100G ZR QSFP28：コヒーレントモジュールガイド（2026年版）

2026 年 9 月 1 日

ブライアン

光ネットワークエンジニア

長年にわたり、メトロネットワークや地域ネットワークを10Gから100Gにアップグレードするには、トランスポンダシェルフ、ラインカード、その他の光インフラなど、専用の光伝送機器が必要でした。この方法は有効でしたが、コスト、消費電力、運用上の複雑さが増大しました。

100G ZR QSFP28はこのモデルを変更します。

100G ZRモジュールは、QSFP28ポートを備えたルーターやスイッチが、コヒーレント光技術を用いて長距離光ファイバーリンク上で100GbEを伝送できるようにする、プラグイン式のデジタルコヒーレント光（DCO）トランシーバーです。通信事業者は、別途伝送システムを導入する代わりに、コンパクトなコヒーレントモジュールを使用してIP機器を光ネットワークに直接接続できます。

その最大の利点は単純明快です。

単一のQSFP28コヒーレントモジュールは、既存の光ファイバーインフラを利用しながら、複数の低速光波長を置き換えることができる。

既存の10G DWDMネットワークをアップグレードする通信事業者にとって、100G ZRは実用的な移行パスを提供する。

新たな光ファイバーを追加することなく、帯域幅を拡大
従来のトランスポンダシステムよりも低消費電力
ルーター間直接光接続
メトロネットワーク向けDWDM波長柔軟性

このガイドでは、100G ZRモジュールとは何か、コヒーレント技術の仕組み、100GBASE-ZR4との比較、ZR+および400G ZRとの位置づけ、そして導入前に考慮すべき事項について説明します。

100G ZRモジュールとは何ですか？

100G ZRモジュールは、QSFP28フォームファクタのプラグイン式デジタルコヒーレント光（DCO）トランシーバで、1つの調整可能なCバンド波長で単一の100GbE信号を伝送します。IEEE 802.3-2022 100GBASE-ZR仕様（公開されている802.3cwプロジェクト、条項154）、OIF 100G ZR実装協定、および階段状前方誤り訂正方式に関するITU-T G.709.2に準拠しています。伝送距離は、増幅器を使用しないダークファイバーでは約80km、増幅器と分散補償を使用すると最大300kmです。

「コヒーレント」という部分が全てを物語っています。直接検出モジュールのようにレーザーをオンオフするのではなく、コヒーレントモジュールは光の位相と偏光に関するデータを符号化します。モジュール内部のデジタル信号プロセッサ（DSP）が、遠端で光場を再構築します。こうして、ガム1枚ほどの大きさのモジュールが、単一波長で100Gbpsのデータを伝送し、非コヒーレント信号では深刻な問題となる分散の影響を受けず、DWDMグリッド上のあらゆるチャネルに同調できるのです。

最後の部分が興味深いところです。ダークファイバーペアと予備の100Gポートがあれば、100G ZRを使用することで、そのペアを完全なDWDM対応トランスポートリンクに変えることができます。導入を決める前に、コヒーレント製品ファミリー全体をご覧になりたいですか？コヒーレント光モジュールガイドでは、 100Gから800Gまでのすべての速度と、それらの組み合わせ方について詳しく解説しています。

100G ZRとZR4：名前を混同しないように

購入者が損をするのはここです。100GBASE-ZR4と100G ZRは同じモジュールではなく、互換性もありません。

ZR4は直接検出方式で、Oバンドの固定LAN-WDM波長で非ゼロ復帰（NRZ）方式の25Gレーンを4本使用します。専用光ファイバーペアで約80kmまで伝送可能で、DSPを搭載しておらず、DWDMチャネルへの同調はできず、ホストのRS-FECに依存しています。一方、コヒーレント方式のZRは、単一の可変Cバンド波長でDP-DQPSK方式を使用し、独自のDSPを搭載しており、設計上DWDMネイティブです。

