FS、Broadcom Tomahawk 5搭載の51.2T 400Gと800G AIイーサネットスイッチを発表
デラウェア州ニューキャッスル、ICT製品とソリューションのプロバイダーとして信頼されるFSは、大規模AIクラスタ向けに設計された最新の400Gおよび800Gイーサネットスイッチを発表しました。信頼性の高いBroadcom Tomahawk 5チップセットを搭載したこれらのスイッチは、最大51.2Tbps（全二重102.4Tbps）のスイッチング容量を提供し、ロスレスRoCEv2ネットワーキングをサポートするため、AI、ビッグデータ、高性能コンピューティング（HPC）、分散ストレージに最適です。
AIモデルがますます複雑かつ大規模になるにつれ、従来のデータセンターネットワークは、膨大なデータ伝送と処理の要求に追いつかなくなります。AI/MLワークロードの課題に対処するため、データセンターでは、低遅延、高スループットのデータ処理を実現するフラットアーキテクチャの大容量システムが必要とされています。FSは、RoCEプロトコルをサポートする400Gおよび800GのAIスイッチを発表し、レイテンシーを大幅に削減し、データ伝送効率を向上させました。これにより、AIモデルのトレーニング、大規模並列コンピューティング、高性能クラウドアプリケーションにおいて、より効率的なワークフローが可能になります。
400Gスイッチは、ラインレート転送をサポートする128x QSFP112ポートを備えています。各ポートは100/200/400GbEとして設定でき、ブレイクアウトケーブルを使用すれば、2x 200GbEまたは14x 100GbEの接続をサポートします。一般的な導入では、レイヤ2ネットワーキングで最大8K個の400Gポートをサポートし、レイヤ3ネットワーキングでは最大32K個の400Gポートをサポートします。800Gモデルは64倍のOSFPポートを提供します。各OSFPポートは400/800GbEとして構成できます。さらに、ブレイクアウトケーブルを介して2x 400GbE、4x 200GbE、または8x 100GbEをサポートします。
FS 400Gおよび800G AIスイッチの主な特徴：
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Broadcom Tomahawk 5を搭載し、51.2Tbps（全二重102.4Tbps）のスイッチング容量を実現。
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低遅延、パケット損失ゼロの伝送を実現するロスレスRoCEv2ネットワークをサポート。
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コンパクトな4RU設計で高密度100/200/400/800Gポートオプションを提供。
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2+2ホットスワップ対応電源と7+1スマートファンにより信頼性を確保。
FSのCEOであるDaniel Xiangは、次のように述べました。「当社の400Gおよび800G AIスイッチの発売により、企業はAIクラスタを活用してより大きなネットワーク容量と効率を得られるようになります。BroadcomのTH5チップをベースにしたこれらのスイッチは、AIワークロードに必要な高い帯域幅とスループットを提供します。当社は、これらのスイッチを市場に投入できることを喜ばしく思っており、AIデータセンターの拡張にあたりお客様を支援できることを楽しみにしています。」
| 400G AIスイッチ | 800G AIスイッチ | |
| ポート | 128x 400G QSFP112 | 64x 800G OSFP |
| スイッチチップ | BCM78900 Tomahawk 5 | BCM78900 Tomahawk 5 |
| スイッチング容量 | 102.4 Tbps全二重 | 102.4 Tbps全二重 |
| パケットバッファ | 165.2MB | 165.2MB |
| レイテンシー | 0.88μs | <1μs |
| エアフロー | 前から後ろへ | 前から後ろへ |
| RoCE |
✔
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✔
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| PFC |
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| ECN |
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| DLB |
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| GLB |
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| OSPFv2/v3 |
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| BGP4/BGP4+ |
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すべての400Gおよび800G AIスイッチは現在入手可能で、優れたパフォーマンスとインテリジェントなコンピューティングネットワークソリューションを体験できます。
FSについて
FS（www.fs.com/jp）は、信頼性の高いICTネットワーク製品とソリューションのプロバイダーとして、世界中の企業顧客にサービスを提供しています。同社は2009年に設立され、高速通信や専門的な顧客ニーズに合わせたカスタマイズ製品開発やソリューション設計に注力しています。専門的な研究開発及びテストチーム、総合的な技術サービス専門家、強固なサプライチェーンシステム、グローバル化された倉庫センター、便利なショッピングプラットフォームを活用し、FSはISP、電気通信、小売、教育等のグローバルな垂直的産業及び企業顧客に、高効率な顧客中心のICT製品、ソリューション及びサービスを幅広く提供しています。
FS、最先端の1.6T OSFPケーブルを発売：超高速接続の新たなベンチマークを打ち立てる
デラウェア州ニューキャッスル、ICT製品とソリューションのプロバイダーとして信頼されるFS社は、最新の革新的な1.6T OSFPクローズトップDACケーブルを発表しました。最先端のOSFP DACケーブルは、超低消費電力で最大1600Gbpsのスループットを実現し、優れた機械的耐久性と優れたシールド性能と相まって、ハイパースケールデータセンター（HSDC）、機械学習（ML）、高性能コンピューティング（HPC）アプリケーションに最適です。
NVIDIA GB200 NVL72ラックスケールシステムのリリースにより、オプティクスとトランシーバに対する需要は800Gから1.6Tへと加速しています。重要なことは、次世代のGB200 NVL72 アーキテクチャは、ラック内の短距離データ伝送に「銅線相互接続」を利用するため、銅ケーブルに対する将来の需要が大幅に増加することを示めしています。
FSの超高速直接接続銅線接続ソリューションが登場し、世界中の専門企業に次世代アクセラレーテッドコンピューティングネットワークの構築を支援します。これらのOSFPパッシブDAC ケーブルは最先端の200G/レーン光技術を活用し、超低消費電力で最大1.6 Tbpsの優れた伝送速度を実現します。FS 1.6T OSFP DACケーブルは、イーサネットおよびInfiniBandシステム用に設計されています。InfiniBand XDRエンドツーエンドシステムに適合した1.6T InfiniBand DACケーブルにより、InfiniBandネットワークに注力する企業がネットワークをシームレスにアップグレードし、HPCワークロード処理能力を大幅に強化できます。
1.6T OSFP DACケーブルの主な特徴：
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超低消費電力 - ≤0.1W
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超高スループット - 最大1600G
