28G ネットワーク向け Cisco QSFP100 トランシーバモジュールの完全ガイド

2024 年 8 月 7 日

キャサリン

光通信エンジニア

急速に変化するネットワーク技術の分野では、より高帯域幅のソリューションが必要となり、ハイテクなトランシーバーモジュールが誕生しました。中でも、Cisco QSFP28 トランシーバーは、エンタープライズバックボーンやデータセンターなどのさまざまな用途に対応できるため、100G ネットワークに最適なものの 28 つとされています。このガイドでは、QSFPXNUMX の機能、特徴、現在のインフラストラクチャとの互換性に注目して、QSFPXNUMX 技術の概要を説明します。技術的な説明と実用的な洞察を組み合わせることで、読者は、これらのモジュールが今日のデータ指向の環境でネットワークの効率と信頼性をどのように向上させるかについて理解を深めることができます。

Cisco QSFP28 トランシーバーモジュールとは何ですか?

QSFP28 フォームファクタを理解する

QSFP28（Quad Small Form-factor Pluggable 28）は、小型パッケージで最大100Gbpsのデータレートを提供する高密度トランシーバです。XNUMXつのレーンを使用して、電気信号それぞれ25Gbpsで、シングルモードとマルチモードの両方のファイバーでうまく機能します。このフォームファクタは、ネットワーク機器内のスペースを最大限に活用しながら、可能な限り最高のパフォーマンスを提供するために重要です。データセンターやその他の高帯域幅アプリケーションホットスワップ機能により、ネットワークを中断することなく簡単にアップグレードや交換ができ、標準化されたピン構成により、さまざまなタイプのネットワークで使用できます。これらの機能をすべて組み合わせることで、QSFP28は現代のネットワークに不可欠な要素になります。ネットワークアーキテクチャ.

Cisco QSFP28モジュールの主な機能

Cisco QSFP28 モジュールには、高速ネットワーク環境での効率と有効性を高める重要な機能が数多くあります。

高データレートのサポート: 増大する現代のデータトラフィックのニーズに対応するように設計された QSFP28 モジュールは、最大 100 Gbps のデータレートをサポートできます。
アプリケーションの多様性: これらのモジュールは、100GBASE-DR シングルラムダ 1310nm 500m トランシーバー構成を含む、データセンター、エンタープライズネットワーク、高性能コンピューティング設定など、さまざまな分野で使用されます。
シングルモードとマルチモードのサポート: 距離や帯域幅の要件に応じて、これらのユニットはシングルモード光ファイバーケーブルとマルチモード光ファイバーケーブルの両方で最適に動作し、柔軟な展開を実現します。
エネルギー効率の向上: エネルギー節約を念頭に置いて開発されているため、より低い電力レベルでビットを送信し、QSFP28 モジュールトランシーバーを使用する際のコストを長期的に節約します。
ホットスワップ可能な設計: ホットスワップ機能により、システムの電源を切らずにトランシーバーを簡単に交換またはアップグレードできるため、ダウンタイムが短縮され、ネットワークサービスの中断が防止されます。
強力な互換性: Cisco QSFP28 モジュールで使用される標準化されたピン構成により、さまざまな種類のネットワークデバイス間の互換性が確保され、既存のシステムへの統合が簡素化されます。

Cisco の一連の機能は、高速ネットワークソリューションの連続体において QSFP28 モジュールがいかに重要であるかを示しています。

データセンターにおけるQSFP28の応用

QSFP28 モジュールは、高速データ転送機能を提供することで効率とパフォーマンスを向上できるため、現代のデータセンターにとって不可欠です。また、イーサネット L3 データセンタースイッチなどのさまざまなアーキテクチャでも動作します。これらの小型トランシーバーは、高密度の領域で占有するスペースが少なくて済むため、小さな領域により多くのトランシーバーを配置でき、フットプリントを拡張することなく、より広い帯域幅を作成できます。さらに、スイッチ間接続やスイッチとサーバー間の接続では、このテクノロジを利用してデータスループットを向上させ、レイテンシを最小限に抑えます。この XNUMX つの機能は、クラウドコンピューティングや仮想化に必要です。

さらに、高性能コンピューティング (HPC) アプリケーションでは、QSFP28 モジュールを使用することで、大規模なワークロードの帯域幅をサポートし、システム間のサーバー通信のボトルネックを防ぐことができるというメリットがあります。これらのデバイスは最新のシステムと古いシステムの両方と互換性があるため、データセンターでは、従来のインフラストラクチャへの投資に費やすお金を失うことなく、時間の経過とともに新しいテクノロジーを簡単に統合しながら、段階的なアップグレードパスを実現できます。したがって、QSFP28 モジュールの全体的な品質特性は、効率的でスケーラブルな企業の変化する需要を満たすカスタマイズ可能な設計と一致しています。

Cisco QSFP-100G-DR-S トランシーバーモジュールはどのように機能しますか?