機能	100GBASE-ZR4	100G ZR（コヒーレント）
検出	直接検出（IMDD）	デジタルコヒーレント（DCO）
モジュレーション	4 x 25G NRZ	DP-DQPSK、シングルキャリア
波長	LAN-WDM Oバンド、固定	Cバンド可変、50/100GHzグリッド
リーチ	～80km	80km（非増幅）／300km（増幅）
DSP	いいえ	内蔵コヒーレントDSP
DWDM	いいえ	はい、調整可能です
FEC	ホスト上のRS-FEC	階段FEC（G.709.2）
消費電力	約2.5～3.5W	約5～6W

地方銀行のITディレクターであるダニエルは、このことを身をもって痛感した。彼は約90km離れた2つのデータセンターを接続する必要があり、100GのZRを探していたところ、1,900ドルという破格の値段のモジュールを選んだ。それがZR4だった。

それは約2週間、90kmのリンク上で正常に動作したが、その後、光ファイバー上で色分散が蓄積するにつれてパケットロスが発生し始めた。彼が実際に必要としていたコヒーレントモジュールは2倍以上の価格だったが、同じリンクで余裕を持って動作させることができた。

では、どちらが必要でしょうか？固定80kmのポイントツーポイントリンクで、DWDMは不要、ファイバーペアは1組、コストは最低限で済むという場合は、ZR4が依然として最適です。DWDMチャネル、より長距離の伝送、またはROADMが必要になった場合は、コヒーレントZRが必要になります。弊社のQSFP28モジュールタイプガイドでは、SR4、LR4、CWDM4、ZR4を含むダイレクト検出方式の全種類を網羅していますので、それぞれの用途に合ったモジュールをご確認いただけます。

100G ZR QSFP28 仕様

数字を整理してみましょう。

	100G ZR QSFP28（コヒーレント）
フォームファクター	QSFP28（SFF-8636）
スタンダード	IEEE 802.3-2022 100GBASE-ZR; OIF 100G ZR MSA
モジュレーション	DP-DQPSK、シングルキャリア、約27.95 GBd
FEC	階段型FEC、ITU-T G.709.2（OTU4）
波長	Cバンド可変周波数、191.3～196.1 THz
グリッド	50GHz/100GHz DWDM
クライアントインターフェース	CAUI-4 / 100GbE
ボンジョイント	デュプレックス液晶、シングルモード
Rx感度	約-30 dBm
送信電力	-8～-4 dBm（0 dBm高出力バージョン）
消費電力	4.5～6.5W（最大5.5W（業務用）、6W（産業用））
温度	0～70℃（商業用）、-40～85℃（工業用）
マネジメント	CMIS 5.2 / SFF-8636 DDM

消費電力には注意が必要です。コヒーレントDSPは電力を必要としますが、5～6Wは標準的なQSFP28ケージが放熱できる上限値です。そのため、このフォームファクタでは100Gのコヒーレント速度しか利用できません。400Gのコヒーレントにはより大型のQSFP-DDまたはOSFPパッケージが必要となるため、400G ZRはここでは利用できません。QSFP28 100Gの完全ガイドでは、このフォームファクタファミリーとその電力制限についてさらに詳しく解説しています。

100G ZRはどのように動作するのですか？

コヒーレント検出は難解に聞こえるかもしれませんが、その原理は単純明快です。ラジオ放送を聞くには、その放送局の基準音を聴き比べる必要があることを想像してみてください。コヒーレント受信機は、これの光学的バージョンを実現しています。局部発振器レーザーが90度ハイブリッド内で入射光と混合され、信号の振幅、位相、偏光を一度に検出します。

DSPは、従来はハードウェアラックが必要だった処理を担います。色分散と偏波モード分散をソフトウェアで補正し、階段状FECが残りの誤差を修正します。これが、小型のQSFP28が300kmもの長さを実現できる理由です。光ファイバーの劣化は、分散補償モジュールや光フィルターではなく、数学的に補正されるのです。