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クローズトップ設計 - 冷却効率の向上
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耐久性の向上 - 優れたSI信頼性と物理的性能
「FSは、HPCデータセンター向けに包括的かつ最適化されたネットワークソリューションの提供に取り組んでおり、400G/800G H100ベースのInfiniBandおよびRoCEソリューションの提供において、豊富な実績を積み重ねてきました。現在、多くのハイパースケールデータセンター事業者がGB200 NVL72システムの導入を計画しています。業界をリードするイノベーションであるFS 1.6T OSFP DACケーブルは、次世代GB200 NVL72アーキテクチャに比類ない性能を提供できます。」とFSのシニアテクニカルディレクターであるJon Zhangは以上のように述べました。
FS 1.6T OSFP224ソリューションは、ハイパースケールデータセンターやHPCネットワークの現在の要求を満たすと同時に、将来の拡張性も確保します。FSは今後も革新と進化を続け、HPCコネクティビティのニーズに応える最先端かつ効率的なソリューションをお客様に提供することに専念します。
FSについて
FS（www.fs.com/jp）は、信頼性の高いICTネットワーク製品とソリューションのプロバイダーとして、世界中の企業顧客にサービスを提供しています。同社は2009年に設立され、高速通信や専門的な顧客ニーズに合わせたカスタマイズ製品開発やソリューション設計に注力しています。専門的な研究開発及びテストチーム、総合的な技術サービス専門家、強固なサプライチェーンシステム、グローバル化された倉庫センター、便利なショッピングプラットフォームを活用し、FSはISP、電気通信、小売、教育等のグローバルな垂直的産業及び企業顧客に、高効率な顧客中心のICT製品、ソリューション及びサービスを幅広く提供しています。
NTPとPTP、どちらが最適
産業用スイッチと正確な時刻同期の領域では、しばしば2つのプロトコルが登場する： NTP（Network Time Protocol）とPTP（Precision Time Protocol）です。どちらも産業用ネットワーク内でシームレスなオペレーションを実現するために重要な役割を果たしますが、その機能性やユースケースは大きく異なります。このブログポストでは、これらのプロトコルの複雑さを掘り下げ、PTPとNTPの違いを探り、特定のアプリケーションに適したプロトコルを決定するお手伝いをします。
NTPとPTPの比較
PTPとNTPはパケットベースのネットワーク上で時刻同期を行います。PTPはマスターとスレーブの関係で、NTPはサーバーとクライアントの関係で動作します。PTPとNTPのどちらを選択するかは、システム固有のニーズによって決まります。
NTP (Network Time Protocol)
NTPは、コンピュータネットワークにおける一般的な計時のために設計された、広く使用されている時刻同期プロトコルです。コンピュータ、サーバー、およびネットワークデバイスのクロックを同期することで、正確な時刻を保証します。NTPはインターネット上で動作し、デバイスのネットワーク全体で一貫した時間を維持するために一般的に採用されています。プロトコルは階層構造になっており、原子時計やGPSレシーバーなどの階層0サーバーが最上位です。原子時計やGPSレシーバーなどです。これらのサーバーは第1階層サーバーに基準時刻を提供し、第1階層サーバーは第2階層サーバーを同期させるといった具合です。この階層システムは理論的には16階層までサポートできますが、ほとんどの実装は最初の数階層にとどまっています。
NTPは通常、ローカルネットワーク上ではサブミリ秒、インターネット上では数ミリ秒の精度を達成しますが、これはネットワークの状態やサーバーの精度によって異なります。NTPは、時間精度に対する要求がそれほど厳しくない場合に有効です。
NTPはさまざまなオペレーティングシステムやネットワークデバイスで広くサポートされているため、ユビキタスで実装が簡単です。NTPはインターネット上の同期をサポートし、Kerberosのような認証システムでよく使用されます。しかし、主に一方向通信に依存しているため、その精度はネットワークの遅延や輻輳によって制限されます。これらの要因はばらつきをもたらし、同期の精度を低下させます。
PTP (Precision Time Protocol)
PTPは、通信、金融、産業オートメーションなど、正確な時刻が重要な産業やアプリケーションで使用される高精度の時刻同期プロトコルです。IEEE 1588標準（PTPv1やPTPv2のようなバージョンを含む）をベースとするPTPは、ネットワークの伝搬遅延を計算して補正することにより、ナノ秒レベルの精度を実現します。この高精度はハードウェアベースの計時メカニズムによって実現され、通常、グランドマスタークロックやバウンダリークロックなどの専用ネットワーク機器に実装されます。
PTPはマスターとスレーブの階層構造を利用して時刻を同期します。グランドマスタークロックが一連の同期メッセージを送信することで、スレーブクロックはネットワーク遅延を調整できます。この正確な同期により、正確なタイムスタンプと協調動作が可能になり、極めて高い時間精度が要求されるアプリケーションに不可欠です。
NTPと比較して、PTPは優れた精度を提供し、多くの場合、サブマイクロ秒またはナノ秒の精度を達成します。ただし、設定やメンテナンスがより複雑になるため、通常は専用のハードウェアが必要になり、コストが高くなります。PTPは多くの場合マルチキャスト通信を使用するため、ネットワーク負荷が増加する可能性がありますが、ユニキャストモードでは、グランドマスターがリクエストをより効率的に処理できるため、これを軽減できます。
NTPとPTPの違い
NTPとPTPはどちらも時刻同期を目的としていますが、両者には明確な違いがあります。これらの違いを理解することは、特定のアプリケーションのニーズに基づいて適切なプロトコルを選択するために不可欠です。PTPとNTPのニュアンスと、なぜその違いが重要なのかを掘り下げてみましょう。
| 特徴 | NTP (Network Time Protocol) | PTP (Precision Time Protocol) |
| 精度 | ミリ秒からサブミリ秒の精度 | サブマイクロ秒の精度 |
| トポロジー | Client-server型階層トポロジー | ピアツーピアトポロジー |
| ハードウェア要件 | 標準イーサネットハードウェア | 特殊なハードウェアが必要 |
| メッセージ交換 | リクエスト-レスポンスメカニズム | マルチステップ、双方向メッセージ交換 |
| 設計範囲 | 公共ネットワークおよび広域ネットワーク（WAN） | ローカルエリアネットワーク（LAN）用Version-1と広域ネットワーク（WAN）用Version-2 |
| セキュリティ | ハッシュコードとクロック選択の改善 | 暗号化セキュリティメカニズム |
| アプリケーション | インターネット上のクロック同期、様々な企業や公共のネットワーク設定 | ITおよび一般的なタイムスタンプアプリケーション、コンピュータの同期など |
アプリケーションに適したプロトコル
NTPとPTPの違いは、それぞれ異なるアプリケーションに適していることです。適切なプロトコルの選択は、特定の同期精度の要件、利用可能なリソース、およびアプリケーションの重要性に基づいて行う必要があります。
NTPはミリ秒レベルの精度が必要なアプリケーションに最適です。特別なネットワーク設定や機器を必要とせず、シンプルでコスト効率が高く、信頼性が高く、堅牢で、設定が簡単です。代表的な用途としては、サーバーやネットワーク機器のクロック同期、ログファイル管理などがあります。使いやすく、多くのパブリックNTPサーバーが利用可能なため、クリティカルでないアプリケーションに最適です。
PTPは、より高い精度が要求される場合に不可欠であり、ハードウェアタイムスタンピングによってサブマイクロ秒、あるいはナノ秒の精度を実現します。この高い精度を実現するには、ネットワークインフラに近い場所でタイムスタンプを行う必要があり、専用のハードウェアとネットワークエンジニアリングが必要になります。PTPは、通信（基地局同期）、交通管制（機器/サイト同期）、放送（オーディオ/ビデオ機器同期）、エネルギー（変電所同期）、銀行（高速取引同期）など、さまざまなアプリケーションに適しています。
