未来を切り開く: OSFP 800G 光トランシーバーを理解する

2024 年 10 月 22 日

ジェイソンリーブス

今日の世界では、データトラフィックの利用の進歩がテクノロジー業界を支配し、高速接続のニーズを満たしています。 800G イーサネット 光トランシーバは、データセンターのパフォーマンスを別のページに変換するエリートの800つです。この記事では、OSFP XNUMXGの設計上の特徴と特徴的な側面を検討し、その技術的特性、現場での利点、および将来の需要の観点からネットワーク資産の強化への貢献に焦点を当てます。このような高度な光トランシーバーの必要性と市場企業が増大するデータ要件に対応しようとする中で、OSFP 800G は著しい変化をもたらすでしょう。この文脈において、OSFP XNUMXG は、企業がネットワーク技術を改善し、プロセスとともに大幅な拡張性と継続性を動的に統合し、絶えず進化するテクノロジーの世界で効率性を確保する上で役立ちます。

OSFP 800G 光トランシーバーとは何ですか?

OSFP 800G 光トランシーバーは、21 世紀のテクノロジーに合わせて構築されており、最大 800 ギガビット/秒のデータ転送能力を備え、最新のデータセンターでの使用を目的としています。最小限のエネルギー使用でネットワーク帯域幅を向上させる機能があります。ホットスワップ可能なインターフェイスであるため、今日のネットワークインフラストラクチャにとって重要なスムーズなアップグレードと拡張性を実現します。

OSFPフォームファクタを理解する

OSFP（Octal Small Form-factor Pluggable）の設計は、高い 800G光トランシーバーのデータレート100つの電気レーンがあり、それぞれ800Gを伝送し、モジュールの総スループットは100.4Gに達します。OSFPの全長、幅、高さはそれぞれ22.58mm、13.0mm、XNUMXmmで、次世代の設計と互換性があります。スイッチデバイスのスペースを大幅に節約しながらもパフォーマンスを低下させることはありません。

電力使用量に関しては、熱管理の改善と高度な冷却技術の採用により、OSFP 800G の最大消費量はモジュールあたり 15 ワットに引き上げられ、若干の余裕が生まれました。静的電力の浪費は最小限に抑えられ、OSFP は動的スケーリングをサポートしているため、動的な電力の浪費効率は最大化されます。OSFP のホットスワップ機能により、交換とアップグレードが簡単になり、ライブネットワークの使用に影響を与えることなくメンテナンスが容易になります。さらに、前方互換性と後方互換性、および既存および将来のシステムへの接続を可能にするそのアプリケーションについてもすでに説明しておく必要があります。OSFP を使用するすべてのオペレータは、ネットワークの拡張パフォーマンスに利用可能なスペースの将来的な拡大を提供し、使用領域の増大する要件を常に満たします。

800G OSFP光トランシーバの主な特長

高性能 800G OSFP 光トランシーバーは、データセンターの高度なネットワーク要件を満たすように設計されており、次のような多くの利点があります。

送信データ量の増加: 800 本の通信回線（それぞれ 100 Gbps を伝送する XNUMX 本の回線）を通じて XNUMX Gbps の帯域幅を確保できるようにします。
電力効率： 適切な冷却と動的なワークロードに合わせた適応調整可能な電力により、最大需要はモジュールあたり 15 ワットの制限内に収まります。
スペースを節約するデザイン: 寸法は 100.4mm x 22.58mm x 13.0mm で、現代のスイッチ設計に典型的な限られたスペースで高いパフォーマンスを発揮します。
互換性： このデバイスは、既存の構造だけでなく、将来のすべてのデバイスとの前方互換性と後方互換性の両方を実現します。
ホットスワップ可能: 最も便利な機能の 1 つは、パフォーマンスの中断を最小限に抑えながら、メンテナンスと事前のネットワークアップグレードを容易にすることです。
より厳密な熱管理: 強力な冷却戦略を採用して熱の問題を最小限に抑え、高負荷操作でも高い信頼性を実現します。
スケーラビリティ： これは、データコンピューティングの時代に拡大するすべての帯域幅ルーターとの組み合わせで役立つ、スケーラブルな製品です。

