会社のニュース Cisco 互換 QSFP-40G-LR4: エンタープライズ ネットワーク向けの高性能 40G 光拡張

需要の高い Cisco 互換の導入QSFP-40G-LR4光トランシーバ モジュールは、レガシー 10G インフラストラクチャから高密度 40G システムにアップグレードする企業ネットワークにとって重要なマイルストーンとなります。現代のデータセンターは、クラウド コンピューティング、高頻度の自動取引、ローカライズされた人工知能アプリケーションによって急増するデータ トラフィックに対処するため、シングルモード ファイバーを介した堅牢な長距離接続の確立が不可欠になっています。 LonRise の新しく最適化された 40GBASE-LR4 QSFP+ 光トランシーバーは、コスト効率とエンタープライズ グレードの運用信頼性の間のギャップを埋めます。オリジナルのシスコ ハードウェアの物理的および電子的特性に厳密に一致するように設計されたこのホットスワップ可能なモジュールは、単一の伝送リンク全体で 40 Gbps の高性能データ スループット レートを実現します。高度な粗波長分割多重 (CWDM) テクノロジーを小型フォームファクターのパッケージに統合することで、物理的なラックの設置面積要件を削減しながら、システム全体の容量を大幅に向上させます。この簡単な概要は、このコンポーネントがデータ伝送を最新化し、シームレスなシステム互換性を確保し、世界中のネットワーク管理者の長期的な設備投資を最適化する方法を強調しています。

シスコと互換性のあるQSFP-40G-LR4は、高帯域幅 40 ギガビット イーサネットおよび光トランスポート ネットワーク (OTN) OTU3 データ通信アプリケーション向けに設計された、高度に統合されたクアッド スモール フォーム ファクター プラガブル プラス (QSFP+) 光トランシーバ モジュールです。構造的には、このモジュールは業界標準のデュプレックス LC 光コネクタ インターフェイスを備えており、ネットワークのシングルモード ファイバ (SMF) 分散システムに直接リンクします。

[ホスト システム] ──> [電気インターフェイス: 4x 10Gbps レーン] │ ▼ [CWDM レーザー トランスミッター] §── 1271nm DFB レーザー ──┐ §── 1291nm DFB レーザー ──┼─> [内部 MUX] ──> [デュプレックス LC コネクタ] §── 1311nm DFB レーザー ──┤ │ └── 1331nm DFB レーザー ──┘ │ (シングルモード ファイバー) ▼ [PIN フォトダイオード レシーバー] <─ [内部 DEMUX] <──────┘ §── 1271nm チャネル ────┐ §── 1291nm チャネル ────┼─> [電気インターフェイス: 4x 10Gbps レーン] §── 1311nm チャネル────┤ └── 1331nm チャンネル ────┘

基礎となる技術的な仕組みは 4 チャンネル構成で動作します。送信側 (Tx) では、トランシーバーは特殊な分布フィードバック (DFB) レーザー アレイを利用して、10 Gbps データの 4 つの独立した電気入力チャネルを 4 つの異なる光信号に変換します。これらの信号は、粗い波長分割多重グリッド上の 4 つの個別の波長 (1271nm、1291nm、1311nm、および 1331nm) にわたって配置されます。内部光マルチプレクサ (MUX) は、これら 4 つの異なる光ストリームを結合して、シングルモード光ファイバに沿って進む単一の光伝送パスを形成します。

逆に、受信側 (Rx) では、モジュールは入力結合光信号を受け取り、それを光デマルチプレクサ (DEMUX) に渡します。この内部プリズムは、集約信号を元の 4 つの構成波長に分解します。次に、それぞれの独立した波長が高感度 PIN フォトダイオード検出器アレイに直接当てられ、光パルスがホスト システム用の電気データ出力の 4 つの並列ストリームに変換されます。

このモジュールは、マルチソース協定 (QSFP+ MSA) および IEEE 802.3ba 40GBASE-LR4 物理層標準に厳密に準拠して構築されており、デジタル光モニタリング (DOM) が組み込まれています。このデジタル診断インターフェイスにより、ホスト システムの標準 I2C 管理バスを介して、モジュール温度、レーザー バイアス電流、光送信パワー、光受信パワー、内部電源電圧などのパラメーターをリアルタイムで抽出できます。

グローバル企業が社内デジタルフットプリントを拡大するにつれ、エンジニアリング部門はコアスイッチ層での永続的なネットワークボトルネックに直面しています。物理インフラストラクチャをアップグレードするには、高価なファイバ ラインの再設置を必要とせずに、帯域幅のチョーク ポイントを軽減するテクノロジーが必要です。特殊な 40GBASE-LR4 シングルモード光ファイバ モジュールを選択すると、これらの複合的なインフラストラクチャの課題に対する包括的なソリューションが提供されます。