お客様の業務の性質、必要とされる精度のレベル、時間の相違がもたらす潜在的な影響などを考慮し、十分な情報を得た上で決定してください。これらの要素を評価することで、お客様の要件に完全に合致するプロトコルを導き出すことができます。
NTPとPTP：FSは両方のソリューションをご提供
FS.com では、産業ネットワークの多様なニーズを理解しています。そのため、PTPとNTPの両方のプロトコルと互換性のある産業用スイッチを幅広く提供しています。当社のスイッチは、信頼性の高いパフォーマンスとシームレスな同期を実現できるように設計されており、スムーズかつ効率的に業務を遂行できます。
PTPの精度やNTPの柔軟性など、当社の産業用スイッチはお客様のご要望にお応えできるよう設計されています。最先端技術と品質へのこだわりで、FS.comはお客様のネットワーク同期ニーズに理想的なソリューションを提供します。
| FS P/N | |
| NTP |
IES3110-16TF、IES5100-24TF、IES3100-8T4F-P、IES5100-16TS、IES5100-24FS、IES3100-16TM、 IES5110-20FMS
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PTP
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IES3100-8TF-P、IES3110-8TFP-R、IES3110-8TF-R、IES3100-8TF、IES3110-8TF、IES3110-24TF、
IES3110-8TF-P、IES5100-24TS-P、IES3110-8M12、IES3110-8TFM-P、IES3220-8T4F
IES3220-8T4F-U、IES3220-4T2F、IES5120-28TS、IES5120-28TF
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まとめ
NTPとPTPは精度のレベルが異なるため、企業は正確なオペレーションを行うことができます。決定を下す際には、業務における時間精度の重要性を評価してください。同期を維持し、効率性を維持するために、産業用ネットワークのニーズにはFS.comをお任せ！
800Gトランシーバを徹底解説：種類、アプリケーション、FAQ
より高速なデータ伝送への需要が急増する中、800Gトランシーバは、その高い帯域幅、高速伝送速度、優れたパフォーマンス、高密度、将来的な互換性により、大きな注目を集めています。この記事では、800Gトランシーバを選択する際に、より良い選択ができるように、さまざまな種類の800G光モジュールの概要を説明し、そのアプリケーションについて説明し、いくつかのFAQに対処します。
800Gトランシーバの種類
800G = 8 x 100G = 4 x 200G。したがって、800Gトランシーバは、シングルチャンネルレートに応じて、シングルチャンネル100Gと200Gの2種類に大まかに分類できます。下図は、適合するアーキテクチャを示したものです。シングルチャネル100G光モジュールは比較的短時間で実装できますが、200G光モジュールは光デバイスに対する要求が高く、変換のためのギアボックスが必要となります。この記事では主にシングルチャネル100Gモジュールについて紹介します。
シングルモード800Gトランシーバ
800Gシングルモード光トランシーバは、長距離光ファイバ伝送に適しており、より広いネットワーク範囲をカバーできます。
800G DR8、800G PSM8、800G 2xDR4
これら3つの規格は、内部アーキテクチャが類似しており、8 Txと8 Rx、100 Gbpsのシングル・チャネル・レートを特徴とし、16本の光ファイバを必要とします。
FS 800G QSFP-DD DR8は、800GBASEイーサネットアプリケーション向けに卓越した性能を発揮し、MPO-16 APCコネクター付きの8対のシングルモードファイバ（SMF）で最大800ギガビット/秒のスループットを提供し、最大500mまで延長できます。IEEE P802.3ck、IEEE 802.3cu、およびQSFP-DD MSA規格に完全準拠しており、シームレスな互換性と信頼性の高い動作を保証します。
800G PSM8はCWDM技術を採用し、8つの光チャンネルがそれぞれ100Gbpsを提供し、100mの伝送距離をサポートするため、長距離伝送やファイバーリソースの共有に最適です。
800G 2DR4 は、2x 「400G-DR4」 インターフェースを指します。2xのMPO-12コネクターを備え、光ブレークアウト・ケーブルを必要とせず、各800Gトランシーバから物理的に異なる2つの400G-DR4リンクを可能にします。下図に示すように、400G DR4トランシーバに接続でき、500mの伝送距離をサポートするため、データセンターのアップグレードが容易になります。
800G 2FR4/2LR4/FR4/FR8
これらの呼称における800G FRとLRは、それぞれFixed ReachとLong Reachを表し、固定距離と長距離伝送を意味します。
800G 2xFR4と800G 2xLR4は、同様の内部構造を持つ2つの追加規格です。これらは、100Gbpsのシングル・チャンネル・レートで動作する4波長で構成されています。Muxを採用することで、下図に示すように、必要な光ファイバの数は4本に減少されます。これらの規格は、400G FR4およびLR4トランシーバのアップグレードとして機能する。これらの規格は、1271/1291/1311/1331nmのCWDM4波長を使用します。800G 2xFR4は2kmの伝送距離をサポートし、800G 2xLR4は10kmの伝送距離をサポートします。これらの規格の光インターフェイスは、デュアルCSまたはデュアル二重LCインターフェイスを採用しています。いずれも800Gイーサネット、ブレイクアウト2x 400G FR4/LR4、データセンター、クラウドネットワークに適しています。
FSは、OSFPパッケージの800G 2xFR4および800G 2xLR4モジュールを提供しています。FS 800G 2FR4光トランシーバモジュールは、二重LCコネクタ付きシングルモード・ファイバ（SMF）上で最大2kmの800GBASEイーサネット・スループット向けに設計されています。FS 800G 2LR4トランシーバは、デュアルLCコネクタにより、シングルモードファイバ（SMF）上で最大10kmのリンク長をサポートします。両製品とも厳しいテストを経ており、優れたパフォーマンスを発揮できます。
800G FR4は、下図に示すように、4つの波長とPAM4技術を利用する方式で、200Gbpsのシングルチャンネルレートで動作し、2本の光ファイバを必要とします。これは2kmの伝送距離をサポートし、一般にデータセンターの相互接続、ハイパフォーマンス・コンピューティング、ストレージ・ネットワークなどで使用されます。
最後に、800G FR8は、下図に示すように、それぞれ100Gbpsの速度で動作する8つの波長を採用しています。これは2本の光ファイバを必要とし、2kmの伝送距離をサポートします。その上、800G FR8はより高い伝送容量を提供できます。一般的なアプリケーションには、広域ネットワーキング、データセンター相互接続などがあります。
マルチモード800Gトランシーバ
伝送距離が100メートル未満のマルチモードアプリケーションで使用される800G光トランシーバには、主に2つの規格があります。
800G SR8
800G SR8トランシーバは、波長850nm、シングルチャンネルレート100Gbps PAM4のVCSEL技術を採用しています。16本の光ファイバを使用する必要があります。これは400G SR4の拡張版とみなすことができ、2倍のチャンネル数を特徴としています。トランシーバは、図に示すように、MPO16またはデュアルMPO-12光インターフェースのいずれかを使用しています。800G SR8光モジュールは通常、800Gイーサネット、データセンターリンク、または800G-800G相互接続に使用されます。
800G SR4.2
