光ポートスイッチの共通インターフェース規格とレート

光ポートのコア スイッチスイッチ・パネルのポート（SFP/SFP+/QSFP28 スロットなど）は、これらのモジュールを収容するように設計されている。したがって、インターフェース規格は、使用する光モジュールの種類と伝送媒体（光ファイバータイプ）によって共同で決定される。

以下に、一般的なインターフェースの規格とタイプをデータレートの昇順に並べた：

1.ギガビットイーサネット (1G / 1000M)

最も一般的な基本光ポートタイプ。

• インターフェイス/スロット・タイプ:SFP（Small Form-factor Pluggable）、通称「小型ポート」または「ギガビット光ポート」。
• 光モジュール共通規格:
  • 1000BASE-SX：マルチモードファイバー（MMF）を使用し、標準的な伝送距離は550メートル（OM2ファイバーを使用した場合）。
  • 1000BASE-LX：マルチモードファイバー（550m伝送）とシングルモードファイバー（SMF、最大10km伝送）の両方に対応。
  • 1000BASE-ZX：シングルモードファイバーを使用し、伝送距離は70～80km。
• 使用光ファイバータイプ:マルチモード・ファイバー（OM1/OM2/OM3/OM4）またはシングルモード・ファイバー（OS2）。
• インターフェイスコネクター:通常はLC二重。古い機器ではSC二重のものもある。

2.10ギガビット・イーサネット (10G)

現在では、データセンターと企業ネットワークのコアの主流となっている。

• インターフェイス/スロット・タイプ:SFP+（Enhanced Small Form-factor Pluggable）。SFP+スロットは、SFP光モジュールと下位互換性があります（ただし、データレートは1Gに低下します）。
• 光モジュール共通規格:
  • 10GBASE-SR：マルチモードファイバー（OM3/OM4）を使用し、伝送距離はそれぞれ300メートル（OM3）と400メートル（OM4）。
  • 10GBASE-LR：シングルモードファイバーを使用し、伝送距離は最大10km。
  • 10GBASE-ER：シングルモードファイバーを使用し、伝送距離は最大40km。
  • 10GBASE-ZR：シングルモードファイバーを使用し、伝送距離は最大80km。
  • 10GBASE-T：これは電気ポート規格（ネットワークケーブルを使用）だが、スイッチによっては短距離の銅線ケーブル接続用にSFP+形式の10G-Tモジュールも提供している。
• 使用光ファイバータイプ:マルチモードファイバ（OM3/OM4/OM5）またはシングルモードファイバ。
• インターフェイスコネクター:LC二重。

3.25ギガビット・イーサネット（25G）および40ギガビット・イーサネット（40G）

これらは主に高速サーバーアクセスやスイッチ相互接続に使用される。

• インターフェイス/スロット・タイプ:
  • 25G：SFP28。SFP/SFP+と同じフォームファクターだが、25Gbpsのデータレートをサポートする。
  • 40G：QSFP+（Quad Small Form-factor Pluggable）。1つのQSFP+インターフェースに4x10Gチャネルを内蔵。
• 光モジュール共通規格:
  • 25GBASE-SR：マルチモードファイバーを使用し、伝送距離は約70m（OM3）/100m（OM4）。
  • 25GBASE-LR：シングルモードファイバーを使用し、伝送距離は最大10km。
  • 40GBASE-SR4：MPO/MTPインターフェースのマルチモードファイバーを使用し、4芯並列伝送で最大150m（OM4）の伝送を実現。
  • 40GBASE-LR4：シングルモードファイバーをLCインターフェイスで使用し、波長分割多重（WDM）技術により1本のファイバーで4波長を伝送、伝送距離は最大10km。
• 使用光ファイバータイプ:マルチモードファイバ（OM3/OM4/OM5）またはシングルモードファイバ。
• インターフェイスコネクター:LC二芯（LR規格用）またはMPO/MTP（12芯または24芯、SR4パラレル伝送用）。

4.100ギガビット・イーサネット（100G）とそれ以上のレート

これらはデータセンター・コア、バックボーン・ネットワーク、高速相互接続に使用される。

• インターフェイス/スロット・タイプ:
  • 100G：QSFP28。QSFP+と同じフォームファクターだが、チャネルあたり25Gをサポートし、合計4チャネル（100G）をサポートする。
  • 200G：QSFP56。
  • 400G：QSFP-DD（Double Density）またはOSFP（Octal Small Form-factor Pluggable）。現在はQSFP-DDが主流。
• 光モジュールの共通規格（100Gを例として）:
  • 100GBASE-SR4：MPO/MTPインターフェースのマルチモードファイバーを使用し、4x25Gパラレル伝送を実現、伝送距離は約70m（OM4）/100m（OM5）。
  • 100GBASE-LR4：シングルモードファイバーをLCインターフェースで使用し、WDM技術により1本のファイバーで4波長（1波長あたり25G）を伝送、伝送距離は最大10km。
  • 100GBASE-ER4：LR4と似ているが、伝送距離は最大40km。
  • 100GBASE-DR：シングルモード・ファイバーとLCインターフェースを使用し、100GシングルチャンネルPAM4変調で、最大500メートルの伝送距離を実現。低コストの短距離ソリューションとして注目されている。
• 使用光ファイバータイプ:マルチモード・ファイバー（OM4/OM5）またはシングルモード・ファイバー。シングルモード・ファイバーは、400G以上のレートに広く使用されています。
• インターフェイスコネクター:MPO/MTP（SRパラレル伝送用）またはLCデュプレックス（LR/WDM伝送用）。400G時代には、CSやSNといった新しいコネクターが登場した。

総括表

選択のための考慮事項

1. 互換性:光モジュールがスイッチブランドと互換性があることを確認してください。ほとんどのスイッチは、サードパーティ製の互換性のある光モジュールをサポートしていますが、一部のブランド（例えば、シスコ）は、暗号化によってオリジナルのモジュールにロックされる場合があります。
2. 光ファイバー・タイプ・マッチング:シングルモード・ファイバー（SMF/OS2）は長距離伝送に使用され、マルチモード・ファイバー（MMF/OM3/OM4/OM5）は短距離、低コストのシナリオに適しています。この2つを混在させると、通信障害やデバイスの破損が発生する可能性があります。
3. 伝送距離:選択された光モジュール規格は、一定のマージンを確保した上で、実際の伝送距離要件を満たす必要があります。
4. 波長:異なる規格では異なる波長（例えば、850nm、1310nm、1550nm）を使用し、光ファイバーのタイプや伝送距離に合わせる必要があります。
5. 双方向伝送技術:例えば、双方向（BiDi）光モジュールは、1本のファイバーで異なる波長による受信／送信を実現し、ファイバーリソースを節約します。

この詳細な概要が、光ポートスイッチのインターフェース規格とレートを十分に理解する一助となれば幸いである。