エンタープライズ ネットワーク アーキテクトにとっての主な問題点は、ファイバー資産の枯渇です。物理的に長い距離にわたって並列マルチモード ファイバーを展開すると、コストが膨大になります。のQSFP-40G-LR4互換性のあるモジュールは、4 つのチャネルを 1 つのシングルモード ファイバー ペアに多重化することで、この課題を軽減します。これにより、ネットワーク管理者は既存のレガシー ファイバー プラントを再利用して局所的な伝送速度を 4 倍に向上させることができ、新たな長距離ファイバー ケーブルの敷設に通常伴う破壊的な設備投資を回避できます。

データセンター環境は、物理的空間と熱の厳しい制約の下で運用されます。従来のフォーム ファクターは、エンタープライズ スイッチのフェイスプレート スペースを過剰に消費します。高密度 40G QSFP+ トランシーバーのコンパクトなアーキテクチャ レイアウトを活用することで、ネットワーク オペレーション センターはラック ユニットあたりのポート密度を大幅に高めることができます。さらに、これらのモジュールは、低消費電力レベル (通常はモジュールあたり 3.5 ワット未満) で動作するように設計された最適化された内部回路を備えています。この熱プロファイルを最小限に抑えると、局所的な発熱が減少し、データセンターの HVAC 冷却インフラストラクチャへの負担が軽減され、長期的な電力会社のオーバーヘッドが削減されます。

ミッションクリティカルな企業環境では、予期しないネットワークのダウンタイムが重大な経済的損失に直結します。統合されたデジタル診断監視インターフェイス (DDM/DOM) を組み込むことで、この脆弱性に対処できます。ネットワーク管理ソフトウェアは、モジュールをアクティブにポーリングして、受信機の光感度とレーザー バイアス電流のわずかな変化を追跡できます。このリアルタイム テレメトリに基づいて自動しきい値アラートを確立することで、技術者は致命的な障害が発生する前にファイバ ラインの劣化や微小な曲がりを特定し、完璧なネットワークの稼働時間を維持できます。

通信パラメータを制限するエンタープライズ専用のバリエーションとは異なり、標準QSFP-40G-LR4トランシーバーはデュアルレート機能をサポートします。これにより、標準の 40G イーサネット フレームワークとサービス プロバイダーの OTN OTU3 トランスポート プロトコルの両方と互換性が得られます。このマルチプロトコルの多用途性により、購買部門は、エンタープライズ コア スイッチング層とキャリア グレードの光トランスポート システムの両方にサービスを提供する単一の標準化された在庫管理単位 (SKU) を取得でき、サプライ チェーン管理を合理化できます。

Cisco 互換の産業用実装QSFP-40G-LR4多様な高性能ネットワーキング トポロジにまたがります。モジュールのパフォーマンス特性を最大限に活用するには、ネットワーク エンジニアは、正確な物理パラメータおよび動作パラメータに従ってモジュールを導入する必要があります。このトランシーバーの主な実際の用途は、長距離のキャンパス バックボーンと相互接続されたコロケーション施設です。

[データセンター施設A] [データセンター施設B] ┌─────────────┐ ┌───────────┐ │ Cisco Nexus Core MUX │ │ Cisco Nexus Core MUX │ │ ┌─────────┐ │ │ ┌─────────────┐ │ │ │ QSFP-40G-LR4 │ │ │ QSFP-40G-LR4 │ │ └─┴───┬───┴─┘ └─┴─┬─────┴─┘ │ │ │ (デュプレックス LC) │ (デュプレックス LC) ▼ ▼ [パッチパネル ODF] ───────------------------------------------------> [パッチパネル ODF] 屋外シングルモードファイバープラント距離: 最大 10 キロメートル(1310nm)

コア スイッチが数キロメートル離れた物理的に離れた構造に設置されている、複数の施設を備えた企業のキャンパスや大学のネットワークを考えてみましょう。マルチモード トランシーバーは距離が 400 メートル未満に制限されているため、実行できません。を挿入することで、QSFP-40G-LR41310nm 10km モジュールをコア スイッチ（Cisco Nexus 9000 または Catalyst 9500 シリーズなど）の通常の QSFP+ 拡張スロットに挿入すると、エンジニアは安定した 40 Gbps ポイントツーポイント トランク リンクを確立できます。このリンクは、インライン光増幅装置を必要とせずに、標準の G.652 シングルモード光ファイバーを介して最大 10 キロメートルまで延長できます。

信頼性の高い設置を実行するには、エンジニアはモジュールの正確な光パワーバジェット仕様に従う必要があります。

1. リンク エンジニアリング: リンクの展開は、レーンあたり最大 +2.3 dBm からレーンあたり -7.0 dBm の最小出力までの範囲で定義された送信パワー ウィンドウ内で動作する必要があります。

2. レシーバーのキャリブレーション: 受信側では、レーンごとに -13.7 dBm の最小レシーバー感度しきい値まで光パワー レベルを検出するように、内部 PIN フォトダイオード アレイがキャリブレーションされます。

3. パワー バジェットの計算: 合計許容光パワー バジェットを計算すると、利用可能な損失マージンは 6.7 dB であることがわかります ($(-7.0テキスト{ dBm}) - (-13.7テキスト{ dBm}) = 6.7テキスト{ dB}$）。