これらの機能を利用することで、データセンターはパフォーマンスを向上させ、運用コストを節約し、高ネットワーク環境での耐久性を高めることができます。

OSFP光モジュールがデータセンターを強化する方法

OSFP 光モジュールは、800 Gbps のデータ帯域幅機能を組み込むことで、将来のデータトラフィック要件の観点からデータセンターのパフォーマンスを向上させます。電力効率の高い設計により、エネルギー損失が削減され、信頼性が向上します。これは、データセンターのコスト管理と運用効率の観点から重要です。モジュールは設置面積が小さいため、高密度の導入が可能で、同じ物理設置面積でより多くの接続が可能になり、スペースとパフォーマンスが最大化されます。また、既存のシステムとの下位互換性があり、新しいテクノロジーとの上位互換性もあります。つまり、構造の変更が少なくなり、時間とリソースの無駄が少なくなります。これらの要素を組み合わせることで、現代のデジタル環境の複雑さに対処するために必要な、コスト効率が高く、柔軟性があり、環境に優しいネットワークソリューションが提供され、データセンターの運用が向上します。

OSFP 800G トランシーバーはデータセンターにどのようなメリットをもたらしますか?

データセンターネットワークの接続性と帯域幅の最大化

OSFP 800G トランシーバーは、データセンターの高速データ転送を可能にし、接続性に対する需要の高まりに対応します。ネットワーク内で標準となっている長いチャネル長での高速データ転送技術により、帯域幅が大幅に向上します。トランシーバーはコンパクトな設計のため、より多くのポートが可能になり、既存のハードウェアのスペースを最大限に活用できます。さらに、電力を効率的に使用することでエネルギーを節約し、データセンター施設の運用コストを削減します。

高速光モジュールによる消費電力の削減

データセンターは、OSFP 800G トランシーバーやその他の光モジュールによって全体的なエネルギー使用量を削減できるため、大きなメリットがあります。高速モジュールの設計には、エネルギー消費を最小限に抑えながらトランシーバーのパフォーマンスを向上させる機能が含まれています。30 つの例は、低電力シリコンフォトニクスの統合で、これによりトランシーバーの消費電力が比較的少なくなります。最近の調査によると、シリコンフォトニクスベースのモジュールは、銅を使用する従来のアプローチに比べて、電力使用量を XNUMX% 削減できます。

さらに、トランシーバーは、熱負荷の軽減を狙った斬新な冷却設計を採用しているため、冷却システムは大量のエネルギーを消費せずに稼働できます。データセンターのオペレーターは、高速光モジュールの設置後に運用エネルギーコストが削減され、エネルギー効率が向上したことを実感できます。この意味で、これらの高度なテクノロジーを採用することで、データセンターは設定された持続可能性目標を達成し、リソースの使用を再設計し、世界中のあらゆる環境制約に準拠しながら炭素排出量を削減できるようになります。

拡張性と柔軟性: 100Gから1.6Tまで

100G から 1.6T に移行するデータセンターで、大幅な拡張性と柔軟性を実現できるのは、これらの最新の高速光モジュールです。ネットワークの需要が増加すると、これらのモジュールを使用して、インフラストラクチャを中断することなく帯域幅をアップグレードできるようになります。ただし、これらのモジュールは下位互換性があるため、古いシステムは必要に応じて新しいテクノロジーでアップグレードされます。テクノロジーの開発が急速に進む中、このような柔軟性はデータセンター運用の進化的なアップグレードに不可欠です。このような光学の新テクノロジーは、ネットワーク容量と使用率を向上させるために、オペレーターがリソース割り当てのパフォーマンスと効率を向上させるのに役立ちます。

OSFP 800G と QSFP-DD800 を比較するとどうなりますか?

フォームファクタの違い: OSFP と QSFP-DD800

OSFP (Octal Small Form Factor Pluggable) と QSFP-DD800 (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) は、高速データ伝送の厳しい要求を満たすように設計された XNUMX つの高度なフォームファクタです。それぞれの主な違いと仕様は次のとおりです。

サイズと寸法:

OSFP: Octal Small Form Factor Pluggable (OSFP) コンポーネントは、長さが約 100.4 mm と大きく、熱管理能力が向上しています。
QSFP-DD800: 長さ約 89 mm の寸法を特徴とする Quad Small Form Factor Pluggable Double Density (QSFP-DD800) は、高密度のスペース設計を必要とするネットワーク環境での使用に最適です。

冷却要件:

OSFP: この設計により、放熱性が強化され、冷却インフラストラクチャの必要性がほとんどないかまったくなくても、優れた熱管理を実現できます。
QSFP-DD800: このコンポーネントはフォームファクターが縮小されているため、アクティブな空気流管理などの高熱ソリューションを使用しており、熱密度が高くなることがあります。

ピン構成と電気インターフェース:

