスなどがあり、これらの企業は協力関係にあるようです。シスコの OSFP モジュールに対するアプローチは、即時のインストール互換性と設計の柔軟性を重視しており、一方インテルは強化された集積回路を通じてデータ処理の限界を押し広げています。一方、アリスタネットワークスは、現代のデータセンターに特有の過酷な環境で動作できるハイエンドのパフォーマンスと高品質のモジュールに重点を置いています。これらの企業の取り組みは、現在さまざまな分野のネットワークを変革しているテクノロジーの進歩に不可欠です。

OSFP MSA 標準への準拠

OSFP の場合、マルチソースアグリーメント (MSA) によって、光モジュール間の相互運用性を可能にする明確なベンチマークが確立されます。これらのベンチマークが維持されない限り、OSFP 800G モジュールの統合と動作パフォーマンスは実現されません。コンプライアンスに必要なデータセットには、次のものが含まれます。

機械的仕様： 市場で入手可能なすべての互換性のあるコンポーネントとの適切な統合を確実にするために、MSA によって提供される物理的な寸法に準拠する必要があります。
熱管理： 機能温度レベルが達成されるようにするには、熱放散に関する概念とガイドラインに正確に従う必要があります。
電気的性能： 情報を効率的に伝送するためには、インピーダンスやクロストークなどの信号整合性特性に関して定められた規格に準拠する必要があります。
光学性能: 新しいデバイスは、光学性能と信頼性が保証されるように、波長、出力、受信機感度に関して要求される基準を満たす必要があります。
プロトコルのサポート: 各デバイスは、さまざまな n プロトコルネットワークで動作し、さまざまなプラットフォームやシステムで動作できる必要があります。

相互運用性と高性能が求められる最新の CMOS データセンター内でモジュールが機能できるようにするために、これらの OSFP MSA 標準への準拠を確保することは、製造元にとって非常に重要です。

800g OSFP の仕様と用途は何ですか?

知っておくべき主要な技術仕様

800G OSFP モジュールには、高速ネットワークのエコシステムにおけるトップクラスのエンジニアリングを保証する数多くの技術的特徴があります。これには以下が含まれます。

データレート： 毎秒 800 ギガビットの速度で情報を転送できるため、要求の厳しいアプリケーションのスループットが向上します。
変調方式: PAM4 (パルス振幅変調) を使用すると、複雑さを軽減しながら、高ビットレートのデータの効率的なエンコードを実現できます。
フォームファクタ： コンパクトな OSFP フォームファクターと互換性があり、スペースが制限されている最新のネットワークアプライアンスに機器をインストールできます。
消費電力： 15 ワットの上限で動作し、エネルギー消費規制の要件を満たしながら、モジュールの最高のパフォーマンスを提供します。
到達範囲と距離: ほとんどの場合、到達距離の要件はさまざまであり、データセンターの相互接続を必要とする短距離の光通信や、メトロポリタンエリアネットワークを強化する長距離の光通信が含まれます。
温度範囲： 0 ～ 70 ℃ の範囲で機能するため、ロットやさまざまなサーバールーム環境での信頼性が向上します。
前方誤り訂正 (FEC): エラーを検出して修正する FEC 機能が組み込まれており、伝送ライン上のデータの品質が向上します。
コネクタタイプ： 使用されているのは LC または MPO コネクタであり、これは堅牢で業界全体でよく知られています。
レイテンシ: レイテンシが短縮され、これは、遅延がほとんどまたはまったくなく、データをリアルタイムで処理できるさまざまなアプリケーションで必要になることが多いです。
EMI シールド: 電磁干渉を低減し、高密度の電子空間における信号の整合性を高めることを目的としています。

これらの仕様は、強力なパフォーマンス、多様なアプリケーションの可能性、さまざまな環境での実証済みの機能を備えた高度なデータネットワークの厳しい要件を満たすように慎重に開発されています。