この方式は、850nmと910nmの2つの波長を採用し、一般に双方向伝送として知られる1本のファイバでの双方向伝送を可能にします。このモジュールには、2つの波長を分離するためのDeMuxコンポーネントが組み込まれています。シングルチャンネ・レートが100GbpsのPAM4の場合、合計8本の光ファイバが必要で、これはSR8の半分の量です。
可能性を解き放つ：800Gトランシーバの応用
高性能ネットワーキングの領域において、800Gトランシーバの進化は新たな可能性の時代を切り開きました。
データセンターの接続性
データセンター相互接続は、800G光モジュールの能力が発揮される主要な領域の1つです。InfiniBandにより、これらのモジュールはデータセンター間のシームレスな通信を促進し、最新の相互接続インフラのバックボーンに電力を供給します。
高性能コンピューティング
処理要求が絶え間なくエスカレートするハイパフォーマンス・コンピューティングの分野では、800Gトランシーバの効率性がゲームチェンジャーとなります。モジュールは迅速なデータ転送を保証し、レイテンシーを削減し、システム全体のパフォーマンスを最適化します。
5Gと通信ネットワーク
5Gおよび通信ネットワークの急増は、速度だけでなく信頼性も要求しています。800GのQSFPおよびQSFP-ddトランシーバは、次世代通信ネットワークの要求を満たすように設計されています。その高度な機能により、5Gアーキテクチャが強化され、堅牢で応答性の高いネットワークインフラストラクチャが確保されます。
800G光トランシーバーに関するFAQ
Q1：800G光モジュールの800G QSFP-DDと800G OSFPの違いは何ですか？
A1：QSFP-DD（Quad Small Form Factor Pluggable Double Density）とOSFP（Octal Small Form Factor Pluggable）は、高速光通信をサポートするために使用される2つの異なる光モジュール・パッケージ・タイプです。QSFP-DDの方が小型で、高密度のポートレイアウトに適している。また、OSFP の消費電力は QSFP-DD よりも若干高いです。また、QSFP-DDはQSFP56、QSFP28、QSFP+と完全な互換性がありますが、OSFPは互換性がありません。詳細については、こちらの記事を参照してください：「800Gトランシーバの概要：QSFP-DDとOSFPパッケージ」。
Q2：QSFP-DDインターフェースにOSFPインターフェース・モジュールを挿入できますか？
A2：いいえ。QSFP-DDとOSFPはインターフェースの種類が異なり、物理的なサイズや接続方法も異なるため、互いに差し込むことはできません。
Q3：800Gリンクの一方の端にあるOSFPは、もう一方の端にあるQSFP-DDと相互運用できますか？
A3：はい。OSFPとQSFP-DDはモジュールの物理的フォーム・ファクターを示します。イーサネット・メディア・タイプが同じであれば、OSFPモジュールとQSFP-DDモジュールは相互運用できます。
Q4：800G技術にアップグレードするメリットは何ですか？
A4：800G技術への移行は、ネットワークインフラやデータ集約型アプリケーションにとっていくつかのメリットがあります：
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帯域幅の増加: 800Gテクノロジーは、帯域幅を大幅に増加させ、より高速で効率的なデータ伝送を可能にし、さまざまな業界で高まる高速データ転送の需要に応えます。
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より高いデータレート：800G技術により、最大800Gbpsのデータ転送速度が達成され、より高速なデータ処理、待ち時間の短縮、全体的なネットワークパフォーマンスの向上が可能になります。
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将来性：800G技術を採用することで、企業はネットワークインフラの将来性を確保し、今後の技術やアプリケーションとの互換性を確保できます。
Q5：FSの800Gトランシーバにはどのようなものがありますか？
A5：FSが提供する800Gモジュールは下表の通りです。
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800Gモジュール
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タイプ
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QSFP-DD
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OSFP
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距離
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シングルモード
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/
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2km
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500m
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| QDD800-PLR8-B1 | OSFP800-PLR8-B1 |
10km
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| / |
10km
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| / |
10km
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||
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マルチモード
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OSFP-SR8-800G |
50m
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Q6：800G OSFP/QSFP-DDモジュールが使用する速度と変調方式は何ですか？
A6：すべての800G光モジュールは、各方向に8倍の電気レーン（送信レーン8、受信レーン8）を利用し、それぞれ100G PAM4データレートで、モジュールあたり800Gbpsの総帯域幅を可能にし、1レーンあたり8つの光波が変調されます。
結論
次世代高速光通信のキーコンポーネントである800G光モジュールは、さまざまなアプリケーションニーズに対応するため、さまざまなタイプが提供されています。800Gトランシーバーの種類、応用分野、よくある質問に対する答えを深く理解することは、データ伝送技術の発展を促進することにつながります。この先端技術を習得することで、デジタル時代の挑戦とチャンスによりよく適応することができます。
800Gと1.6Tイーサネット：イノベーションと課題
5Gネットワーク、HPCアプリケーション、IoT技術の展開により、より高い帯域幅とデータレートに対する需要が高まっています。その結果、800Gイーサネットと1.6Tネットワーキングへの期待と関心が高まっています。この記事では、800Gイーサネットと1.6Tネットワーキングの主な課題とイノベーションを徹底的に説明します。
イーサネット速度の経時変化
800Gイーサネットと1.6Tネットワークへのアップグレードの課題：
800Gイーサネットの速度と容量を向上させるには？
800Gイーサネットの現在の実装では、1チャネルあたり100Gbpsの8チャネルを使用し、PAM4の速度を50Gbps（前世代）から100Gbpsに倍増させています。チャネルあたり200Gbpsの800Gトランシーバが開発中であり、800Gイーサネットにとって重要な800Gへの挑戦となります。
スイッチ・シリコンSerDes