OSFP: このコンポーネントには約 60 ピンのピン構成があり、信号と電力が堅牢かつ強力になり、より負荷の高いアプリケーションをサポートできます。
QSFP-DD800: このコンポーネントには合計 76 個のピンがあり、倍密度パフォーマンスに重要な追加のデータレーンおよび電源機能を提供します。

互換性と下位サポート:

OSFP: この設計は将来の拡張とトレンドに対応しているため、互換性の問題がないことは明らかです。
QSFP-DD800: これにより、下位互換性を備えた以前の QSFP フォームファクターの利点が活用され、既存のインフラストラクチャのスムーズな統合と移行が可能になります。

消費電力：

OSFP: ほとんどの場合、このようなインターフェースは、高速データ処理の要件に効果的に対応するために、15 ワット程度の電力消費をサポートできます。
QSFP-DD800: これらは通常、データレーンの密度とパフォーマンスレベルの増加に対応するために、より高い電力供給で最大 18 ワットを処理するように設計されています。

OSFP と QSFP-DD800 はどちらも、データセンターの特定の要件 (サイズ、熱管理、インターフェースの互換性、消費電力など) に合わせて最適に解決された独自の特性を備えているため、すべての主要なパラメータによって、高速光ネットワークの適切な構築モードも決まります。

パフォーマンス機能: どちらがより高速で効率的ですか?

OSFP モジュールと QSFP-DD800 モジュールの性能特性を比較すると、どちらも現代の光ネットワークに不可欠な高速性を提供すると考えられます。OSFP のデータレートは 400 Gbps で、近い将来には約 800 Gbps にまで増加する可能性があります。このため、OSFP は形状のおかげで、高度な冷却技術と組み合わせた高いスループットが求められるアプリケーションに適しています。一方、QSFP-DD800 は倍密度データアプリケーション用に開発され、ネイティブで 800 Gbps をサポートし、より多くの電力でより多くのデータトラフィックを効果的に制御できます。どちらも性能は優れていますが、帯域幅効率が高く、将来を見据えた設計環境では QSFP-DD800 の方が優れています。

データセンターに適した OSFP と QSFP-DD800 の選択

データセンターインフラストラクチャのパフォーマンスと互換性を向上させるには、OSFP と QSFP-DD800 のどちらを選択するかを決める際に、技術仕様と運用仕様の両方を考慮する必要があります。以下に、サポートとなる重要なデータをすべて示します。

フォームファクターとサイズ:

OSFP: 高度な冷却システムを活用した大型フォームファクターで、サポートスループットが高いシステムに役立ちます。
QSFP-DD800: コンパクトなアーキテクチャでデータセンター内の利用可能なスペースを最大限に活用するのに最適な、2 倍の密度構成になるように設計されています。

消費電力：

OSFP: 通常、高速パフォーマンスを提供しながら、15 ワット以下の電力管理を処理するように構築されています。
QSFP-DD800: 最大 18 ワットの電力使用をサポートし、データ処理能力を強化します。

データレート機能:

OSFP: 現在は最大 400 Gbps の提供ですが、増大するデータ要件に対応するために、800 Gbps までアップグレードする提供がさらに予定されています。
QSFP-DD800: 最初から 800 Gbps をサポートしているため、アップグレードの必要がなく、環境の帯域幅と速度の要件に十分対応できます。

互換性：

OSFP: ほとんどの構成で使用できるため、既存のネットワークに新しい機能を提供することでシステム機能が向上します。
QSFP-DD800: 新しい倍密度構造は、それらの構造との統合専用に作られているため、改善された機能が導入されています。

熱管理：

OSFP: その寸法により、高度な冷却技術を実装することができ、最終的に熱性能が向上します。
QSFP-DD800: このユニットはサイズが小さいですが、十分な熱放散を可能にしながら、より高い作業負荷で動作するように設計されています。

これらの特殊な側面を考慮すると、データセンターの所有者は、将来の拡張性とともに機能仕様を満たす最適な高速光トランシーバーモジュールをターゲットにすることができます。

OSFP 800G の背後にある光および相互接続テクノロジーとは何ですか?