技術仕様と波長

Cisco のトランシーバーモジュール QSFP-100G-DR-S は、特にデータセンターでマルチモードファイバーを使用した高速相互接続用に設計されています。モジュールの動作波長は 850 nm、データレートは 100 Gbps です。この機器は IEEE 標準 802.3bm に準拠しており、現在および将来のネットワークテクノロジーとの互換性が保証されています。

仕様を見ると、QSFP-100G-DR-S は、OM3 マルチモードファイバーまで、70 メートルの距離まで到達でき、OM4 を使用する場合はさらに長い距離 (最大 100 メートル) まで到達できます。これらのカテゴリに該当するデバイスはすべて、単一のデータセンターのさまざまなエリア内にあるため、複数のデバイスを簡単に接続できます。伝送目的で、このモジュールは 25 つのレーンを使用し、各レーンは 3Gbps を伝送するため、帯域幅の効率が最大化され、XNUMX 時間あたり約 XNUMX ワットしか消費しないため、環境に優しいです。

シングルラムダおよびデュプレックスLCコネクタ

シングルラムダ技術では、データ伝送に単一の波長を使用します。これにより、帯域幅の効率が向上し、信号の劣化が少なくなるため、高密度環境に最適です。デュプレックス LC コネクタは小型で、光ファイバーを介して同時にデータを送受信できる 2 つのチャネルがあります。この配置により、データ転送が高速化され、データセンター内のラックのスペースが節約されます。シングルラムダ技術とデュプレックス LC コネクタを組み合わせることで、今日のネットワーク要件に対する効率的なソリューションが生まれ、よりシンプルな相互接続設計でパフォーマンスが向上します。

1310nm 500m DOMデュプレックスの利点

データ通信で 1310nm 500m DOM デュプレックスモジュールを使用すると、多くの利点があります。まず、このデバイスは、マルチモードファイバーで最大 XNUMX メートルという長距離にわたって信号を送信する能力があり、データセンター内で信頼性の高い接続を提供します。さらに、色分散の影響を受けにくい波長で動作するため、信号品質が向上し、長距離実行時のエラーが少なくなります。さらに、デジタル光モニタリング (DOM) により、ネットワーク管理者が光パワーや温度などのパフォーマンス指標を監視できるため、リアルタイム診断機能が強化され、信頼性が向上するとともにメンテナンスも容易になります。最後に、デュプレックス設計は双方向データフローをサポートしているため、パフォーマンスを犠牲にすることなく高いスループットを実現できます。

100G QSFP28 トランシーバーのユニークな点は何ですか?

高いデータレートと低いレイテンシ

100G QSFP28 トランシーバーの特徴は、100 ギガビット/秒の速度でデータを送信できることです。これにより、特にイーサネット L3 データセンタースイッチで使用する場合、最新のデータセンターアプリケーションの帯域幅容量が大幅に増加します。この高いデータレートを実現するために、高度な変調技術と複数の光伝送レーンが採用されており、需要が最も高い環境でもデータを効率的に処理できます。これらのトランシーバーは、低遅延を実現するようにも設計されており、高頻度取引、リアルタイム分析、HD ビデオストリーミングなど、ほぼ瞬時のデータ転送を必要とするアプリケーションには不可欠です。ネットワーク設計者は、これらのトランシーバーが高速で遅延が少ないという XNUMX つの重要な機能を備えているため、必須の製品であると考えています。これらのトランシーバーは、帯域幅や速度を途中で失うことなく、複雑なシステムを長距離接続するのに最適です。

さまざまなシスコモジュールとの互換性

Cisco Nexus および Catalyst モジュールは、100G QSFP28 トランシーバーと連携するように設計されています。これらのトランシーバーは主に Cisco Nexus 9000 シリーズスイッチおよび Catalyst 9500 シリーズと連携するため、既存のインフラストラクチャに簡単に組み込むことができます。他の Cisco オプティクスに加えて、これにより異なるネットワーク間の相互運用可能な接続が可能になり、全体的なパフォーマンスが向上します。さまざまな種類の 100G QSFP28 SFP をさまざまな種類の Cisco モジュールと組み合わせて使用できる柔軟性は、整合性や効率を損なうことなくネットワークシステムをアップグレードしたい企業にとって重要です。さらに、互換性はサードパーティデバイスだけにとどまらないため、複数のネットワーク環境で実行可能なオプションになります。