より高速なネットワーク・スイッチング・チップは、800Gイーサネットのチャネル速度を向上させるために不可欠です。ネットワーク・スイッチング・チップは、データセンター内のエレメント間の低遅延スイッチングを可能にします。スイッチ・チップ全体の帯域幅の増加をサポートするため、SerDesの速度、量、電力も増加しています。51.2Tbps世代では、SerDesの速度は10Gビット/秒から112Gビット/秒に、チップ周辺のSerDesの数は64チャネルから512チャネルに増加した。SerDesの消費電力は、システム全体の電力に占める割合が大きくなっています。102.4Tスイッチには200Gb/秒のSerDesが512チャネル搭載されるため、次世代スイッチング・チップでは帯域幅が再び倍増する。これらのシリコン・スイッチは、224Gb/秒チャネルで800Gと1.6Tをサポートします。
パルス振幅変調
高次変調は、シンボルあたりのビット数または単位インターバル（UI）あたりのビット数を増加させ、チャネル帯域幅と信号振幅のトレードオフを提供します。PAM4変調は、前世代の製品との下位互換性を提供し、高次変調方式と比較して優れた信号対雑音比（SNR）を提供するため、遅延の原因となる前方誤り訂正（FEC）のオーバーヘッドを削減できます。しかし、PAM4を実現するには、アナログ帯域幅の制限と革新的なDSPスキームによって実装される高度なイコライゼーションにより、より優れたアナログ・フロントエンド（AFE）が必要となります。
現在、業界は、高速データ整合性維持のための代替方法を模索しながら、800Gイーサネットまたは1.6TネットワークにおいてPAM4の汎用性を維持する可能性があります。しかし、将来的にはPAM6やPAM8など、より高度な変調方式が採用されるかもしれません。
PAM4信号はアイハイトが小さいため、ノイズとジッターに対してより厳しい設計マージンが必要
800Gイーサネット・ネットワークのビット誤り率を低減するには？
ほとんどの高速データ規格では、トランスミッターとレシーバーに微調整イコライザーが存在することで、チャネル内の信号減衰を補正し、チャネルを通して送信された信号が相手側で解釈できるようになっています。しかし、高速化によって物理的な限界がさらに押し上げられると、より洗練された方法が必要となる。そのようなソリューションのひとつが前方誤り訂正（FEC）です。
フォワード・エラー訂正では、冗長データを送信することで、受信機が損傷したビットの信号を再構築するのを支援します。FECアルゴリズムは、ランダムエラーからデータフレームを回復できるが、フレーム全体が失われるとバーストエラーに遭遇します。各FECアーキテクチャは、符号化利得、オーバーヘッド、レイテンシ、電力効率の点でトレードオフと利点がある。224Gb/秒システムでは、バースト・エラーを最小化するために、より複雑なFECアルゴリズムが必要となります。
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FECスキーム
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オプションの例
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コーディングゲインオーバーKP FEC
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オーバーヘッド
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レイテンシ
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電力/面積
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エンドツーエンド
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RS (576,514,31)
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-1.5 dB増加
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6%増加
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増分増加
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増分増加
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セグメント化
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KPとFECo
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FECo優位
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FECo優位
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大幅な増加
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大幅な増加
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連結
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KP+BCH/ハミング
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~0.5-1.5 dB
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3% -6% 増加
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増分増加
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増分増加
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800Gイーサネットの電力効率を高めるには？
800Gまたは1.6Tイーサネット・データセンターが直面する最も困難な問題は、消費電力である。光モジュールの消費電力は、世代を重ねるごとに増加しています。光モジュールの設計が成熟するにつれて、より効率的になり、その結果、ビットあたりの消費電力が減少します。しかし、各データセンターには平均5万個の光モジュールが搭載されているため、モジュール全体の消費電力は依然として懸念事項となっています。コ・パッケージされた光デバイスは、光電子変換をパッケージ内に統合することで、モジュールあたりの消費電力を削減できます。しかし、このアプローチでは冷却要件が依然として課題となっています。
800Gイーサネットでは、コ・パッケージ型光デバイスの重要なイノベーションは、光コンポーネントをスイッチASICのベアダイに十分に近づけることで、追加のDSPを不要にすることです（下図）。
プラグ可能およびパッケージ化された光学部品
800Gイーサネットと1.6Tネットワーキングのタイムラインは？
800Gイーサネットは、IEEEとOIFが400Gのために築いた基礎の上に構築され、目前に迫っています。最初の51.2Tスイッチチップは2022年にリリースされ、800Gb/秒の64ポートをサポートし、800G光モジュールの初期ロットの検証が開始されました。
今年は、標準化団体がIEEE 802.3dfとOIF 224Gb/s標準の最初のバージョンをリリースし、開発者は112Gb/sと224Gb/sチャネルを使用した800Gと1.6Tシステムの構築方法について理解を深めることができます。今後2年間で、標準化団体は物理層標準を確定し、その後すぐに実際の開発と検証を進めると予想されます。
Timeline for Upgrading to 800G and 1.6T Speeds
FS 800Gイーサネットモジュール
FSは、高性能コンピューティングの現在の発展展望に対応するために、一連の800Gイーサネット モジュールを提供しています。当社の800Gイーサネットモジュールは、現代のネットワークの絶えず変化するニーズを満たすために、信頼性を考慮して設計およびテストされています。以下は、FSの800Gイーサネットモジュールです。
