25G SFP28 モジュール ガイド: 適切なモジュールの選択方法

25G SFP28 モジュールは、単一レーンで 25 ギガビット イーサネット接続を提供する、コンパクトなホットプラグ可能な光トランシーバです。- SFP および SFP+ モジュールと同じ物理フォーム ファクタを共有するため、ホスト ポートがすでに SFP28 動作をサポートしている場合、既存のケーブル配線プラントを再利用できることがよくあります。 SFP28 モジュールは、データセンター、5G フロントホール ネットワーク、エンタープライズ キャンパス、および 10G 帯域幅がボトルネックになっているものの、アクセス レイヤでの 100G のコストが依然として法外なコストであるハイパフォーマンス コンピューティング クラスタ-で使用されています。{13}}

 

SFP28 とは実際には何を意味しますか?

「SFP」は、Small Form{0}}factor Pluggable - の略で、20 年以上使用されているホットスワップ可能なネットワーク モジュールの業界標準設計です。- 「28」は、最大 28 Gbps の電気インターフェース速度を表します。実際には、このモジュールは 25 ギガビット イーサネット (IEEE 標準 802.3by および 802.3cc で定義) および 32G ファイバ チャネル アプリケーションに使用されます。なぜちょうど 25 Gbps ではなく 28 Gbps なのか?追加の容量により、公称 25G データ レートを超える帯域幅を消費するプロトコル オーバーヘッド、エラー修正エンコーディング、クロック リカバリ - ハウスキーピング タスクに対応する余裕が生まれます。

物理的な観点から見ると、SFP28 トランシーバーは古い SFP+ モジュールと同じように見えます。どちらも同じ寸法 (8.5 × 13.4 × 56.5 mm) を共有し、同じ 20 ピン電気コネクタを使用します。この下位互換性が、データセンター環境で 25G の導入が急速に進んだ主な理由です。ネットワーク オペレータは、SFP28 モジュールを新しいスイッチの SFP28 対応ポートに接続すると、SFP の場合の 2.5 倍のスループットをすぐに得ることができます+ -。新たなファイバの敷設やラックの再構成は必要ありません。

 

 

SFP28 と SFP+: アップグレード パスが重要な理由

ネットワークのサーバー アクセス層で 10G SFP+ リンクがまだ実行されている場合は、25G SFP28 へのアップグレードが有力です。各 SFP28 ポートは、SFP+ - の 25 Gbps - 2.5 倍の帯域幅を提供しながら、ほぼ同じ電力を消費します (通常、到達範囲に応じて 1.0 W ～ 1.5 W)。ギガビットあたりのベースでは、SFP28 のエネルギー効率が大幅に向上し、生産量の増加に伴いギガビットあたりのコストは着実に低下しています。-

ここでは、下位互換性について特に注意する必要があります。古い SFP+ モジュールを SFP28 ポートに接続すると、ポートの速度が自動的に 10G に低下し、正常に動作します。これにより、段階的で段階的な移行が現実的になります。サーバー NIC とトップオブラック スイッチを今すぐ 25G 対応ハードウェアにアップグレードし、ワークロードの需要が増大するにつれて SFP28 光学系を交換することができます。--この柔軟性は、経営を行っている組織にとって特に価値があります。混合速度の SFP トランシーバ環境-10G と 25G が同じシャーシ上に共存します。

多くのエンジニアが不意を突かれる重要な注意点が 1 つあります。それは、下位互換性が一方向にのみ機能することです。- SFP28 ポートは古い SFP+ モジュールを受け入れ、10G - までネゴシエートしますが、通常、SFP28 モジュールは古い SFP+ ポートでは動作しません。ほとんどの SFP+ ポートは 10 Gbps に制限されており、より高速なモジュールは完全に拒否されます。一部のスイッチでは、別のレート モジュールを挿入する前にコマンドラインでポート速度を手動で設定する必要もあります。-その手順をスキップすると、1 つの CLI コマンドで修正するだけで済むリンクのトラブルシューティングに 1 時間費やすことができます。

 

 

 

 

 

25G SFP28モジュールの種類と仕様

すべての 25G SFP28 トランシーバーが互換性があるわけではありません。ネットワークに適したモジュールは、信号がどのくらいの距離を伝送する必要があるか、すでに設置されているファイバー ケーブルの種類、および展開の環境条件という 3 つの要素によって決まります。以下に主なバリエーションの内訳を示し、その後に簡単に参照できるように並べて比較した表を示します。--