準拠規格とMSA

100G QSFP28 トランシーバーは、異なるネットワーク環境間で信頼性が高く相互運用可能な接続を確保するための重要なコンポーネントです。これらの中には、100GBASE-DR シングルラムダ 1310nm 500m 接続が含まれます。このデバイスを管理する標準はいくつかあり、その中には 802.3G イーサネットの IEEE 100by や、フォームファクタ設計、電気インターフェイス、光学性能などに関する MSA (Multi-Source Agreement) 仕様が含まれます。これらの標準に準拠することで、広域ネットワーク (WAN) で使用される SMF 光トランシーバーモジュールを展開する際に、高性能基準を満たすだけでなく、さまざまなメーカーの製品間の相互運用性も確保されます。この調整により、強力なネットワーク展開とスケーラビリティが構築され、組織はインフラストラクチャ内で最高のパフォーマンスを維持しながら、多様なネットワークソリューションを使用できるようになります。

適切な QSFP28 トランシーバーモジュールを選択するにはどうすればよいでしょうか?

考慮すべき要素: SMF、波長、距離

QSFP28 トランシーバーモジュールを選択する際には、光ファイバーケーブルの種類 (シングルモードファイバーまたは SMF)、動作波長、距離という 28 つの主な要素があります。シングルモードファイバーは長距離通信用であるため、より高い帯域幅が可能であり、QSFP1270 トランシーバーのコアネットワークアプリケーションに最適です。動作波長は、SMF 環境では通常 1330 nm ～ 28 nm の範囲ですが、パフォーマンスや、トランシーバーのさまざまな構成との互換性に影響します。最後に、必要な伝送距離を知ることが重要です。QSFPXNUMX のさまざまなモデルには特定の最適化範囲があるため、インフラストラクチャの機能に適合しながら、より広いスケールでパフォーマンス要件を満たすことができます。組織は、決定を下す前にこれらの側面を慎重に検討することで、ネットワークの効率と信頼性を高めることができます。

Cisco QSFP-100G-FR-S と他のモデルの比較

トランシーバーモジュールに関しては、シスコ QSFP-100G-FR-S は見逃せない製品です。このモデルは、波長 1310 nm のシングルモードファイバーによる長距離光伝送用に作られており、最大 100 キロメートルの距離をサポートできるため、データセンターの相互接続やメトロポリタンエリアネットワークに最適です。QSFP-100G-LR-S などの他のモデルは長距離 (最大 XNUMX キロメートル) 向けですが、QSFP-XNUMXG-SR-S などの他のモデルは、代わりにマルチモードファイバーを使用して、より短い距離 (約 XNUMX メートル) のみを対象としています。さらに、データの整合性と最小限の信号損失に関連するパフォーマンスが重要な高速アプリケーションでは、この特定のモジュールが他のタイプに比べて優れていることがよくあります。したがって、ネットワークシステム内でどのトランシーバーが最もよく連携するかを選択するときは、そこに含まれるさまざまなユースケースに基づいて、トランシーバーの個別の機能と、トランシーバーに固有の要件を評価する必要があります。

ネットワークインフラストラクチャとの互換性の確保

Cisco QSFP-100G-FR-S のようなトランシーバーモジュールが既存のネットワークインフラストラクチャと互換性があり、適切に機能することを確認するには、注意深く検討する必要があります。たとえば、シングルモードまたはマルチモードの光ファイバーが使用されているかどうかは重要な要素の 28 つです。これは、選択するトランシーバーの種類 (シングルモード QSFP1310 XNUMXnm モジュールなど) に影響する可能性があるためです。すべてのデバイスがあらゆるタイプのトランスミッターやデータレートで動作するわけではないため、スイッチ/ルーターの仕様を確認することも不可欠です。さらに、異なるパーツ間に存在する可能性のある長距離セグメントや、距離帯域幅要件に基づいて選択する必要がある可能性のある相互接続などのネットワークアーキテクチャについても検討してください。組織がトランシーバーをネットワークに合わせて慎重に調整すると、データ伝送の効率と信頼性が向上し、運用上の問題が発生する可能性が減ります。

Cisco QSFP28 モジュールのインストールとメンテナンス

適切なインストール手順

互換性の確認: 選択した Cisco QSFP28 モジュールが現在のスイッチまたはルータと互換性があり、指定されたデータレートをサポートできることを確認します。
ケーブル検査: 使用されている光ファイバーケーブルのタイプ (シングルモードまたはマルチモード) がトランシーバーモジュールの要件に適合していることを確認します。
環境を準備する: インストール中に電気的な損傷を防ぐため、ネットワークデバイスの電源をオフにします。
既存のモジュールの取り外し: 必要に応じて、ポートにすでにインストールされているトランシーバーモジュールを慎重に取り外します。
新しいモジュールを挿入する: QSFP28 モジュールをポートに合わせ、カチッと音がしてしっかりと固定されるまでしっかりと押します。
光ファイバーケーブルを接続する: 適切な光ファイバーケーブルを接続し、トランシーバーポートにしっかりと固定されていることを確認します。
デバイスの電源投入: ネットワークデバイスの電源をオンにし、モジュールの認識とリンクステータスの監視が正常に行われるかどうかを確認します。
テスト手順: データ転送を検証し、最適なパフォーマンスを保証する診断テストを実行します。