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FS P/N
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消費電力 | コネクタ | 距離 |
| QDD-SR8-800G | ≤13W | MTP/MPO-16 | 50m |
| QDD-DR8-800G | ≤16.5W | MTP/MPO-16 | 500m |
| QDD800-PLR8-B1 | ≤18W | MTP/MPO-16 | 10km |
| OSFP-SR8-800G | ≤14W | Dual MTP/MPO-12 | 50m |
| OSFP-DR8-800G | ≤16.5W | Dual MTP/MPO-12 | 500m |
| OSFP-2FR4-800G | ≤16.5W | Dual LC Duplex | 2km |
| OSFP800-PLR8-B1 | ≤16.5W | MTP/MPO-16 | 10km |
| OSFP800-PLR8-B2 | ≤16.5W | Dual MTP/MPO-12 | 10km |
| OSFP800-2LR4-A2 | ≤18W | Dual LC Duplex | 10km |
結論
現在、400Gは大規模に展開されており、800Gイーサネットのデータ・レートにはまだ長い道のりがある。わずか数年のうちに、大容量化、高速化、大幅な効率化が求められるのは間違いない。これらの新技術の拡張に備えるためには、今日から設計と計画を開始する必要があります。FSは、お客様の800Gオプティクスのパートナーになる用意があります。
QSFP28 PAM4：100G/400G信号を拡張するソリューション
クラウドサービス、HPCアプリケーション、5G技術の登場により、より高いデータレートと帯域幅の拡大に対する要求が高まる中、QSFP28 PAM4がソリューションとして登場しました。現在、コアネットワークは100Gデータレートに移行し、現在では400Gへの移行を推し進めているため、データセンターはQSFP28 100Gを含め、より高いポート密度とビット当たりのコスト削減を提供するトランシーバーソリューションを求めています。データ容量とエネルギー効率の強化の必要性を認識し、100G/400Gメトロネットワークの80km伝送をサポートできるPAM4 QSFP28 DWDMが2016年に導入されました。この文章の目的は、100G QSFP28 PAM4の特長と性能、および100G/400Gアプリケーションのソリューションとしての役割を探ることです。
QSFP28 PAM4信号技術とは？
PAM4はパルス振幅変調4レベルとしても知られ、NRZ（Non-Return-to-Zero）に従う最先端の光伝送技術です。QSFP28 PAM4は、2ビットのデータを4つの異なる信号レベルでエンコードすることで、大きな進化を実現しました。この進歩により、信号帯域幅が実質的に倍増し、各信号レベルが2ビットの論理情報に相当します。さらに、多次変調において重要な役割を果たすPAM4は、光信号の劣化を最小限に抑えながら、データレートを2倍にします。この2つの機能により、PAM4は100Gおよび400G伝送を可能にする最も効率的でコスト効率の高いソリューションとして位置づけられます。より詳細な説明については、PAM4がNRZと比較して4つの信号レベルで2倍のデータレートを達成する方法を示す添付の図を参照してください。
図1：NRZ信号とPAM4信号の波形比較
多様なネットワークにおけるQSFP28 PAM4 DWDMの応用
都市とキャンパスネットワーク
DWDM QSFP28 PAM4テクノロジーは、都市型ネットワークやキャンパスネットワークにおける高速接続に、非常に優れたソリューションを提供します。DWDM機能のパワーを利用することで、これらのトランシーバーは既存のファイバセットアップにシームレスに適合し、余分な変換ギアが不要になります。これにより、導入コストを節約できるだけでなく、ネットワーク管理も合理化されます。都市のコアのど真ん中にあるデータセンターとのリンクであれ、広大なキャンパスエリア全体のバックボーンネットワークへの接続であれ、これらのトランシーバーはさまざまな用途でスムーズで信頼性の高い接続を保証します。
企業向けの接続
ネットワークインフラをアップグレードし、IoTやバーチャルリアリティなどの新興アプリケーションをサポートするDWDM QSFP28 PAM4技術の利点に、企業は知恵を絞りつつあります。これらのトランシーバーは、ネットワークの容量と性能を高めるためのコスト効率に優れた効率的なソリューションを提供します。企業内では、サーバー、ストレージシステム、スイッチなど、さまざまなネットワークデバイスと容易にリンクし、高速で安定したデータ伝送を実現します。DWDM機能のパワーを活用することで、企業は大容量で信頼性の高いネットワーク接続を確立し、今日のビジネス環境で増え続けるデータ需要に効果的に取り組むことができます。
データセンターの相互接続
データセンター接続の世界では、DWDM QSFP28 PAM4光トランシーバーが絶対的に重要です。この最先端の光トランシーバーは、長距離のデータセンター間で光速の接続性を提供することに優れています。これらのトランシーバーは、その優れたデータ容量とエネルギー効率を活用して、シングルモードファイバ上で100Gおよび400G信号をシームレスに延長します。また、DWDM技術が統合されているため、これらのトランシーバーは1本のファイバで異なる波長のデータを伝送することができ、汎用性を高め、高速で長距離のデータセンター接続を容易にします。
5Gモバイルアクセスアーキテクチャ
5Gネットワークの急速な台頭により、高速で低遅延の接続に対する需要が急増しています。DWDM QSFP28 PAM4トランシーバーは、5Gモバイルアクセスのセットアップに不可欠なコンポーネントです。DWDM QSFP28 PAM4トランシーバーは、基地局とコアネットワーク間の広帯域リンクを提供することでこれを実現します。5G基地局とシームレスに統合できるこれらのトランシーバーは、スマートフォンからIoT機器、スマートシティプロジェクトまで、幅広い5Gアプリケーションをサポートする光速データ伝送を可能にします。その高度な技術は、5Gネットワークの厳しい接続ニーズを満たす鍵となります。
図2：データセンターと5GアーキテクチャにおけるPAM4アプリケーション
100G/400G向けソリューションとしてのQSFP28 PAM4 DWDMの利点
QSFP28 PAM4 は、100G/400G信号を拡張するための非常に高性能なソリューションとして、ネットワーク事業者の間で有力な選択肢となっています。ここでは、QSFP28 PAM4 DWDMを100G/400Gアプリケーションに統合すると有利な理由を説明します。
データ容量の強化
QSFP28 PAM4 DWDMは、信号の劣化を最小限に抑えながら、シングルモードファイバ（SMF）で最大4.8Tb/秒を実現する優れたデータ容量を誇ります。最大80kmの距離をカバーするポイント・ツー・ポイント・リンクで、データセンター間の100G/400G接続を拡張するのに適しています。
消費電力の低減
QSFP28 PAM4 DWDMは、低消費電力を実現するように設計されており、高効率で省エネルギーの高速リモートデータセンター相互接続（DCI）や高密度接続に非常に適しています。さらに、必要なレーザーの数を減らし、光多重化の必要性をなくすことで、伝送コストを効果的に削減しながら、増大し続ける帯域幅の需要に対応します。
組み込みDWDMとのシームレスな統合
QSFP28 PAM4 DWDM光トランシーバーは、組み込みDWDM技術とシームレスに互換性があるため、DWDMコンバーター プラットフォームを別途用意することなく、データセンターのルーターやスイッチに直接挿入できます。この統合により、コストが大幅に削減され、導入とメンテナンスが簡素化されます。さらに、適切な分散補償モジュール（DCM）や増幅システムと組み合わせることで、QSFP28 PAM4モジュールは既存のDWDMネットワークにシームレスに統合され、ハイブリッド伝送が可能になります。
結論