DP-DQPSKとは、データが2つの偏波に乗って伝送され、それぞれが4つのレベルで位相変調されることを意味します。簡単に言うと、シンボルあたりのビット数が増えるため、27.95 GBdのキャリア1つで100 Gbpsのデータを伝送できます。より深い送受信チェーンについては、コヒーレントの柱の「コヒーレント光の動作原理」セクションでコンポーネントごとに説明します。

100G ZR、ZR+、400G ZR：100Gはどの位置づけにあるのか？

100G ZRはコヒーレント通信機器の端に位置しており、それがこの製品の役割です。低消費電力、低コストのエントリーポイントとして、単一波長、コヒーレント伝送距離、DWDMチューニング機能を備え、400Gラインカードのようなポート密度や電力バジェットは必要としません。

大まかな意思決定の流れ：

エッジ、ダークファイバー、控えめな電力で単一のコヒーレント波長が必要ですか？それなら100G ZRをお選びください。
より長距離（450～600km以上）の通信や、リング型／メッシュ型のネットワーク構成が必要な場合は、ZR+またはOpenZR+にアップグレードしてください。
データセンター間で400GのDCI容量が必要ですか？それなら、400G ZR QSFP-DDを検討してみてください。

通信距離が勝敗を分けることが多い。100G ZRは都市圏や郊外の通信距離には十分対応できる。しかし、数百キロメートルに及ぶ地域ネットワークになると、ZR+やOpenZR+は高次変調とオープンFECの真価を発揮する。

DCIトランク容量に関しては、400Gが業界標準となっています。弊社のZR、ZR+、OpenZR+の比較記事では各規格を詳しく解説しており、400G ZR QSFP-DD購入ガイドでは、DCIの主力製品であるこのシリーズについて解説しています。

10Gから100Gへの移行事例

100G ZRが注目される真の理由は、それが10G DWDMネットワークにもたらす効果にあります。1つのコヒーレント波長が10個の10G波長を置き換えます。新しい光ファイバーも、新しい回線システムも、トランスポンダシェルフも不要です。ルーターポートに差し込むモジュールだけで、既存の100GHzグリッドに調整可能な波長を追加できます。アナリスト企業のCignal AIは、これを同じインフラストラクチャ上で約10倍の容量増加と位置付け、100G ZR/ZR+を2025年から2028年の間に年平均成長率（CAGR）約40%で成長する、最も急速に成長しているコヒーレントプラグイン製品と呼んでいます。

経済的なメリットは、IP over DWDMから生まれます。光レイヤーが独立したトランスポンダ機器ではなくルーター内部に存在する場合、通信事業者は総所有コストを20～39%削減できると報告しています。より広範なプラグイン型WDMの動向も同様の方向性を示しています。2025年にはWDMプラグインが全WDM帯域幅の半分以上を担い、Cignal AIは2030年までにその割合が80%に上昇すると予測しています。

あなたのネットワークでは実際に何が変わるのでしょうか？

増幅器の出力：100Gコヒーレント波長では十分なOSNRバジェットが必要となるため、EDFAの配置を見直す必要があるかもしれません。
ファイバーの品質：コヒーレントなファイバーは多少の誤差は許容できるが、スパン損失によって到達距離は依然として制限される。
スイッチのサポート：ホストは、CMISとコヒーレント初期化機能を備えたソフトウェアリリースを実行する必要があります。これは、ほとんどの主要ベンダーが2023年以降のリリースで追加しています。
ポート電源：モジュールは5～6Wの電力を消費するため、QSFP28ポートとシャーシが十分な電力供給と冷却能力を備えていることを確認してください。

移行は現実のものであり、だからこそMeeraのような通信事業者はようやく予算承認を得られるようになったのです。容量いっぱいの10Gリングは、エンドごとにモジュールを1つ交換するだけで100Gの資産になります。FiberMallが発表した400G ZR/ZR+コヒーレントトランシーバーの発売ニュースは、この製品群が発表から主流になるまでどれほど速かったかを示しています。