一般的な問題のトラブルシューティング

Cisco QSFP28 モジュールのトラブルシューティングには、問題を特定して解決するための体系的なアプローチが必要です。ここでは、一般的な問題とその解決策をいくつか紹介します。

リンクが検出されません: QSFP28 モジュールがポートに正しく装着されていることを確認してください。接続された光ファイバーケーブルが損傷しておらず、しっかりと固定されていることを確認してください。さらに、モジュールがスイッチと互換性があることを確認し、電源がオンになっているかどうかを確認してください (特に、lambda 1310nm 500m DOM デュプレックストランシーバーを使用している場合)。
断続的な接続: 光ファイバーケーブルに、信号伝送に影響する可能性のある曲がりや物理的な損傷がないか確認してください。診断テストを実行すると、特に新しい QSFP28 1310nm モジュールを導入した後、接続に影響するネットワーク構成の競合やエラーがあるかどうかを調べるのに役立ちます。
パフォーマンス不足: 速度テストを実行して、予想されるパフォーマンスメトリックに対するデータスループットを測定する必要があります。パフォーマンスが標準を下回る場合は、ネットワークの輻輳を確認し、ルーティングプロトコルを最適化することを検討してください。この 2 つはデータフローに大きな影響を与える可能性があるためです。
デバイスがモジュールを認識しない: デバイスインベントリにこのモジュールが表示されない場合は、ファームウェアが更新されていることを確認してください。古いバージョンでは互換性の問題が発生する可能性があるため、この問題に関する更新については Cisco の Web サイトを確認してください。

ネットワーク管理者は、これらの各問題に体系的に対処し、強力なネットワークインフラストラクチャを確保することで、Cisco QSFP28 モジュールの信頼性とパフォーマンスを向上させることができます。

長持ちさせるためのメンテナンスのヒント

Cisco QSFP28 モジュールを長期間使用し、効率的に動作させるには、次のメンテナンスのヒントに留意してください。

頻繁なクリーニング: モジュールの光コネクタには、定期的に糸くずの出ない布と適切な洗浄液を使用してください。これにより、信号伝送を妨げる可能性のある汚れやその他の汚染物質を取り除くことができます。
温度制御: 動作環境が要求された温度範囲内にあるかどうかを確認します。高温はモジュールのパフォーマンスに悪影響を及ぼすため、十分な冷却対策が講じられていることを確認してください。
ケーブルの管理: 光ファイバーケーブルに急激なねじれや過度の圧力が加わって物理的な損傷が発生し、信号が失われるのを防ぐため、適切なケーブル管理方法を採用してください。
間隔をあけてテストする: 起こりうる問題を早期に検出することを目的として、モジュールのテストと診断評価を定期的に実行する必要があります。このような戦略はリスクを軽減し、後々のダウンタイムを回避するのに役立ちます。
ソフトウェアのアップグレード: Cisco 社からのファームウェアアップグレードに常に注意し、デバイスが最新の改善とセキュリティパッチを取得できるように、すぐにインストールしてください。

これらのベストプラクティスは、ネットワーク管理者が QSFP28 モジュールの寿命を延ばし、信頼性の高いネットワーク環境を構築するのに役立ちます。

参照ソース

小型フォームファクタプラガブル

シングルモード光ファイバー

光ファイバ

よくある質問（FAQ）

Q: Cisco 100G ネットワークにおける光トランシーバモジュールとは何を意味しますか?

A: Cisco QSFP28 は、光ファイバーケーブルを介してデータを送受信するデバイスです。特に 100G ネットワークでの高速通信に重要です。

Q: QSFP28 光トランシーバーモジュールはネットワークのパフォーマンスをどのように向上させますか?

A: QSFP28 光トランシーバーモジュールは、低遅延で高帯域幅を提供することでパフォーマンスを向上させ、要求の厳しいアプリケーションに適しています。100GBase イーサネットをサポートし、長距離にわたってデータを効率的に送信します。

Q: Cisco QSFP28 光トランシーバモジュールはどのくらいの距離まで到達できますか?

A: Cisco QSFP28 光トランシーバーモジュールのモデルによって、カバーできる距離が異なります。たとえば、QSFP28 100GBase-DR シングルラムダ 1310nm では最大 500 メートルまでカバーできますが、Cisco qsfp-100g-dr-s 互換などのより長いバージョンでは、シングルモードファイバーを使用した場合、最大約 XNUMX キロメートルまでカバーできます。