結論として、QSFP28 PAM4技術は、100G/400G信号を拡張するための画期的なソリューションです。QSFP28 PAM4 DWDMは、データ容量の向上、消費電力の削減、組み込みDWDM技術とのシームレスな統合により、さまざまなネットワークアプリケーションに最適となっています。QSFP28 PAM4 DWDMを採用することで、事業者は増大する接続需要に効率的かつコスト効率よく対応することができます。この技術は高速データ伝送の最前線に立ち、ネットワーク接続の未来を形作ります。
FSの包括的なイーサネットケーブルツールソリューションでデータセンター配線を最適化
現代のITインフラのバックボーンとして、効率的なデータセンターケーブル配線は、データセンターの効率とパフォーマンスを維持するために極めて重要です。FSの包括的なイーサネットケーブルツールソリューションは、データセンターのケーブル配線に関連する課題に対処し、スムーズな運用を確保し、ダウンタイムを削減し、将来の拡張性を促進するように設計された幅広い製品とサービスを提供します。
データセンターの配線で克服すべき4つの課題
データセンターの配線には多くの課題があり、それぞれを克服するには慎重な検討と戦略的計画が必要です。これらの課題には以下が含まれます：
1. 多額の投資：ケーブル、ラック、ネットワークケーブルツールなどのデータセンターインフラストラクチャの導入には、材料、労働力、機器の調達、メンテナンス費用など、多額の先行投資が必要です。このような経済的負担が障壁となる企業もあるため、効率的でコスト効果の高いイーサネット・ケーブル・ツール・ソリューションを導入し、投資収益率を最大化することが重要です。
2. 大規模エンジニアリング：FTTX (Fiber To The X) のようなデータセンター・ケーブル・プロジェクトは、広大な地域への大規模なネットワーク展開を伴うため、エンジニアリングの複雑さは計り知れず、導入チームの作業負荷も大きくなります。このようなエンジニアリングの取り組みには、シームレスな統合と機能性を確保するための綿密な計画と実行が必要です。
3. 配線の環境的厳しさ：データセンターの配線環境の複雑さは、サーバー、スイッチ、ストレージシステムを相互接続する何千本ものケーブルを綿密に整理する必要性から生じています。光ファイバや銅線を含む各種ケーブルは、信号の干渉を避け、効率的な冷却を確保するため、正確に配線する必要があります。さらに、地域によっては、水道管、電気ケーブル、ガス管など、既存の地下インフラを迂回する必要があるため、建設が複雑になることもあります。このような障害物は、コストを増加させるだけでなく、プロジェクトのスケジュールを延長させます。したがって、データセンター環境特有の課題に対処するためには、戦略的なプランニングとニーズに合わせたネットワークケーブルツールが不可欠です。
4. 技術的互換性の問題：ケーブルの種類、コネクタの規格、および信号伝送要件にばらつきがあるため、古い通信システムと新しく導入された光ファイバネットワークを統合するには、スムーズなサービス移行と運用の継続性を確保するために、技術的な互換性を慎重に検討する必要があります。そのため、潜在的な干渉を軽減するための包括的なテストおよび検証プロトコルが必要です。
FSのイーサネットケーブルツールソリューションがデータセンター配線を最適化する方法
FSの包括的なイーサネットケーブルツールソリューションは、データセンターのケーブル配線で直面するさまざまな課題に対処するように設計されています。これらの課題にどのように取り組んでいるかをご紹介します。
管理を簡素化する多機能ケーブルツール
多機能ツールを備えた FS のソリューションは、管理を簡素化し、複数の特殊なネットワーク・ケーブル・ツールの必要性を排除します。例えば、Pro'sKit® LCDネットワークケーブルテスター＆プローブキットは、新しいアンチ干渉ライン発見スキームで、ケーブルを素早く見つけるだけでなく、アライメントテスト、PoEテスト、ポート点滅＆スイッチ詳細テスト、RJ45コネクター圧着テストを実施し、通信ネットワーク回線エンジニアリングや定期メンテナンス作業に広く適用できます。さらに、ケーブルテスト、電圧/電流テスト、光パワーテストのためのツールを含む20-in-1光ファイバ＆テレコムインストールツールキットは、効率的に家庭、オフィス、テレコムルームなど、様々な場所での光ファイバ＆ネットワークケーブルのインストールのすべての側面を管理することができます。
FSのイーサネットケーブルツールソリューションは、その多機能性とリーズナブルな価格設定により、調達プロセスを簡素化し、お客様が初期費用を節約することを可能にします。さらに、メンテナンス時の設備管理を合理化し、全体的な費用対効果を高めながら、高品質のデータセンターケーブリングインフラを確保します。
標準化されたケーブル配線とラベリングシステムにより、効率的な運用を実現
適切なネットワークケーブルツールを選択することで、後のメンテナンスや管理が容易になり、ダウンタイムや損失を減らすための迅速な障害検出が可能になります。当社では、標準化されたケーブリングシステムとコンポーネント、およびケーブルラベリングシステムの使用を重視し、メンテナンスとトラブルシューティングのプロセスを簡素化することで、全体的な運用効率を高めています。これにより、データセンターは最適な状態で運用され、問題から迅速に回復することができます。
情報に基づいた選択のための明確な製品区別
無数の類似製品をナビゲートすることは、お客様を混乱させる可能性があります。FSのイーサネットケーブルツールソリューションは、製品間の機能的な違いを明確に区別することで、個々の要件に合わせた十分な情報に基づいた意思決定を促進します。FSは、明確性と透明性を提供することで、お客様が特定のニーズに最も適した製品を選択できるようにし、最終的に全体的な経験と満足度を向上させます。
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カテゴリ
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製品
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FS P/N
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アプリケーションシナリオ
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銅線テスター
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LCDネットワークケーブルテスター＆プローブキット
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通信室
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銅ケーブルサーティファイアー
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データセンター
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銅線ツール
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ダブテールクリップワイヤストリッピング ツール
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データセンター、通信室
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クローネ用パンチダウン終端ツール
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データセンター、キャンパス
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180度UTPパンチダウンツール
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データセンター、キャンパス
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ファイバテスター
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ペン型可視障害探知器
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通信室、FTTx