現代のネットワークにおける多様なアプリケーションシナリオ

近年、通信パラダイムは高度なモジュール技術によって拡大し、より多様なアプリケーションケースが可能になりました。これらのモジュールは、さまざまな環境で高速データ伝送と効果的な通信の提供を保証します。センターとコロケーションサービスはサーバー内リンクを強化し、クラウド、ビッグデータ、高頻度トランザクション間で大量のデータを転送する時間を短縮します。通信分野では、メトロおよび長距離ネットワーク内でプラグプレイ機能を可能にしながら、広いカバレッジと優れた信号品質を提供します。さらに、帯域幅に対する圧力が高まり、ビデオやボイスオーバーIPなどのアプリケーションが非常に効果的に使用されているエンタープライズネットワークでは、モジュールが不可欠です。したがって、このような独特のアプリケーションケースは、すべてのモジュールが基盤となるネットワークインフラストラクチャの点で非常に柔軟であるという事実を強調し、現代のデジタル環境におけるそれらの高い重要性を強調しています。

参照ソース

トランシーバ

データセンター

イーサネット

よくある質問（FAQ）

Q: 800g OSFP 光トランシーバーの目的は何ですか?

A: 800g OSFP 光トランシーバは、毎秒 800 ギガビットの速度で伝送される信号の変換を可能にする伝送デバイスです。これは、将来の接続と通信データシステムを改善するために、データセンターやエンタープライズシステムで広く使用されています。

Q: Ethernet 800g と OSFP トランシーバーの関係は何ですか?

A: 800g イーサネットは毎秒 800 ギガビットでデータを転送します。これらの接続を確立するには、OSFP トランシーバー (主に 800g のもの) が必要です。これらの接続は、インフラストラクチャの帯域幅とパフォーマンスを向上させるため重要です。

Q: 800 g シングルモードトランシーバーと 800g マルチサイドトランシーバーを比較するとします。使いやすさの点で、どちらが優れているのでしょうか。

A: シングルモードファイバーは常に長距離伝送 (2 km 以上) に使用され、1310 nm の光波長内で動作します。一方、マルチモードは 850 nm の距離内で動作し、50 m から 500 m の短距離用です。距離と調べたいアプリケーションに基づいて、SMF または MMF の選択を決定します。

Q: 光トランシーバーでパッシブ SR4 構成が有益なのはなぜですか?

A: 4g ソリューションなどの光トランシーバーのパッシブ SR800 構成は、短いリンクでデータを送信するためのコスト効率とエネルギー効率に優れたソリューションであり、追加の電力や信号処理を必要としないため、ラック間およびラック間のリンクに適しています。また、光トランシーバーのパッシブ SR-4 構成は、ネットワークを効率的に実行します。

Q: 800g トランシーバーは、400g や 100g などの旧世代のシステムで動作しますか?

A: 800g トランシーバーは、一般的に 400g または 100g の旧システムと下位互換性があり、この下位互換性はブレークアウト構成またはアダプターによって実現できるため、既存のネットワークを大幅にオーバーホールすることなく、新しいバージョンを古いバージョンで動作させることができます。この構成は、主にアダプターやその他のプラグシステムで動作します。

Q: CMIS 5.0 は 800g トランシーバーの機能にどのように関係していますか?

A: 800G トランシーバーに関しては、CMIS 5.0 (Common Management Interface Specific) で、適切な通信のためにトランシーバーモジュールに何を含める必要があるかが指定されています。したがって、CMIS 5.0 では、より多くのネットワーク環境へのトランシーバーの相互運用性と統合性が向上します。

Q: OSFP フィントップ設計はトランシーバーのパフォーマンスにどのような役割を果たしますか?

A: OSFP のフィン付きトップ設計により、熱の流れがより効率的になります。これは、800g OSFP などの高速トランシーバーのスムーズな動作と信頼性にとって重要です。この設計により、データ転送時の過熱と不一致が最小限に抑えられます。

Q: たとえば、英国に発送する場合、800g トランシーバーを発送および配送する際にはどのような点に留意する必要がありますか?

A: 800g トランシーバーを海外に発送するには、必要な書類、配達時間、モジュールを保護するための適切な梱包に留意することが重要です。fs.com などの企業は、これらの発送要件を支援するサービスを提供しています。

Q: ブレイクアウト機能により、800g トランシーバーで利用可能なネットワークオプションはどのように拡張されますか?

A: ブレークアウト機能により、800g トランシーバーは単一の高容量出力をいくつかの低容量チャネルに流すことができます。たとえば、出力を 2x400g または 8x100g リンクに分割できます。この機能は、さまざまな拡張構造に有利であり、既存のインフラストラクチャの可能性を考慮して使用方法を改善します。