信号品質の向上におけるPAM4の役割

PAM4 はパルス振幅変調システムの略称で、2 つの電圧レベルインスタンスを使用します。この方法では、情報を一定に保ち、同じ帯域幅内で配信されるデータ量を 4 倍にします。この戦略では、変調を 800 ビットに変更します。これは、一度に XNUMX ビットのデータしか伝送できない XNUMX ビット NRZ よりも高度なものです。その結果、より広い領域でより多くのデータを送信できます。これにより、PAMXNUMX は長距離伝送での信号損失を最小限に抑え、帯域幅の制限を解消するため、高速 OSFP または QSFP-DDXNUMX 光トランシーバーに特に適しています。

SR8 および DR8 モードの探索

SR8 モードと DR8 モードは、光トランシーバーモジュールの独自の動作構成で、高速データ伝送を可能にします。距離が長くなると用語が若干変わります。たとえば、SR8 は短距離用で、経済的で低電力、低コストのマルチモード光ファイバーを使用して短距離でデータを送受信します。これは、データセンター間リンクアプリケーションに有効です。その逆は、データレート 8 を表す DR8 に当てはまります。これは長距離アプリケーション用に設計されており、シングルモード光ファイバーを使用することで伝送範囲が広がり、高いデータ整合性が確保されています。このようなモードは、PAM4 変調と連携してパフォーマンスを向上させながら、ネットワークの多面的なニーズに対応できるため、反復的なアーキテクチャで見られるものよりも大規模な高速光ネットワークの操作性と機能を実現できます。

1310nmと850nmの波長がパフォーマンスに与える影響

光ファイバーシステムでの伝送に使用される波長は、システムの性能に顕著な影響を及ぼします。1310 nm と 850 nm は、最も人気のある 850 つのオプションです。約 1310 nm の波長は、短距離データ伝送の低コストオプションであるため、マルチモードファイバーシステムでよく使用されます。データセンターやオフィススペースでは、イーサネット/ファイバーチャネルアプリケーションでよく使用されます。この波長は VCSEL に適しており、通常は数百メートルにわたって効果的なデータ通信を提供します。逆に、XNUMX nm の波長は、減衰が優れているためシングルモードファイバーアプリケーションに最適であり、長距離伝送に役立ち、大都市や長距離ネットワークでの使用に適しています。XNUMX つの波長を比較する際には、重要な考慮事項があります。これは、アプリケーションに応じて、システム設計、コスト、信号損失、データレート機能、およびネットワークの全体的な性能に重要となるためです。

既存のデータセンターネットワークに OSFP 800G を実装するにはどうすればよいでしょうか?

DACおよびMPO-12コネクタとの統合

DAC (Direct Attach Copper) ケーブルとファイバーマルチファイバーオプティック MTP/MPO-12 コネクタを使用したよく考えられたネットワーク設計により、互換性のある 800G データセンターモジュールインターフェイスを既存のデータセンターケーブルアーキテクチャに簡単に統合できます。この場合、DAC ケーブルは、低遅延の短距離相互接続に低コスト、低電力のオプションを提供します。プラグアンドプレイの性質により、高帯域幅が必要な状況でも簡単にインストールできます。一方、MPO-12 コネクタは 12 の並列光信号を伝送できるため、マルチファイバーオプティック接続で非常にコンパクトな物理的フットプリントを利用できます。コネクタは信号の整合性を維持できます。これは、リソースの拡張性とネットワークの冗長性が目標とされている 800G OSFP インフラストラクチャの信頼性の高い動作を保証するために不可欠です。

400G から 800G への移行のベストプラクティス

400G から 800G のネットワーク機能に切り替えるには、中断を最小限に抑えながら最大限の効率とパフォーマンスを実現するために、適切な計画と実装が必要です。検討が必要なベストプラクティスには、次のものがあります。

インフラストラクチャの評価と互換性チェック: 最初のステップは、既存のインフラストラクチャを評価し、800G コンポーネントの追加を検討することです。高速ネットワークにはより多くのエネルギーと熱管理が必要になるため、エネルギー源、クーラー、必要な物理的スペースの可用性をクロスチェックすることが重要です。また、ボトルネックや統合の問題を予測するために、シミュレーションやパイロットテストを実施します。
段階的アップグレード戦略: ネットワークが機能し続け、トラブルシューティングが容易になるように、段階的なアップグレード手法の使用を開始します。最初に、チームが使用方法を学習するネットワークの最も重要でない部分を使用し、その後、800G が有向パスのより重要な部分になるにつれて、より重要な部分に取り組みます。
トレーニングと知識の更新: 担当者は、すべての新しい 800G 機器およびシステムについて十分なトレーニングを受けることが不可欠です。そのためには、4G と同じ帯域幅でデータレートを向上させるために 800G で頻繁に使用される高レベル変調 (PAM400) の複雑さに精通する必要があります。
ネットワーク監視の改善: データレートが上昇しているため、改善されたネットワーク監視および管理ソリューションを実装する必要があります。パケット損失や信号劣化などの問題を予測し、パフォーマンスを最適なレベルに保つために、高度な分析ツールを導入する必要があります。
移行フェーズの早い段階からベンダーとの連携を可能にします。 特定のデバイス属性や相互運用性機能の詳細、必要に応じて利用可能なデバイスソフトウェアの更新やパッチに関するサポートは、貴重なサポートとなります。
費用便益分析： 予想されるパフォーマンスメトリックの観点から、新しい 800G 機器のコストと利点を評価します。投資は、レイテンシの改善、電力要件の低減、データスループットの向上などによって正当化される場合があります。

