10G SFP+光トランシーバーについて解説：SR / LRM / LR / ER / ZR / WDM / BiDi

それぞれの規格・特徴・違いについて解説

10GbE展開の普及により、さまざまなネットワークシナリオで10Gbpsデータを配信するために、幅広い10G SFP+光ファイバモジュールが設計されています。通常、10G SFP+モジュールには、銅線と光の2つの部分があります。後者は、一般的なモジュール（マルチモードおよびシングルモード）と特定の用途向けのモジュール（SFP+ WDMモジュールおよびBiDiモジュール）にさらに分割できます。この記事では、10GBASE-SR、10GBASE-LRM、10GBASE-LR、10GBASE-ER、10GBASE-ZR、WDM、BiDiなど、いくつかの一般的な10G SFP+光モジュールの種類を紹介し、それらの定義、違い、用途、利点について説明します。

10G SFP+の種類

10GBASE SFP+銅線モジュール

MSA規格に準拠した10G銅線モジュールは、Cat6a/Cat7ケーブルで10 Gbpsの伝送速度を配信するように設計されています。SFP+フォームファクターとして実装された10G銅線モジュールは、銅線を介した10GbE通信を提供します。Cat6a/Cat7ケーブルと一緒に使用すると、最大伝送距離は30メートルです。FSは、Cat6a/Cat7ケーブルで80メートルのリンク長をサポートする新しいSFP+銅線モジュールを発売しました。

予算が少なく、消費電力が少なく、導入が簡単な10G SFP+銅線モジュールは、多くのユーザーに支持されています。まず、銅線ベースのインフラストラクチャは、光ファイバよりもはるかに安価です。さらに、10GBASE-T SFP+銅線モジュールは2.5wを消費します。これは、10GBASE-T規格に準拠しているSFP DAC（平均値：4-8w）よりも少ないです。10GBASE-T SFP+銅線モジュールを理解すると、このSFP+銅線モジュールの詳細を知るのに役立ちます。

10GBASE SFP+光モジュール

10G SFP+マルチモードモジュール

10G SFP+マルチモードモジュールには、主に2つのタイプがあります。短距離伝送に使用される10GBASE SRと10GBASE LRMです。これらはすべて、マルチモードファイバを介して光信号を転送するためのレシーバーとトランスミッターの機能を備えた、スモールフォームファクターのプラガブルモジュールです。

10GBASE-SR

10GBASE-SR光ファイバモジュールは、10GbEで最も一般的に使用されるモジュールの1つです。SRは短距離を意味し、10GBASE-SRモジュールの伝送距離は、OM3マルチモードファイバ（MMF）と使用すると、最大300メートルに到達できます。IEEE 802.3aeによれば、これらのSRモジュールの最小配線距離は2メートルです。10GBASE-SRモジュールは、VCSELによって実現されるため、最小コストと最小消費電力のモジュールとも呼ばれます。バリアントタイプの名前は10GBASE-SRL（10GBASE-SR lite）です。

10GBASE-LRM

10GBASE-LX4モジュールの代替として、10GBASE-LRM光ファイバモジュールは、MMF、つまりOM3で220メートルの最大リンク長をサポートできます。シスコ（または一部のベンダーのシスコ互換）10GBASE-LRMモジュールは、シングルモードファイバ（SMF）で300メートルの最大リンク長もサポートできることに注意してください。LRMモジュールの最小ケーブル長も2メートルです。

10G SFP+シングルモードモジュール

10G SFP+シングルモードモジュールには、長距離伝送に使用される10GBASE-LR、10GBASE-ER、および10GBASE-ZRの3つの主要なタイプがあります。これらはすべて、スイッチのSFP+スロットに差し込むホットスワップ可能なSFP+モジュールです。

10GBASE-LR

10GBASE-LR光ファイバモジュール、LRは「ロングリーチ」（長距離）の略で、1310 nmの公称波長で動作し、最小ケーブル距離2mのシングルモードファイバで最大10 kmに到達できます。10GBASE-LRモジュールは、VCSELを採用したSRモジュールと比較して、分散フィードバックレーザー（DFB）で実装されます。DFBレーザーはVCSELよりも高価ですが、より高い出力とより長い波長により、長距離にわたってシングルモードファイバの小さなコアに効率的に結合できます。

10GBASE-ER

LRモジュールの拡張バージョンとして、1550 nmの公称波長で動作する10GBase-ERモジュールは、最大40キロメートルのリンク長をサポートするシングルモードファイバでの長距離伝送用にも設計されています。以前のモジュールとは異なり、10GBASE-ERモジュールは外部変調レーザー（EML）で実装されています。レーザー出力のため、20km未満のリンクには減衰器が必要であることは言及に値します。モジュールの作業を保証するための伝送距離に応じて、適切な減衰器を採用する必要があります。詳細については、それぞれの製品ページの仕様一覧でご覧になります。

10GBASE-ZR

ERモジュールと同様に、10GBase-ZRモジュールも公称波長1550 nmで動作し、SMFで動作しますが、伝送距離は長く、80 kmです。また、伝送距離が80 km未満の場合は、適切な減衰器を採用する必要もあります（≤1km：15dB、≤10km：12dB、≤15km：11dB、≤20km：10dB、≤30km：7dB、≤40km：5dB、≤ 50km：2dB）。10GBase-ZRは実際にはIEEE標準に属していませんが、依然として多くのベンダーから提供されています。

10G SFP+ WDMモジュール

波長分割多重（WDM）テクノロジーは、CWDMとDWDM（C =粗い、D =高密度）の2つの部分に分けることができます。10G CWDM/DWDM SFP+モジュールは、1270nmから1610nmまでの18 CWDM波長で動作することが多く、伝送距離は10 kmから80 kmです。10G DWDM SFP+モジュールはCH17～CH61のDWDM波長で動作しますが、最大伝送距離は80 kmです。10G SFP+ WDMモジュールは、スケーラブルで柔軟な大企業およびデータセンターの展開に適用されます。

10G SFP+ BiDiモジュール

上記の従来の光ファイバモジュールとは異なり、10G SFP+ BiDiモジュールは、WDMテクノロジーを採用することにより、単一のファイバを介して別々の波長で光信号を送受信します。したがって、BiDiモジュールは、WDMモジュールの1つのタイプとも呼ばれます。また、モジュールを効果的に使用するには、ペアで使用する必要があります。リンクの長さは、さまざまな要件に応じて10 km〜120 kmです。光ファイバの容量と使用量を最大化するため、この費用対効果の高いソリューションは、多くのインフラストラクチャでますます優先されるようになっています。BiDiモジュールを理解すると、このタイプの10G SFP+モジュールが入念に説明されます。

結論

10G SFP+光モジュールは、高速ネットワーク接続を構築し、データを伝送するための重要なコンポーネントです。 この文章では、10GBASE-SR、10GBASE-LRM、10GBASE-LR、10GBASE-ER、10GBASE-ZR、WDM、BiDiなど、いくつかの一般的な種類の10G SFP+光モジュールを紹介し、それらの定義、違い、用途について説明します。様々な種類の光モジュールは、短距離の内部相互接続、長距離伝送、広域にわたる接続など、さまざまなネットワークシナリオに適しています。 これらの光モジュールの特徴や機能を理解することで、ネットワーク管理者やエンジニアが、それぞれのニーズに合ったネットワークを設計・構築する際に、適切な選択をすることができます。