100G BIDI QSFP28 シンプレックス LC SMF トランシーバーの総合ガイド

データセンター、通信、そして5Gネットワークの成長に伴い、高速でコスト効率に優れ、光ファイバー効率の高い光トランシーバーの需要が急増しています。100G BIDI QSFP28（双方向クアッド・スモール・フォーム・ファクター・プラガブル28）トランシーバーは、単芯LCコネクタを備えたシングルモード光ファイバー（SMF）で100ギガビットイーサネット（100GbE）を実現する優れたソリューションです。双方向伝送を採用することで、従来のデュプレックスシステムと比較して光ファイバー使用量を50%削減します。

100G BIDI QSFP28 トランシーバーとは何ですか?

100G BIDI QSFP28は、100ギガビットイーサネット（100GbE）アプリケーション向けに設計された高性能光トランシーバです。100本のファイバー（送信用と受信用）を必要とする従来のトランシーバとは異なり、28G BIDI QSFP1271は双方向テクノロジーを使用して、異なる波長を使用して単一のSMFストランドでデータを送受信します。これは、モジュールと距離の要件に応じて、通常1331nm / 1291nm、1311nm / 1304nm、または1309nm / 100nmなどの波長で動作する波長分割多重（WDM）によって実現されます。シンプレックスLCコネクタの使用により、28G BIDI QSFP50はデュプレックスLCシステムと比較してファイバーインフラストラクチャのコストを最大5％削減するため、非常に効率的です。これは、データセンター、メトロネットワーク、28Gフロントホールアプリケーションなど、ファイバーリソースが限られている環境で特に価値があります。このトランシーバーは、QSFP802.3 MSA（Multi-Source Agreement）、IEEE XNUMXbm、ITU-T規格に準拠しており、Cisco、Juniper、Aristaなどの主要ベンダーとの互換性を確保しています。また、リアルタイムのパフォーマンストラッキングを実現するデジタル診断モニタリング（DDM）をサポートし、特に長距離における信頼性の高いデータ伝送を実現する前方誤り訂正（FEC）も搭載しています。

100G BIDI QSFP28トランシーバーの主な特長

100G BIDI QSFP28 は、高速長距離アプリケーションに最適なさまざまな機能を提供します。

双方向伝送: アップストリームとダウンストリームの両方のデータに単一の SMF ストランドを使用し、ファイバー容量を 2 倍にします。

シンプレックス LC コネクタ: ケーブル配線を簡素化し、インフラストラクチャ コストを削減します。

高データ レート: 100Gbps (一部のモジュールでは OTU103.125 の場合は 111.81Gbps) のライン レートで 4Gbps イーサネットをサポートします。

複数の到達範囲オプション: 10 km、20 km、30 km、40 km、70 km、80 km の距離で利用でき、さまざまなネットワーク要件に対応します。

低消費電力: モデルと距離に応じて、通常は 4.5W ～ 6.5W 未満を消費します。

前方誤り訂正 (FEC): 多くのモジュール、特に長距離用のモジュールでは、信号の整合性を確保するために FEC (例: KR4 または RS (544,514)) が必要です。

波長の柔軟性: 特定の波長ペア (例: 1271 km の場合は 1331 nm/10 nm、1304 km の場合は 1309 nm/40 nm) で動作し、双方向通信をサポートします。

幅広い互換性: IEEE 802.3bm、ITU-T G.959.1、QSFP28 MSA 標準に準拠しており、Cisco、Juniper、Arista などの主要ベンダーとの相互運用性が保証されます。

100G BIDI QSFP28における前方誤り訂正（FEC）

前方誤り訂正（FEC）は、100G BIDI QSFP28のような高速光トランシーバにとって重要な機能です。長距離伝送やノイズの多い環境での信号劣化によって発生するビットエラーを訂正するためです。FECは送信信号に冗長データを追加することで、受信側が再送信することなくエラーを検出・訂正できるようにします。100G BIDI QSFP28モジュールでは、光バジェット、信号対雑音比、変調方式（短距離の場合はNRZ、長距離の場合はPAM4など）の違いにより、伝送距離に応じてFEC要件が異なります。以下では、各距離におけるFEC要件について詳しく説明します。