これらのベストプラクティスに従うことで、移行が容易になりますが、さらに重要なのは、将来のデータ需要に効率的に対応できる、より強力で回復力のあるネットワークインフラストラクチャが確実に実装されることです。

OSFP MSAガイドラインの活用

OSFP MSA は、次世代の 800G ネットワーキングソリューションをサポートする技術標準を規定しています。さまざまな機器メーカー間の相互運用性を実現するために、共通の光モジュールの物理仕様とインターフェイス仕様を提供することを目指しています。これらのガイドラインに従うことで、機器の統合と調達が簡単になり、将来的にネットワークインフラストラクチャをアップグレードできるようになります。さらに、OSFP MSA に準拠することで、必要な業界標準への準拠が保証され、アップグレードプロセスが改善され、高効率電源モジュールの使用が容易になります。これは、最小限のコストと熱管理でネットワーク機能を強化する上で重要です。

参照ソース

トランシーバ

イーサネット

データセンター

よくある質問（FAQ）

Q: OSFP 800G 光トランシーバーモジュールとは何ですか?

A: OSFP 800G 光トランシーバーモジュールは、最先端の統合データ通信デバイスであり、このような大容量デバイスで動作します。800Gbps をサポートし、大規模データセンターや通信ネットワークに最適な高度なテクノロジーを使用して設計されています。

A: QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) は、最大 800G のイーサネット接続をサポートするように設計できる別のトランシーバーフォームファクターです。目的は異なりますが、OSFP と QSFP-DD は、低遅延で高帯域幅を提供できるため、開発されたデータネットワーキングデバイスで最も広く使用されているフォームファクターです。

Q: 光トランシーバーでの使用において、SMF と MMF はどのように異なりますか?

A: 10km を超える長距離データ伝送には、SMF (シングルモードファイバー) が使用されます。一方、MMF (マルチモードファイバー) は、主に 50m ～ 500m の短距離で使用され、通常は低コストの光学部品です。必要な距離とそれぞれのパフォーマンスに応じて、データセンターでそれぞれ特定の用途があります。

Q: この文脈で、ブレイクアウトケーブルについて説明していただけますか?

A：A ブレイクアウトケーブルは、単一の高容量トランシーバーによる接続を、多数の低容量コネクタに変更するケーブルです。たとえば、800G トランシーバーの帯域幅を複数の 100g または 200g 接続に変換し、ネットワークを簡単かつ最適に構成できるようにします。

Q: 4G OSFP トランシーバーにおける PAM800 の貢献は何ですか?

A: PAM4 は、各シンボルが 4 ビットを表すようにすることでデータ転送を強化する 800 レベルのパルス振幅変調です。このテクノロジーは、2G トランシーバーを使用して、消費電力を抑えながら XNUMX km 以上の距離にわたって信号の高忠実度を維持しながら、大量のデータを効率的に転送する場合に不可欠です。

Q: 光トランシーバーにおける DDM 機能の重要性は何ですか?

A: DDM は、温度、電圧、光パワーなど、光トランシーバーの選択されたパフォーマンスパラメータをアクティブに監視できる機能です。この機能は信頼性を高める上で非常に重要であり、取得した動作データからの診断に役立ちます。

Q: OSFP DR8 の仕様は、どのような点で他の標準規格と異なりますか?

A: 仕様によると、OSFP DR8 は 800 つのチャネルを持つ 8G トランシーバーを管理し、各チャネルは 100Gbps のデータトラフィックを送信できます。SMF 経由で最大 500m の距離まで接続できるため、大量のデータをより短時間で効率的に転送できます。

Q: デュアル MPO-12 コネクタが 800G トランシーバーとの相互接続に役立つのはなぜですか?

A: 12G トランシーバーでデュアル MPO-800 コネクタを使用すると、高密度化が実現されると同時に、ケーブルの数が少なくなり、ケーブルが簡素化されるため、相互接続のオプションが拡張されます。これらのタイプのコネクタは、現代のアプリケーションにおける高帯域幅のニーズから生じる高データレートに最適であるため、データセンター内のスペース効率が向上します。