4. 損失の割り当て: 延長された 10 キロメートルのリンクにファイバー回線を敷設する場合、1310nm の波長での標準的なファイバー減衰は 1 キロメートルあたり約 0.35 dB となり、合計で 3.5 dB の損失になります。これにより、パッチ パネル、光配線フレーム (ODF)、およびファイバ融着接続からの挿入損失に対応するために 3.2 dB のマージンが残ります。

5. 過負荷防止: レシーバーの最大損傷しきい値は +3.3 dBm に設定されているため、ラボ環境で短いテスト ループを展開するエンジニアは、内部 PIN レシーバーの焼損を防ぐためにインライン光減衰器 (通常は 5 dB または 10 dB の固定 LC 減衰器) を使用する必要があります。

導入中、トランシーバーのホットスワップ可能な I/O 構造により、物理的な設置が合理化されます。技術者は、統合されたプルタブ取り出しラッチ機構を使用して、モジュールをライブ スイッチ ポートに直接挿入できます。シスコ互換 EEPROM チップが装着されると、ホスト オペレーティング システム（Cisco NX-OS や IOS-XE など）と通信します。

スイッチは、事前にプログラムされたベンダー データをデコードし、暗号署名を検証し、「サポートされていないトランシーバー」システム エラーをスローすることなくポートを即座に初期化します。ポートの状態がアクティブに変化し、リンク ネゴシエーションが完了すると、リアルタイム テレメトリ パラメータがネットワーク管理コンソールに即座に入力され、効率的で検証済みの展開が保証されます。

これらのモジュールの主な違いは、プロトコルの互換性にあります。標準QSFP-40G-LR4は、エンタープライズ イーサネット レートとサービス プロバイダー OTN (OTU3) レートの両方をサポートし、アプリケーションの最大限の多用途性を提供します。逆に、QSFP-40G-LR4-Sは、エンタープライズ イーサネット アプリケーション専用に設計された S クラス モジュールであり、OTN プロトコル トラッキングがまったくありません。

いいえ、QSFP-40G-LR4MPO ブレークアウト ケーブルを使用してモジュールを 4 つの 10G リンクに分割することはできません。内部光 MUX/DEMUX を利用して、波長を単一のデュプレックス LC シングルモード ファイバ ペアに結合します。シングルモード ファイバー経由で 40G ポートを 4 つの 10G チャネルに分割するには、QSFP-40G-PLR4 パラレル ファイバー モジュールを使用する必要があります。

このトランシーバーは、標準の G.652 シングルモード ファイバー インフラストラクチャ上に導入された場合、最大 10 キロメートル (約 6.2 マイル) の最大伝送距離をサポートします。この完全な距離を達成するには、すべての中間ファイバ スプライス、光パッチ パネル、およびコネクタが汚れておらず、モジュールの 6.7 dB 光パワー バジェットを超えていないことを確認する必要があります。

いいえ、サードパーティの互換性のあるトランシーバーを使用しても、ネットワーク スイッチの保証は無効になりません。大手機器メーカーは独占禁止法に拘束されているため、外部コンポーネントの統合による保証サポートを剥奪することはできません。 LonRise モジュールは、Cisco ホスト システムとネイティブに対話するように事前にプログラムされており、シームレスなシステム認識と標準的なエラーのない動作を保証します。

DOM を使用すると、重要な動作条件をリアルタイムで追跡できます。ネットワーク管理者は、内部トランシーバーの温度、動作電源電圧、レーザー バイアス電流、および正確な光送信/受信電力メトリクスをリモートで監視できます。これらのパラメータを追跡することは、保守担当者が差し迫ったファイバ リンクの障害を予測し、外部のテスト ハードウェアを使用せずに局所的な信号減衰のトラブルシューティングを行うのに役立ちます。

はい、短いファイバーのパッチ ケーブルでも動作できますが、注意が必要です。個々のレーンの最大光出力パワーは +2.3 dBm に達する可能性があるため、トランシーバーを短いファイバー ループに接続すると、レシーバーが過飽和になる可能性があります。敏感な PIN フォトダイオード アレイを損傷から保護するために、エンジニアはインライン光減衰器を設置する必要があります。

エンタープライズ データ ネットワークをアップグレードするには、既存のシングルモード ファイバー アーキテクチャにシームレスに統合できる、高性能でコスト効率の高いハードウェアが必要です。シスコと互換性のあるQSFP-40G-LR4トランシーバ モジュールはこれらの要件を満たし、40 Gbps のデータ スループット、堅牢なデュアルレート イーサネット/OTN サポート、最大 10 キロメートルにわたるリンクにわたるデジタル診断モニタリングを提供します。 LonRise の徹底的にテストされたモジュールは、相手先商標機器メーカーの仕様に一致しており、ネットワーク オペレータは総所有コストを削減し、システムの相互運用性エラーを回避しながら、システムの総容量を拡張できます。