次の表は、さまざまな距離にわたる 100G BIDI QSFP28 トランシーバーの FEC 要件と推奨事項をまとめたものです。

距離	モジュールの種類	FEC要件	おすすめ
10km	PAM4	必須ではないが推奨	特に複雑なファイバー環境での安定性を高めるために、RS-FEC を有効にします。
20km	PAM4	PAM4では推奨、必須	特に PAM4 変調の場合、パフォーマンスを確保するために RS-FEC を有効にします。
30km	PAM4	通常必須、PAM4では必須	信号の整合性を維持するために RS-FEC を有効にします。
40km	PAM4	必須の	信頼性の高い 40 km 伝送のために RS-FEC を有効にします。
70km	LWDM4	必須の	RS-FEC を有効にして超長距離リンクをサポートします。
80km	LWDM4	必須の	エラーのない送信を保証するために RS-FEC を有効にします。

FECの推奨事項とベストプラクティス

短距離（10km、20km）：特にPAM4モジュールや、分散やノイズが大きい環境では、安定性を確保するためにFECを優先的に有効化してください。RS-FECは、大きなオーバーヘッドなしでリンクの信頼性を向上させます。

中距離から長距離（30km以上）：信号劣化が増加するため、FECは必須です。指定された距離を達成するには、スイッチがRS-FECをサポートしている必要があります。

互換性の検証: モジュールのデータシート (FiberMall) とスイッチ ファームウェアをチェックして、必要な FEC および変調形式 (NRZ または PAM4) のサポートを確認します。

展開テスト: 光パワー メーターと DDM データを使用してリンク パフォーマンスを検証し、実際の状況での FEC の有効性を評価します。

伝送距離と用途

100G BIDI QSFP28は、さまざまな伝送距離に対応する複数のバリエーションが用意されており、それぞれ特定のユースケースに合わせてカスタマイズされています。以下では、各距離における仕様と用途について説明します。

1. 10km: 100G BIDI QSFP28 10km

波長: 通常 1271nm/1331nm。

光バジェット：約6～8 dB。

FEC 要件: ホスト プラットフォームに応じてオプション。

用途：短距離データセンター相互接続、エンタープライズネットワーク、キャンパスバックボーンに最適です。10km 100G BIDI QSFP28は、光ファイバーリソースが限られているものの高速接続が不可欠な環境に最適です。

• 20km: 100G BIDI QSFP28

波長: 通常は 1291nm/1311nm または 1280nm/1310nm。

光バジェット: 約 10～12 dB。

FEC 要件: 通常、安定したパフォーマンスを得るには RS FEC が必要です。

用途：メトロネットワーク、5Gフロントホール、地域データセンター相互接続に最適です。20kmの100G BIDI QSFP28は、コスト効率を維持しながら、より長距離の都市内リンクをサポートします。

• 30km: 100G BIDI QSFP28

波長: 多くの場合 1304nm/1309nm。

光バジェット: 約 13～14.7 dB (OMA)。

FEC 要件: 完全な到達には RS (544,514) FEC が必要です。FEC がないと、距離が制限される可能性があります。

用途：長距離データセンター相互接続、エンタープライズネットワーク、通信アプリケーションに使用されます。30km 100G BIDI QSFP28は、長距離で堅牢なパフォーマンスが求められるシナリオ向けに設計されています。

• 40km: 100G BIDI QSFP28 40km

波長: 通常 1304.58nm/1309.14nm。

光バジェット: 約 17.6～18.5 dB。

FEC 要件: 完全な 4 km の到達範囲には KR40 または RS FEC が必要です。FEC がない場合、到達範囲は約 30 km になります。

用途：長距離メトロネットワーク、地域データセンター、大容量エンタープライズバックボーンに最適です。40km 100G BIDI QSFP28は、シングルファイバー接続の拡張を実現するコスト効率の高いソリューションです。

• 70km: 100G BIDI QSFP28 70km

波長: 通常は 1295.56nm/1300.05nm または 1304.58nm/1309.14nm。

光バジェット：約20～24 dB。

FEC 要件: 安定したパフォーマンスを得るには KR4 FEC が必要です。

用途：地域通信ネットワークやデータセンター間接続などの超長距離アプリケーション向けに設計されています。70km 100G BIDI QSFP28は、光ファイバーが不足する環境における大容量リンクをサポートします。