 

25G SFP28 SR (短距離)

SR モジュールは、最大 100 メートルの短距離接続 - - 向けに設計されています。 850 nm レーザーとマルチモード ファイバー（データセンターの建物内に事前に設置されている最も一般的な種類のファイバー ケーブル）を使用します。-標準の LC デュプレックス コネクタを備えた OM3 または OM4 グレードのマルチモード ファイバーが必要です。 RS-FEC (エラー訂正の一種) がスイッチ ポートで有効になっている場合、最大到達距離は OM3 ファイバーで 70 メートル、OM4 で 100 メートルです。 FEC を有効にしないと、ファイバーの状態に応じて、使用可能な距離が約 30 ～ 50 メートルに低下します。

これは、データセンター - サーバー内での接続、-スイッチング リンク、ラック列内のストレージ接続、およびハイパフォーマンス コンピューティング相互接続のための主力モジュールです。- SR モジュールは最も低コストの光 SFP28 オプションであり、それぞれの消費電力が 1.0 W 未満であるため、1 つのスイッチに数十個のスイッチを搭載する高密度導入に最適です。-

 

25G SFP28 LR (ロングリーチ)

LR モジュールは、最大 10 キロメートルの距離向けに構築されています。 1310 nm レーザーを使用し、SR モジュールが使用するものとは異なるファイバー タイプのシングルモード ファイバー（OS2 グレード）- - を必要とします。消費電力は SR よりわずかに高く、通常はモジュールあたり 1.0 ～ 1.5 W です。

一般的な用途には、キャンパス内の別々の建物の接続、大都市圏全体のデータセンター施設のリンク、5G ミッドホール (集中型ネットワーク機能と分散型ネットワーク機能の間のリンク) などがあります。 10 km の範囲は、信号増幅器や中継器を必要とせずに企業および通信事業者のサイト間距離の大部分をカバーするため、リンクの総コストを管理しやすくします。{3}}コスト削減の重要なヒント:-実際の距離が 8 km の場合、定格 40 km の ER モジュールは必要ありません。-実際の距離に適したリーチを選択することは、信頼性を犠牲にすることなく光学機器の支出を削減する最も簡単な方法の 1 つです。-

 

25G SFP28 ER (拡張リーチ)

リンク距離が 40 キロメートルに及ぶ場合、ER モジュールがその答えとなります。これらは、より強力なレーザー送信機とより高感度の受信機を使用して、より長いファイバー伝送にわたって信号品質を維持します。これらは 1310 nm のシングルモード ファイバで動作し、約 1.5 ～ 2.0 W を消費します。全距離での動作にはホスト ポートの RS-FEC が必要です。-

地理的に離れた施設を接続するサービス プロバイダー、遠く離れたキャンパス サイトを接続する企業、郊外や農村部の距離にまたがる 5G バックホール リンクはすべて ER 光に依存しています。モジュールあたりのコストは LR よりも高くなりますが、中間機器を追加せずに 40 km をカバーできるため、インフラストラクチャの総コストを考慮すると、ER のほうが経済的な選択肢となることがよくあります。{2}}

 

25G BiDi SFP28

標準モジュールは 2 本のファイバー ストランド - を使用し、1 つは送信に、もう 1 つは受信に使用します。双方向 (BiDi) モジュールは、異なる波長の光を同時に送信および受信することで、これを 1 本のストランドに減らします。これらは、一方の端に「タイプ A」モジュール、もう一方の端に「タイプ B」モジュールという、対応するペアで導入する必要があります。各タイプは逆の波長割り当てを使用します (たとえば、タイプ A は 1310 nm で送信し、1490 nm で受信しますが、タイプ B はその逆です)。 BiDi SFP28 トランシーバーは通常、シングルモード ファイバーで 10～15 km まで到達します。-

BiDi は、標準的な 2 つのファイバー モジュールと比較してファイバー要件を半分に削減できるため、ファイバーのストランド数が制限されている状況で特に役立ちます。{0}}このため、ファイバー ダクトのスペースがセル タワーとベースバンド処理ユニットの間で制限されることが多い 5G フロントホール導入で人気の選択肢となっています。ネットワークオペレーターの評価工業用温度光トランシーバ オプション-屋外無線キャビネットの場合、動作範囲が拡張された (-40 度から 85 度まで) BiDi SFP28 モジュールを選択することがよくあります。

