河野哲治のコラム「マルチギガ＆10ギガビットイーサネットの基礎知識」

皆さんこんにちは、テックデザインの河野です。

今回は光ファイバーケーブルを使用する10ギガビットイーサネットの規格について詳しく解説をします。

光ファイバーケーブルを使用する規格

光ファイバーケーブルを使用する10ギガビットイーサネットの規格は多数ありますが、ここでは現在ヤマハネットワーク機器で利用できる10GBASE-SRと10GBASE-LRについて説明をします。10GBASE-SRと10GBASE-LRはIEEE802.3aeとして標準化されており、SRはShort Range（短距離）、LRはLong Range（長距離）の意味になります。接続インターフェースはツイストペアケーブルで使用されるRJ45ではなく、SFP+になります。

SFP+モジュールは2種類

SFP+インターフェースでは「SFP+モジュール（トランシーバー）」と呼ばれる電気信号と光信号を相互に変換する装置（写真1）と「光ファイバーケーブル」を組み合わせて通信を行います。SFP+モジュールは10GBASE-SR用と10GBASE-LR用で異なるため、使いたい規格に合ったSFP+モジュールを選択します。

写真1　SFP+モジュール

光ファイバーケーブルは2モード6タイプ

光ファイバーケーブルには「シングルモード（OS: Optical Singlemode fiber）」と「マルチモード（OM: Optical Multimode fiber）」の2種類があり、10GBASE-SRではマルチモードファイバー、10GBASE-LRはシングルモードファイバーを使用します。マルチモードファイバーはシングルモードファイバーに比べ安価で曲げに強いという特徴がありますが、シングルモードファイバーよりも伝送損失が大きいため最大ケーブル長が短くなります。10ギガビットイーサネットで使えるマルチモードファイバーはOM1/OM2/OM3/OM4の4種類で、数字が大きくなるほど最大ケーブル長が長くなります。

シングルモードファイバーの特徴はマルチモードファイバーの反対で、伝送損失が小さく長距離で安定した大容量通信ができますが、マルチモードファイバーに比べて高価で曲げに弱いという特徴があります。シングルモードファイバーはOS1/OS2の2種類がありますが、どちらも距離は最大10kmです。

ダイレクトアタッチケーブル

SFP+ではダイレクトアタッチケーブル（以下、DAC）というメタルケーブルも利用することができます（写真2）。DACはメタルケーブルの両端にSFP+コネクタを取り付けたケーブルで、Twinaxケーブルとも呼ばれます。PassiveとActiveの2種類があり、Passiveケーブルは電機部品がなく信号の増幅や調整を行わないのに対して、Activeケーブルは信号調整用のチップが追加されているためPassiveケーブルよりも利用できる距離が長くなります。DACはマルチモードファイバーよりもさらに最大ケーブル長が短くなりますが、SFP+モジュールと光ファイバーケーブルの組み合わせよりも安価で、ラック内およびラック間の接続に向いています。マルチギガ＆10ギガビットイーサネットで利用される規格と最大ケーブル長をまとめたのが表1となります。

写真2　ダイレクトアタッチケーブル

表1　マルチギガ＆10ギガビットイーサネット

前回から2回にわたってマルチギガ＆10ギガビットイーサネットの規格について見てきました。SFP+はモジュールもケーブルも複数あるのでどれを選べばいいのか迷ってしまい、なんとなく苦手意識がある方もいらっしゃるかもしれません。本稿がそうした方のお役に立てば幸いです。

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著者

河野 哲治

株式会社テックデザイン 代表取締役