100G ZRの展開：メトロおよびエッジDCI

展開は大きく3つのカテゴリーに分類され、到達目標によってどのカテゴリーに属するかが決まります。

増幅器を使用しないダークファイバーは約80kmの長さです。この場合、制限となるのは分散ではなく損失です。一般的な100G ZRリンクのバジェットは約22dBなので、コネクタ、スプライス、およびファイバーの減衰を考慮に入れる必要があります。スパンがバジェット内に収まる場合は、増幅器は不要です。

増幅型DWDMは120km以上の伝送距離を実現します。EDFAを追加すると、分散が制約となりますが、内蔵DSPを備えた100G ZRは、約120kmまでであれば分散をうまく処理できます。それ以上の距離では、分散補償を追加することで300kmまで伝送距離を伸ばすことができます。

ほぼすべての現実的な展開において、DWDM多重化装置（MUX）が必要です。100G ZRは調整可能なCバンド波長で送信され、多重化装置はそれを他の波長と結合して共有ファイバーペア上に伝送します。専用ペアで単一波長を使用する場合は多重化装置を省略できますが、複数のリンクを運用するようになるにつれて、多重化装置を導入することでコスト削減効果が得られます。

これは、ナヴィーン氏のチームが地域ISPで3つのエッジサイトをコアネットワークに接続した際に達成した計算結果です。各リンクは約70kmのダークファイバーをリースして敷設されました。3組のファイバーを別々にリースする代わりに、各端にDWDM多重化装置を設置し、3つの100G ZRモジュールを3つのチャネルに調整して、すべてを1組のファイバーで運用しました。多重化装置の費用は、追加のファイバーリース料の2か月分よりも安価でした。

増幅器は必要ですか？まず損失予算を計算してください。全スパン損失に3～4dBのマージンを加えた値がモジュールの予算内に収まる場合は不要です。予算ギリギリの場合は、EDFAを1台追加してください。EDFAは通常、同じファイバーペアで複数のチャネルを処理するため、波長あたりのコストを低く抑えることができます。

データセンター相互接続のためのコヒーレント光に関する記事では、トポロジーについてより詳しく解説しており、DWDM/CWDMトランシーバー製品ページでは、リンクの残りの部分がどのように構成されているかをご覧いただけます。

100G ZR互換性

互換性の問題は、一貫性のある導入を阻害する要因であり、最初の落とし穴はモジュール自体とは全く関係がない。

すべてのQSFP28ポートが100G ZRに電力を供給できるわけではありません。コヒーレントモジュールは連続で5～6Wの電力を消費しますが、多くのスイッチラインカードはQSFP28ポートの電力を3.5～4Wの直接検出光用に割り当てています。ポートの電力上限がモジュールの消費電力を下回ると、モジュールは起動しますが、CMIS LowPwr状態に移行して初期化されません。一見すると動作していないように見えますが、実際には電力不足が原因です。

ご注文前に、ポートの電力クラス、ラインカードの熱設計、および空気の流れの方向をご確認ください。

次にファームウェアの問題があります。コヒーレントモジュールは、ホスト上でCMIS管理とコヒーレントな起動シーケンスを実行する必要がありますが、これらは最近のソフトウェアリリースで初めて実装されました。Cisco、Juniper、Aristaはいずれも特定のプラットフォームで100G ZRをサポートしていますが、サポート状況はリリースによって異なります。また、ベンダーのEEPROM検証も依然として必要です。Ciscoプラットフォームでは、コード化されていないサードパーティ製モジュールがサポート対象外と判断される場合がありますが、IOS-XEおよびNX-OSには、通常の保証上の注意点を除けば、サポート対象外トランシーバーのサービスオーバーライドが存在します。

導入前に、サプライヤーに確認してください。

正確なスイッチモデルとNOSバージョン
港湾電力上限と熱予算
ファームウェアにおけるCMISサポートと一貫性のある初期化
FECモードでは、両端が合意する必要がある
モジュールのコーディングとファームウェアの改訂
リンク距離、ファイバーの種類、およびスパン損失