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ファイバ端面顕微鏡
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データセンター
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OTDR
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構造化配線、FTTx
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光パワーメーター
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構造化配線、FTTx
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PON光パワーメーター
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PONネットワーク、FTTx
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光ファイバ光源
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構造化配線、FTTx
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光パワーメーター + ビジュアル故障検出器
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構造化配線、FTTx
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シングルモード光ファイバ識別器
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データセンター
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光ファイバツール
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光ファイバストリッパー
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FTTx
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FTTHドロップケーブルストリッパー
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FTTx
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光ファイバ切断機
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FTTx
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バッファーチューブスリッター
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構造化配線
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光ファイバ融着接続工具キット
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FTTx
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光ファイバ基本クリーニングキット
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通信室、データセンター
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FTTx
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MTP® PROフィールドツールキット
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データセンター
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光ファイバクリーナー
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ワンプッシュ光ファイバクリーニングペン
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データセンター
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ファイバー + 銅線
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挿入 & 抽出ツール
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データセンター、FTTx
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3 in 1 はさみ
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オフィス、住宅、データセンター
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設置ツールキット
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オフィス、レジデンシャル、通信室
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サイドカッティングプライヤー
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データセンター、キャンパス
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合理的なプランニングがソリューションの実用性を向上
FSイーサネットケーブルツールソリューションは、データセンター、企業、キャンパス、屋内外の統合ケーブル配線など、多様なアプリケーション・シナリオに対応します。ケーブルの種類、数量、距離、将来の拡張性など、固有の要件を事前に収集することで、綿密にルートを計画し、既存のケーブル・アーキテクチャを評価し、建設中の既存線路による混乱を回避しながら、現在の導管、ケーブルトレイ、および経路を利用する実現可能性を判断します。FSソリューションは、プロジェクトの効率と品質を最優先して厳格にテストされ、導入されたソリューションが期待される性能レベルを満たし、それを上回ることを保証しながら、お客様の時間とコストの節約を目指します。
リスクを最小限に抑えたオンタイム配送
FSの包括的なイーサネットケーブルツールソリューションは、データセンターのケーブル配線に関連する課題とリスクを徹底的に理解し、既存のインフラを評価しながら綿密に計画を立てることで、初期配備とその後のメンテナンスのために厳密にテストされたツールを選択します。これにより、ケーブル配線とトラブルシューティングにかかる時間が大幅に短縮され、効率が具体的なメリットに変わります。たとえば、データセンター、企業、キャンパス、および同様のアプリケーションシナリオにおいて、技術者のメンテナンスサイクルを短縮するとともに、プロジェクトのスケジュールを短縮し、ダウンタイムを最小限に抑えます。その結果、遅延による建設リスクやコスト超過の可能性が軽減され、タイムリーなプロジェクトが実現します。
まとめ
FSイーサネットケーブルツールソリューションは、データセンター配線プロジェクトの多様なニーズに合わせてカスタマイズされたツールとサービスを提供します。FSイーサネットケーブルツールソリューションを活用することで、費用対効果の高い汎用性からメンテナンスの合理化、ユーザー体験の向上まで、複雑なデータセンターケーブル配線を自信を持って処理でき、データセンター運用における高性能かつシームレスな伝送と長寿命を実現します。