 

 

 

 

25G CWDM および DWDM SFP28

波長分割多重（WDM）モジュールを使用すると、複数の独立した 25G チャネルが単一のファイバ ペア - を共有できるようになり、1 本のファイバが複数の仮想ファイバに効果的に変化します。 CWDM モジュールは 20 nm 間隔の波長を使用し、最大 10 ～ 40 km まで到達します。 DWDM モジュールはチャネルをより密にパックするため、同じファイバー上でさらに多くの同時接続が可能になります。

これらのモジュールは、中央処理装置と複数のアンテナ サイト間で 6 つ以上の 25G 接続が 1 本のファイバーを共有する必要がある 5G フロントホール ネットワークに不可欠です。また、新しいファイバーの設置が非現実的または法外に高価なメトロ アグリゲーション シナリオにも対応します。理解波長マッチングや変調方式などのネットワーク トランシーバー機能相互運用性の障害を回避するために WDM 光学系を指定する場合は、これが重要です。

WDM 導入でよくある、コストのかかる間違い: 紙の上では互換性があるように見える 2 つのモジュールを購入-、どちらもシングル モードで、どちらも同じ距離に評価されている-のですが、リンクが起動を拒否したことがわかりました。多くの場合、原因は波長の不一致です (たとえば、一方のモジュールは 1310 nm、もう一方のモジュールは 1550 nm)。異なる波長用に設計された BiDi テクノロジーを意図的に使用している場合を除き、リンクの両端は同じ波長を使用する必要があります。マルチサイト導入用の CWDM または DWDM 光学系を注文する場合は、注文する前に必ずチャネルごとの正確な波長の割り当てを確認してください。{10}

 

 

 

 

-リファレンスの簡単な比較: どのモジュールが必要ですか?

すべての主要な 25G SFP28 モジュール タイプの並べて比較-- - 注文する前に、この表を使用して、リンク距離、ファイバー タイプ、適切なモジュールへの導入シナリオを照合してください。

 

モジュールの種類	最大距離	ファイバーの種類	波長	消費電力	相対コスト	最適な用途
SR(ショートリーチ)	100m(OM4) 70m(OM3)	マルチモード OM3 / OM4	850nm	< 1.0 W	$最低	データセンター内の-サーバー-からスイッチ、ストレージ、HPC クラスタへのリンク
LR(ロングリーチ)	10km	シングル-モード OS2	1310nm	1.0 – 1.5 W	$$ ミッド	建物-から-のキャンパス リンク、メトロ DCI、5G ミッドホール
ER(拡張リーチ)	40km	シングル-モード OS2	1310nm	1.5 – 2.0 W	$$$ より高い	長距離キャンパス、通信事業者間オフィス、地方/郊外にわたる 5G バックホール-
ビディ(双方向)	10～15km	シングル-モード OS2、一本鎖	1270/1330nm または1310/1490nm (A+Bのペア)	1.0 – 1.5 W	$$ ミッド	ファイバー-制約のあるサイト - 5G フロントホール、限られたダクト スペース
CWDM	10～40km	シングル-モード OS2	1271 – 1331nm (20nm間隔)	1.0 – 1.5 W	$$$ より高い	1 つのファイバー - 5G フロントホール、メトロ WDM 上で複数の 25G チャネルを多重化
DWDM	40km以上	シングル-モード OS2	C-バンド (間隔が密)	1.5 – 2.5 W	$$$$ 最高	既存のファイバー - キャリア- グレードのメトロ ネットワークの最大チャネル密度

 

この表の見方（調達チーム向け）まずは 2 つの質問から始めます。

(1) このリンクの両端はどれくらい離れていますか?これにより距離要件が決まり、「モジュール タイプ」列が絞り込まれます。

(2) すでに敷設されているファイバーケーブルの種類は何ですか?データセンターの建物内ではマルチモード (OM3/OM4) が一般的です。シングル-モード（OS2）は、建物間の屋外での長時間の走行に使用されます。これら 2 つの答えを表に照合すると、最終候補リストが得られます。距離が 100 m 未満で、マルチモード ファイバーを使用している場合は、ほとんどの場合 SR が正しい選択です。シングルモード ファイバーで最大 10 km 離れた別々の建物を接続する場合は、LR が標準的な選択肢です。- ER、BiDi、または WDM モジュールへの移行は、距離、ファイバー不足、またはチャネル密度によって特に必要な場合にのみ行ってください。