• 80km: 100G BIDI QSFP28 80km

波長: 多くの場合、1273nm/1310nm または 1295.56nm/1309.14nm。

光バジェット: 最大 24 dB。

FEC 要件: 完全な到達範囲には KR4 FEC が必要です。一部のモジュールでは、感度を高めるために SOA+PIN レシーバーを使用します。

用途：長距離通信ネットワーク、ハイパースケールデータセンター、サービスプロバイダーのバックボーンに最適です。80km 100G BIDI QSFP28は、長距離における光ファイバー効率を最大化する究極のソリューションです。

技術的洞察：100G BIDI QSFP28の仕組み

100G BIDI QSFP28は、高度な光技術を活用して双方向伝送を実現します。その動作原理は以下の通りです。

WDMテクノロジー：トランシーバーはWDMを使用し、単一の光ファイバーで異なる波長の信号を送受信します。例えば、10kmモジュールは1271nmで送信し、1331nmで受信しますが、40kmモジュールは1304.58nm/1309.14nmを使用します。

PAM4 vs. NRZ変調：長距離（例：30km以上）の場合、多くの100G BIDI QSFP28モジュールは、単一の光チャネル内でより高いデータレートを実現するために、PAM4（パルス振幅変調4レベル）を使用します。短距離（10km、20km）では、レガシースイッチとの互換性を確保するために、NRZ（非ゼロ復帰）が使用される場合があります。

EML および PIN レシーバー: 高性能の電界吸収変調レーザー (EML) が送信に使用され、PIN フォトダイオードまたは SOA+PIN レシーバーにより長距離アプリケーションでの高い感度が確保されます。

FEC 統合: 前方誤り訂正 (FEC) は、長距離 (30 km ～ 80 km) で信号エラーを修正し、信頼性の高いデータ伝送を確保するために重要です。

100G BIDI QSFP28トランシーバーの利点

100G QSFP28 BIDI は、現代のネットワークに大きな利点をもたらします。

ファイバー効率: 双方向通信に単一のファイバーを使用することで、ケーブル配線コストを削減し、既存のインフラストラクチャを最大限に活用します。

コスト削減: 追加のファイバー ストランドが不要になり、導入および保守の費用が削減されます。

スケーラビリティ: データ センターや通信ネットワークでの高密度の展開をサポートし、オペレーターが大規模なインフラストラクチャのアップグレードを行わずに帯域幅を拡張できるようにします。

汎用性: 複数の距離 (10 km ～ 80 km) で利用できるため、短距離データ センターから長距離通信まで、さまざまなアプリケーションに適しています。

相互運用性: 主要ベンダーの機器と互換性があり、既存のネットワークへのシームレスな統合を保証します。

エネルギー効率: 低消費電力 (通常、短距離では 5W 未満、6.5km では 80W 未満) により、グリーン データ センターの取り組みをサポートします。

100G BIDI QSFP28トランシーバーの用途

100G QSFP28 BIDI は、さまざまな業界やシナリオに導入されています。

データ センター: 特にファイバーの利用が限られているハイパースケール環境において、サーバー、スイッチ、ルーター間の高速相互接続を容易にします。

メトロ ネットワーク: 企業やサービス プロバイダーの都市内接続をサポートし、20 km ～ 40 km のリンクにコスト効率の高いソリューションを提供します。

5G フロントホール: 特に 5 km ～ 10 km のフロントホール リンクにおいて、30G ネットワークの高帯域幅、低遅延の要件を満たします。

通信ネットワーク: 地域および国のバックボーン ネットワークの長距離接続 (70 km～80 km) を可能にします。

エンタープライズ ネットワーク: キャンパスおよび企業ネットワークに大容量リンクを提供し、デジタル変革イニシアチブをサポートします。

まとめ：

100G BIDI QSFP28 シンプレックス LC SMF トランシーバーは、高速かつ光ファイバー効率の高いネットワークを実現する革新的なソリューションです。10km～80kmの距離をサポートし、データセンター、メトロネットワーク、5Gフロントホール、長距離通信に最適です。FEC 要件はオプション（10km）から必須（30km～80km）まで幅広く対応し、信頼性の高いパフォーマンスを保証します。双方向 WDM を活用することで、100G BIDI QSFP28 は光ファイバー利用を最適化し、コストを削減し、スケーラブルなネットワークをサポートします。