メディア
連載
» 2020年04月07日 11時30分 公開

光トランシーバーのForm Factor規格(その1)光伝送技術を知る(9) 光トランシーバー徹底解説(3)(3/3 ページ)

[高井厚志,EE Times Japan]
前のページへ 1|2|3       

(3)10Gbit/s光トランシーバーForm Factor

 10Gbit/sは低価格で小型、使いやすいシリアルインタフェースとして、現在でも使用数量が最も多い光トランシーバーである(ただし、ピークは過ぎ、近い将来100Gbit/sが取って代わると予測されている)。

 10Gbit/sが注目されたのは、2000年に発足した300-pin MSAで手のひらサイズのトランシーバーが発表されてからである。

 このエポックメーキングなMSAは、システムベンダーの主導で行われた。「MSAによるForm Factor」「IEEE802.3によるインタフェース規格」「OIFによる電気インタフェース規格」という、その後引き継がれていく“3種の神器”は、この時に確立された。これはシステムベンダーのリードがあってのことである。その後の急激な技術発展で、あっという間に手のひらから指サイズのForm Factorが次々と提案された。

 インパクトを与えたのはVCSEL、DFBとEMLなどの発光とAPD受光のデバイス開発、600Mbit/s、から2.5Gbit/s、10Gbit/sの電気信号を伝送できるPCBの電気配線技術開発、SiGeからCMOS内蔵集積回路の実現である。これらは、小型化や低消費電力化への主要な技術であった。

 2000年の300-pin MSAから2002年のXFPまで短期間に規格化は行われたが、実際には技術開発の速度に従ってXENPAK/X2/XPAK、XFPと時系列で製品が市場に供給された。このため、多くの種類のトランシーバーが運用されることとなった。

 この激しい技術開発とビジネス競争の結果多くのMSAが作られた。最終的にSFPの高速版であるSFP+に収束されていく。市場規模はSFP+ほどは大きくないがクロック出力のあるXFPがWDM装置などテレコム応用で現在でも使用されている。

図15 代表的な10Gbit/s トランシーバー

SFP+以外の代表的な10Gbit/s MSA

 これに関しては規格のリンクと外形写真を示す。

【300pn MSA】

名称通りの300-pinコネクターを使用したz-Pluggable (PCBに垂直に挿抜)のOn-board Optics

  • 16データ電気入出力+クロック (3Rトランシーバー)
  • LN、EMLやDFBなど、さまざまな光デバイスに対応し長距離から短距離応用(ITU-T、IEEE802.3仕様)
  • ピッグテール光ファイバー入出力(光コネクター無依存)
  • OIF SFI-4
  • I2Cシリアルインタフェース

*)Specification Documentはこちら

図16 100-pin MSA (Opnext)

【XENPAK/X2】

データコム用にx-Pluggable(PCBに平行に挿抜)のPanel Pluggableトランシーバー

  • 4データ電気入出力:XAUI電気インタフェース(IEEE802.3ae)
  • 2連SC光コネクター
  • 70-pinコネクター(共通)
  • MDIOシリアルインタフェース
    XENPAK: INF-8474
    X2: INF-8476
    XPAK: INF-8475
図17 XENPAKとX2 (日立電線)

【XFP】

初めての10Gbit/sシリアルトランシーバー

  • 1データ電気入出力+クロック (3Rトランスシーバー)
  • テレコム・データコム応用
  • 2連LC
  • XFIインタフェース
  • SDA/DCLシリアルインタフェース
    XFP: INF-8077
    Tunable XFP: SFF-8477
図18 XFP と Tunable XFP (Lumentum and Finisar)

SFP+ Optical transceiver

 データセンターやストレージネットワークではSFP+が大量に使用されている。また、4GモバイルネットワークでもSFP+が使用されている。

 SFPを引き継いだ規格であり、SFPであった機械的仕様の曖昧さを特に改善した。機械的仕様は別の規格文書になっており、その中でIPF(Improved Pluggable Formfactor)という名称が使用されている。IPFはほとんどのSFPのケース・コネクターに挿入できるであろうと記述されている。

図19 SFP+光トランシーバー例の外形写真 (Finisar)
項目 説明 備考
標準規格 本体:SFF-8431
その他の規格との関係を図20に示す
 
光インタフェース 2連LCコネクター 双方向トランシーバーなどでは単LC
電気インタフェース 20-pinカードエッジ(SFPと同じ)
ピン配置を図21に示す。SFPに比べ4−7と9ピンの名称が変更されている。
 
機械的仕様 製品外形(図22)とケージの規格は別文書。
SFF-8432
 
管理インタフェース 2-wire serial interface
SFF-8742
 
製品例 II-VI(ex-Finisar)の製品例FIT(ex-Avago)の製品例  

図20 SFP+の関連規格
図21 ピン配置
図22 モジュール外形規格(詳細はSFF-8432参照)

SFP+の拡張

 2014年にSFP+が16Gbit/s以上に拡張されるときに体系化された。機械的仕様など共通部分はそれぞれ別文書となりモジュール規格に参照される。その体系を図23に示す。拡張時には伝送速度に合わせ、SFP10、SFP16、SFP28と名称がつけられた。現在SFP56が検討されており、今後SFP112の規格が俎上に上がるだろう。拡張されたときにSFP+はSFP10と名称がつけられたが現在でもSFP+が多く使用されている。

図23 SFP+の規格体系

 各文書を以下に示す。

 10Gではあったデータ信号仕様のSFF-8418を参考に上記に示した。その他のデータ速度に関してはOIFのCEI-VSRを参照する。OIFのCEI最新版文書は以下である。56Gまで規格化されており、現在112Gが議論されている。

(次回に続く)


筆者プロフィール

高井 厚志(たかい あつし)

 30年以上にわたり、さまざまな光伝送デバイス・モジュールの研究開発などに携わる。光通信分野において、研究、設計、開発、製造、マーケティング、事業戦略に従事した他、事業部長やCTO(最高技術責任者)にも就任。多くの経験とスキルを積み重ねてきた。

 日立製作所から米Opnext(オプネクスト)に異動。さらに、Opnextと米Oclaro(オクラロ)の買収合併により、Oclaroに移る。Opnext/Oclaro時代はシリコンバレーに駐在し、エキサイティングな毎日を楽しんだ。

 さらに、その時々の日米欧中の先端企業と協働および共創で、新製品の開発や新市場の開拓を行ってきた。関連分野のさまざまな学会や標準化にも幅広く貢献。現在はコンサルタントとして活動中である。


前のページへ 1|2|3       

Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.

RSSフィード

公式SNS

All material on this site Copyright © ITmedia, Inc. All Rights Reserved.
This site contains articles under license from AspenCore LLC.