光トランシーバーの開発とその将来

今日、光トランシーバーの製品と機能の範囲を見ると、それは長い技術開発のおかげです。

 

当初から、すべてのトランシーバー仕様は、SFF 委員会のマルチソース協定 (MSA) の非独自規格に基づいて定義されています。 これにより、異なるメーカーの製品の相互互換性が可能になります。

光モジュールの開発当初は、ハードウェアにはんだ付けする必要があるモジュールのみが存在していました。 これらのトランシーバーは 1x9 SFF フォーマットで提供され、1999 年に初めて使用されました。

 

これらのモジュールのメンテナンスには非常に時間がかかるため、より良いソリューションが必要でした。

 

今後、光モジュールの開発は 2 つの分野に分かれます。 固定および取り外し可能な (ホットプラグ対応) 光学系を使用。

 

2000 年に、最初の交換可能なモジュールである GBIC (ギガビット インターフェイス コンバータ) トランシーバが開発されました。 デュプレックス SC コネクタを備えており、最大 160KM の距離で使用できます。

 

この技術開発により、多くの明らかな利点がもたらされました。メンテナンスの簡素化に加えて、「成長に応じて支払う」原則のためのネットワークが確立されました。 プラグ可能なモジュールにより、ユーザーはネットワーク上の帯域幅を後で簡単に増やすことができます。 多くの大手ネットワーク メーカーによる GBIC モジュールの導入により、このトランシーバが大幅に普及し始めました。

 

残念ながら、GBIC モジュールには依然として 1 つの大きな欠点がありました。それはサイズです。 ポート密度が低下し、ネットワーク全体のパフォーマンスが大幅に低下しました。 さらに、電気通信プロバイダーなどの大規模ネットワークのオペレーターの場合、後でポートをアップグレードする必要はありませんでした。 2001 年に、2x5 SFF と 2x10 SFF という実際の固定光学系が市場に登場しました。 これらのトランシーバーは GBIC よりも大幅に小型です。 これは、新たに導入された LC デュプレックス コネクタによって可能になり、その結果、特に小型の PCB (プリント回路基板) が可能になります。 SFF 光学系は現在でも非常に広く普及しています。 現在、それらは建物の配線のほかに、ほとんどの EPON ONU ハードウェアで使用されており、EPON ネットワークの再び普及によってその重要性が非常に高まっています。

しかし、LAN および MAN ネットワークでは、GBIC の導入以来、交換可能なモジュールのみが使用されています。

 

2002 年に、フォームファクター SFP (Small form-factor pluggable) が市場に投入されました。 これには GBIC に比べて多くの利点が含まれていました。 LC Duplex コネクタを備えているため、トランシーバ全体の設計は GBIC モジュールの約半分に縮小されています。 これは、ポート密度と全体的なパフォーマンスの低下という結果として生じる欠点も説明します。 すべてのネットワーク メーカーは、これまでエントリー レベルのデバイスまたはフロア ディストリビュータに SFP モジュールを使用しています。

 

帯域幅に対する需要の増大に伴い、光データ伝送の開発において重要な一歩が踏み出されました。 2005 年に、最初の XENPAK モジュールが開発されました。 これらのトランシーバーは、最大 10 ギガビットの伝送速度を提供します。 送信は、4 チャンネル 3.125 ギガビット上の XAUI インターフェイスで動作します。 これにより、ネットワークの帯域幅が大幅に増加する可能性があります。 最終的には、この技術の欠点が優勢でした。 生産コストが高く、設計が素晴らしすぎるため、やはりポート密度が低下し、消費電力がポートあたり最大 10 W と比較的高く、顧客のニーズをカバーできませんでした。

 

後継機として、2006年にX2トランシーバーが発売されました。 XENPAK トランシーバーと同様、X2 モジュールには電気インターフェースが備わっています。 違いは最小限でしたが、次の決定的なステップはそう遠くないはずです。

 

2007 年に、最初の XFP トランシーバーが発表されました。 これにより、10 ギガビット ネットワーキングに大きな利点がもたらされました。 送信は 4 つではなく、1 つのシリアル チャネルを通じてのみ実現されます。 これにより PCB を大幅に削減できるため、LC デュプレックス コネクタも XFP で使用できるようになります。 これらのモジュールは SFP モジュールよりわずかに大きいだけであり、最終的に 10 ギガビット ネットワークのポート密度が増加しました。 さらに、消費電力は SFP と同様に最大 3.5 W です。

 

10 ギガビット伝送形式の開発の最終段階は、SFP+ トランシーバーです。 これにより、XFP モジュールに比べてその他の小さな改善が行われます。 消費電力とサイズをさらに削減できます。 SFP+ は現在、すべての主要なネットワーク機器の 10 ギガビット ネットワークの標準フォーム ファクターです。

 

 

2011 年に、最初の QSFP モジュールが市場に登場しました。 これにより、ホットプラグ対応モジュールで初めて 40 ギガビットの伝送が可能になりました。 この速度は、4 つの内部 10 ギガビット CWDM チャネルによって実現されます。 モジュールは XFP トランシーバーよりわずかに大きく、ハードウェアから取り外せるようにモジュールの長さのタブが付いています。 QSFP トランシーバーには MPO/MTP コネクタもあります。

 

 

現在、これらのモジュールには 2 つのバリエーションがあります。 QSFP-SR、OM4 で最大 150 メートルの範囲QSFP-LR と同様に、OS2 ファイバー上で最大 10KM の範囲のファイバーを使用できます。 範囲が 40KM の QSFP-ER の標準はすでに存在します。 BlueOptics は、世界初のメーカーの 1 つとして、この QSFP -ER トランシーバーを 2014 年の第 4 四半期に発売する予定です。