 

 

25G SFP28 の採用を促進する主なアプリケーション

3 つの導入シナリオが、世界中の 25G SFP28 需要の大部分を占めています。

 

データセンター サーバーの接続（スパイン{0}}リーフ アーキテクチャ）。最も一般的な使用例は、サーバーを最も近いスイッチに接続することです。サーバー ネットワーク カードが 10G から 25G に移行したため -、この移行は 2018 年から 2019 年頃に始まり、2024 - を通じて加速しました。各サーバーに面するスイッチ ポートには、対応する SFP28 モジュールが必要です。 48 個の SFP28 ダウンリンク ポートと 6 個の QSFP28 アップリンク ポートを備えた一般的なリーフ スイッチは、1.2 Tbps のサーバー帯域幅を 600 Gbps のアップストリーム容量 - に集約します。この比率は 2:1 で、ほとんどのクラウドおよびエンタープライズ ワークロードに適しています。金融取引やリアルタイム分析など、遅延に敏感なアプリケーションを実行している組織では、1:1 の比率を目標にすることがよくあります。これにより、アクセス レイヤが 25G に留まる場合でもスパイン リンクの高速化が促進されます。- 100G QSFP28 アップリンク自体は内部で 4 つの 25G レーンを使用します。25G SFP28 トランシーバーネットワーク ファブリック全体の基本的な構成要素です。

 

5G フロントホールとミッドホール。5G 無線ネットワークのアーキテクチャにより、セルタワーの集中処理装置とリモート無線装置間の 25G 光リンクに対する大量の需要が生み出されました。 25G SFP28 セグメントは、世界中でマクロ基地局の急速な増設が推進され、2024 年の 5G 市場で主要な光学カテゴリとなりました。屋外導入の場合、主な課題は、環境 - の幅広い温度変動、正確なタイミング要件、電力とスペースが限られているリモート キャビネットの物理的制約です。同期サポートを備えた産業用-定格 SFP28 モジュール（-40 度～85 度）が、これらの環境の標準になりつつあります。ファイバーの可用性が限られている複数のセル サイトにまたがって導入する場合、CWDM SFP28 モジュールは複数の 25G チャネルを 1 本のストランドに多重化し、ファイバー インフラストラクチャのコストを大幅に削減できます。通信環境に適したトランシーバーの選択には、到達範囲や波長を超える要素が関係します - 理解さまざまな種類のトランシーバー光ファイバーが最適なパフォーマンスを発揮する場所コストのかかる導入ミスを防ぐのに役立ちます。

 

エンタープライズ キャンパスおよびストレージ ネットワーク。キャンパス内の複数の建物を接続する組織は通常、25G で 1 ～ 10 km のリンクを必要とします。-これは、既存のシングルモード ファイバー上の SFP28 LR モジュールに最適です。-。ストレージ エリア ネットワークももう 1 つの成長分野です。同じ SFP28 物理インターフェースを使用する 32G ファイバー チャネルが、パフォーマンスの要求が前世代の接続を超えているオールフラッシュ ストレージ環境で古い 16G 規格に取って代わりつつあります。-

 

 

適切な 25G SFP28 モジュールを選択する方法

25G SFP28 トランシーバーの選択には、距離の数値とファイバーのタイプを一致させるだけではありません。モジュールが特定の環境で確実に動作するかどうかは、いくつかの実際的な要因によって決まります。

 

プラットフォームの互換性を確認します。SFP28 モジュールは業界全体の標準（マルチソース アグリーメント（MSA）-）に従っていますが、一部のスイッチ メーカーは、自社ブランド向けに特別にコーディングされていないモジュールを拒否するファームウェア チェックを実装しています。-評判の良いサードパーティ トランシーバ サプライヤーは、出荷前にベンダー固有の識別コードをプログラムし、実際のスイッチ ハードウェアでモジュールをテストします。- OEM (相手先ブランド供給) の光学部品を購入するか、サードパーティ製の互換性のある光学部品を購入するかの決定は、多くの場合、SFP トランシーバー タイプの構造化された評価、コスト、ベンダーの検証プロセス。

 