チェック項目は標準的なトランシーバーの調達手順と似ていますが、コヒーレント光デバイスはDSPの起動処理があるため、ミスに対するペナルティがより大きくなります。QSFP28互換性チェックリストでは検証手順全体を網羅しており、QSFP28トラブルシューティングガイドではCMIS電力クラスの不具合について詳しく解説しています。

100G ZRのコストと価格設定（2026年）

これが正直な価格設定の状況であり、サードパーティ製の一貫性のあるモジュールが契約を獲得し続ける大きな理由の一つです。

モジュールタイプ	標準価格（2026年）
100GBASE-ZR4（非コヒーレント）	〜1,300-2,500
100G ZR QSFP28 DCO（サードパーティ製）	〜3,900-7,500
100G ZR QSFP28 DCO（高出力／産業用）	約5,500～9,000以上
100G ZR QSFP28 DCO（OEMリスト）	$ 12,500 +

はい、コヒーレントモジュールはZR4の2～3倍の価格です。しかし、ZR4では物理的に不可能な機能も備えています。DWDMチャネルで100Gbpsのデータ伝送が可能で、Cバンド全域をカバーし、300kmの通信距離を実現します。これらの機能が必要なら、ZR4の価格を比較対象にするのは適切ではありません。

OEM製品と比較すると、サードパーティ製モジュールは大幅なコスト削減につながります。コヒーレント100G ZRのOEM定価は通常12,500ドルを超えるため、4,000～7,500ドルの互換モジュールは40～70%の節約になります。ただし、注意点があります。コヒーレントのエコシステムは標準的なクライアント光通信よりも歴史が浅く、DSPとFECの実装が複雑なため、長距離リンクではOEMによるチューニングとサポートが大きな価値を持ちます。メトロおよびエッジDCIにおいては、ラボで検証済みのサードパーティ製モジュールが主流の選択肢となっています。

ギガビットあたりで見ると、TCO（総所有コスト）はさらに改善されます。10本の10G波長を1本の100Gコヒーレント波長に置き換えることで、ポートあたりの伝送コストが大幅に削減され、既存のルーター内でこれを実現すれば、トランスポンダシェルフは完全に不要になります。コヒーレントモジュールの価格ガイドには、2026年までの詳細な価格内訳が掲載されており、QSFP28価格ガイドでは、より広範なQSFP28ファミリーを網羅しています。

100G ZRリンクの問題のトラブルシューティング

100G ZRリンクの障害のほとんどは、特殊な原因によるものではありません。まずは物理層から確認しましょう。モジュールレベルの問題の約80%は、コネクタの汚れに起因しています。デュプレックスLCコネクタの端を清掃し、ファイバーを検査して、他の変更を加える前に再テストを行ってください。

次に、リンク状態だけでなく、エラー性能も確認してください。緑色のLEDは正常状態を示すものではありません。Cisco NX-OSでは、show controller coherentDSPコマンドでプリFEC BERとOSNRが表示され、リンクの実際の余裕度がわかります。Juniperでは、コヒーレント診断機能で同様のことができます。

FEC適用前のBERが上昇しているにもかかわらず、FEC適用後のBERが良好なままであれば、リンクバジェットの限界に近い状態で運用していることになります。

一般的な非物理的な故障：

電力クラスの不一致：モジュールがアラームなしでLowPwrモードのままになっています。ポートの電力バジェットを確認してください。
CMISデコードエラー：古いファームウェアがモジュールを不明なタイプとして誤って認識しています。NOSをアップデートしてください。
FECの不一致：両端で同じFECモードを使用しないと、フラッピングやCRCエラーが発生します。
分散許容範囲超過：分散補正を行わない場合、120kmを超えるとDSPの補正範囲が超過します。

スワップテストによる分離方法は、他の光モジュールと同様です。まず、問題のあるモジュールを正常なポートに接続し、次に正常なモジュールを問題のあるポートに接続します。障害がモジュールに追随する場合は、光モジュールに問題があります。障害がポートに留まる場合は、スイッチに問題があります。