ファイバープラントを確認してください。シングルモード モジュール（LR など）をマルチモード ファイバを使用するリンクに挿入しても機能しません。- 2 つのファイバ タイプは根本的に異なる方法で光を伝送します。光学部品を注文する前に、(1) 取り付けられているファイバーのタイプ (マルチモードとシングル- モード)、(2) コネクタの研磨タイプ (ほとんどの SFP28 アプリケーションでは UPC が標準です。APC コネクタは問題を引き起こします)、(3) コネクタとスプライスを含むリンク全体の総信号損失を確認してください。シングルモードで短い-モードを実行する場合は、受信電力がモジュールの最大入力を超えていないことも確認してください。-信号が多すぎると受信機が損傷する可能性があり、信号が少なすぎるとエラーが発生する可能性があります。

 

FEC 要件を考慮します。ほとんどの 25G SFP28 モジュールでは、定格距離を達成するために、スイッチ ポートで前方誤り訂正 (FEC) を有効にする必要があります。 FEC は、スイッチに組み込まれたデジタル エラー回復メカニズムです-。-トラフィックに影響を与える前に伝送エラーを捕捉して修正するセーフティ ネットと考えてください。 FEC がないと、使用可能な到達距離が大幅に減少します。スイッチが必要な FEC タイプ (RS-FEC が最も一般的) をサポートしていること、およびリンクの両端が同一に構成されていることを確認します。

 

電力と熱の制約を評価します。48 個の SFP28 ポートがすべて実装されている高密度リーフ スイッチでは、モジュールだけからの合計消費電力は 50～70 W に達する可能性があります。同じスイッチ内で SR モジュールと LR モジュールを混在させると、不均一な熱プロファイルが生じ、隣接するポートに影響を与える可能性があります。大規模に導入する前に、スイッチの電力バジェットと冷却設計が最悪の温度条件下でもフル負荷での動作に対応できることを必ず確認してください。-

 

 

ブレークアウトによる 100G QSFP28 との互換性

最も実用的な展開パターンの 1 つは、特別な「ブレークアウト」ケーブルを使用して 4 つの SFP28 ポートを 1 つの QSFP28 ポートに接続します。その仕組みは次のとおりです。100G QSFP28 モジュールは実際に 4 つの独立した 25G レーンを伝送します。ブレークアウト ケーブルはこれら 4 つのレーンを分割し、各レーンがダウンストリーム スイッチまたはサーバーの個別の SFP28 ポートに接続されるようにします。これは、銅線ブレークアウト ケーブル（距離 5 メートル未満）、アクティブ光ブレークアウト ケーブル（最大 100 メートル）、または両端に個別の光モジュールを備えたファイバー ハーネスを直接接続することで実行できます。-ブレークアウト アプローチにより、アップストリーム スイッチのポート使用率が最大化され、構造化された環境でのケーブル配線が簡素化されます。

古い 10G スイッチと新しい 100G スイッチが共存する段階的な移行中の組織の場合、ブレークアウト ケーブルはブリッジ - として機能しますが、これは関係する特定のスイッチ モデルとファームウェアによって異なります。 100G 側はフル 4×25G で動作し、各レーンはダウンストリーム ポートに接続します。ダウンストリーム ポートが 10G で動作するか 25G で動作するかは、ハードウェアによって異なります。このトポロジが期待どおりに機能すると仮定する前に、必ずスイッチのドキュメントでブレークアウトの互換性を確認してください。

 

プラガブル光学部品の DAC および AOC の代替品

単一ラック内または隣接するラック間の非常に短い接続 - の場合、- 光モジュールは必ずしも必要ありません。. 25G SFP28 ダイレクト アタッチ銅線（DAC）ケーブルは、両端で SFP28 ポートに直接差し込む事前終端処理された銅線アセンブリです。-パッシブ DAC は 25G で最大 3 メートルをサポートします。アクティブ DAC は約 10 メートルまで延長されます。これらのワンピース ケーブルは、リンクあたりのコストが最も低く、光コネクタが汚れるリスクが排除され、個別のトランシーバよりも消費電力が少なくなります。アクティブ オプティカル ケーブル (AOC) は、DAC とプラグイン可能な光学系の間のギャップを橋渡しし、ファイバーを使用して最大 100 メートルまで到達しますが、両端に個別のトランシーバーを購入する必要はありません。どちらのオプションも環境に自然に統合されます。トランシーバーは複数の役割を果たしますコンピューティング層、ストレージ層、ネットワーク層全体にわたって。

 

 

よくある質問