Mayaは、トラフィックが頻繁に途切れる95kmのリンクで、これと似たような問題に遭遇しました。物理層は正常で、リンク状態も良好、標準インターフェースのカウンターにも異常は見られませんでした。

彼女はコヒーレントDSPテレメトリを取得し、FEC前のBERが着実に上昇していることを発見した。モジュールは遠端スイッチが想定していないFECモードで動作しており、エラーが静かに蓄積されていたのだ。両端でコマンドを1つ実行するだけで、リンクは正常になった。どこを調べれば良いかが分かってからは、わずか10分だった。

FAQ

100G ZRモジュールとは何ですか？
100G ZRモジュールは、QSFP28フォームファクタのプラグイン式コヒーレント（DCO）トランシーバーであり、1つの調整可能なCバンドDWDM波長で単一の100GbE信号を伝送し、増幅なしで約80km、増幅と分散補償を行うことで最大300kmの伝送距離を実現します。

100G ZRとZR4の違いは何ですか？
ZR4は直接検出方式で、固定Oバンド波長で4つの25Gレーンを使用し、伝送距離は約80km、DSPやDWDMは使用していません。一方、100G ZRはコヒーレント方式で、単一の可変Cバンド波長を使用し、DSPを内蔵、DWDMネイティブ、伝送距離は300kmです。両者は相互運用できません。

100G ZRはどれくらいの距離まで送信できますか？
増幅なしのダークファイバーでは約80km、増幅ありでは最大120km、分散補償ありでは最大300kmまで伝送可能です。

100G ZRにはDWDM多重化装置が必要ですか？
はい、現実的なマルチ波長展開であればどれでも対応可能です。このモジュールは波長可変のCバンド波長で送信し、多重化装置がそれを他の波長と合成して共有ファイバー上に伝送します。

100G ZR QSFP28はどれくらいの電力を消費しますか？
通常は4.5～6.5Wですが、商用モジュールでは5.5W以下、産業用モジュールでは最大6Wまで対応しています。QSFP28ポートが電源供給と冷却に対応していることを確認してください。

100G ZRはCiscoおよびJuniper製品と互換性がありますか？
はい、最新のソフトウェアがリリースされた対応プラットフォームであれば可能です。CMISのサポート、ポート電源、FECモードを確認し、サードパーティ製モジュールの場合はベンダーのEEPROM検証を確認してください。

最終的な考え

100G ZR QSFP28は、低消費電力のコヒーレント・エントリーポイントであり、メトロおよびエッジDCIを低予算で実現します。コヒーレント伝送距離、DWDMチューニング、そしてQSFP28フォームファクタが必要な場合に最適なモジュールであり、価格が2倍、3倍安いZR4とは異なります。

重要なポイント:

100G ZRはコヒーレント方式、ZR4はダイレクトディテクト方式です。両者は互換性がなく、名称の重複によって購入者は実際に金銭的な損失を被ります。
これはQSFP28の電力制限に適合するため、このフォームファクタでは100Gが唯一のコヒーレント速度となるのです。
導入は簡単です。増幅器なしで80km、増幅器と分散補償を使用すれば最大300kmまで伝送可能で、任意のマルチ波長リンクでDWDM多重化が可能です。
コヒーレント光学系は標準モジュールよりも許容範囲が狭いため、注文前にポート電源、CMISサポート、FECモード、ベンダーコードを確認してください。
サードパーティ製の100G ZR DCOモジュールは、OEM製品が12,500以上であるのに対し、3,900～7,500の波長で動作し、従来の伝送コストのほんの一部で10G波長バンクを置き換えることができます。

メトロリンクまたはエッジリンク向けに100G ZRモジュールを検討されている場合は、距離、光ファイバー、ポートの予算について当社のネットワークエンジニアにご相談ください。また、リンクのDWDM側を構築される場合は、当社のDWDMおよびCWDMトランシーバーソリューションが、完全な導入構成例を示しています。