400G/800G への移行：パート II

図 2：現在の IEEE P802.3ck のタイムライン 2020年8月

多くのデータセンター管理者は、IEEE P802.3ck のタイムラインが業界を遅れさせていると感じています。そのため、他の選択肢も検討されています。1つのオプション（より多くのレーン〔スケールアウト〕を展開）が、すでに400Gに到達するために使用されています。800G は 100G 電気規格を付属しており、初期のプリスタンダード製品は 2021 年に出荷されます。1.6Tに達するには、データセンターは200Gレーンまで拡張することも、16レーンまで拡張することもできます。最終的には1.6Tへ移行する。

次の速度プラトーに到達しようとする際の根本的な課題は、ファイバーの量を増やすか、ファイバーあたりの信号伝送波長の数を増やすために多重化を使用するかを決定することです。また、これは難しい質問です。

WDM は、異なる波長の光を使用して同じファイバー上に複数のデータパスを作成する一般的なデータセンターアプローチです。2つの一般的なシングルモードWDMテクノロジーは、粗波長分割多重方式（CWDM）と高密度波長分割多重方式（DWDM）です。CWDM は、より少ないチャネルと短距離アプリケーション向けに最適化されており、低コストの WDM オプションとなっています。DWDM は、1 本のファイバーでできるだけ多くの容量を実現するように最適化されており、主に長距離ネットワークで高価で有用です。

イーサネットCWDM技術の例としては、CLR4, CWDM4、FR4などがあります。“4”が示唆するように、これらの技術は4つの波長を使用し、それぞれがデータチャネル（1270nm、1290nm、1310m、1330nm）を伝送します。これにより、データセンター事業者は、デュプレックス光ファイバー接続でより高いスループットをサポートできます。

WDMオプションは、より多くの波長を提供することができます（例えば、FR8は8つの波長を使用します）。追加機能には、より高価な光学モジュールが必要ですが、より長距離のアプリケーションは、コストの増加を正当化する可能性があります。

データセンターや大規模なエンタープライズネットワークにおける現在のトレンドは、東西トラフィック（多くの場合、南北トラフィックの10X）を最適化するファイバー密度の高いメッシュアーキテクチャに向けられています。スパインリーフの向きはそのままですが、ネットワークレイヤーは少なく、サーバー接続速度の向上も視野に入れています。接続の最大容量は、サーバーが接続されているエッジにあります。サーバーはオーバーヘッドを表します。したがって、スイッチの数が少なくなるほど（そしてレイテンシが小さくなるほど）、より良くなります。

現在、ほとんどのスパインリーフネットワークには複数の層があります。データセンターのサイズ（接続するサーバー数）によって、ネットワークスイッチング層の数と、スイッチに接続するリーフスイッチの最大数も決まります。多くの場合、最も低いティアはサーバーラック（ToR）の上部にあります。この設計は、低速サーバのアタッチメントが少ないレガシーの小型（低半径）スイッチに最適です。ToRスイッチは、ラック内のサーバー数とほぼ一致します。ラック内のすべてのリンクで、サーバーとToRスイッチ間の短い低コスト接続は、多くの場合、低コストの銅線接続ケーブル（DAC）を使用します。

より高いラディックススイッチに移行するということは、同じ32ポートスイッチを使用しているにもかかわらず、サーバーを接続するために利用できるレーンが2倍（スイッチポートあたり8つ）あることを意味します。これは興味深い機会を提供します。より高いラディックススイッチでは、複数のToRリーフスイッチを1つのティア1リーフスイッチに置き換える設計に移行できるようになりました。この単一のスイッチは、約4つのキャビネットのサーバをサポートできるようになりました。構造化配線は、列末（EoR）または列中（MoR）のいずれかのサーバーリーフスイッチの数を減らして接続します。ToRスイッチの排除は、ホップの削減、アプリケーションのレイテンシーの低減、より安価で効率的な設計を意味します。

図 8：より高いラディックススイッチにより、EoR/MoR設計の効率化を実現

このアプリケーションに最適なソリューションでは、光モジュールあたり8つの接続でラディックスを維持する必要があります。低コストの MM オプティクスと、100 m の OM4 ケーブルで 8 つの 50 Gb サーバー接続に対応する新しい 400GSR8 アプリケーションを使用することで、このオプションのコスト削減が実現します。今後、802.3db規格の開発では、同じMMFインフラストラクチャでレーン速度を100Gbに倍増させることを目標としています¹。これは、高密度のAI/MLポッドに最適です。これは、サーバーネットワーク速度を大幅に向上させる必要がありますが、よりコストのかかるSMオプティクスを必要とするより長いネットワークリンクは必要ありません。

リンクの量

データセンターのリンクボリュームに関する議論は、ネットワークで最も多数の要素であるユビキタスサーバーから始めなければなりません。現在の構成では、サーバーは100G以上で接続されています。これらのアタッチメントのファイバー使用事例には、低コストのマルチモード VCSEL ベースのオプティックスが含まれ、リンクの両端に実装する必要があります。中規模のデータセンターでもサーバー数が膨大であることを考えると、必要なオプティックポートの総数により、このアプリケーションは非常にコストに敏感になります。

しかし、ネットワーク層が上位になると、スイッチのラディックスやその他のアーキテクチャ上の考慮事項に基づいて、ファイバーの数は急速に減少します。さらに、距離はしばしばマルチモードに課される100mの短距離距離制限を超え、シングルモード技術が唯一の実行可能な選択肢となります。

幸いなことに、プラガブル・シングルモード・オプティクスの価格は低下し続けています。その結果、100Gイーサネットはデータセンターのスイッチポート市場においてより多くのシェアを獲得しています。しかし、伝送タイプに関する会話は、プラガブル光学系のコストをはるかに超えている必要があります。また、総チャネルコストの分析、データセンターの予想される成長とその移行ロードマップも含める必要があります。決定を下す前に、以下の問題を考慮してください。

データセンターの容量は物理的な光ファイバーケーブル上に構築されており、可能な限り多くのデータ信号を保存することでデータ伝送の速度と効率を向上させるために、常に新しい光に適応する必要があります。ファイバー配線と接続は、ある程度の信号（物理法則）を失いますが、その性能は向上し続けています。今日、超低損失（ULL）コンポーネントは業界標準の制限を超えるように設計されており、終端処理済みケーブル配線システムを使用した光学アプリケーションの進化をサポートします。“超低損失”とはどういう意味ですか？

これは、終端処理済みシステムが超低損失性能を持つという一般的な主張です。しかし、ULL規格がないと、パフォーマンスをどのように比較できますか？言い換えれば、ULLのパフォーマンスにお金を払っているとしたら、お金の価値があることをどうやって知るのでしょうか？

イーサネットおよびファイバー・チャネル・アプリケーションの帯域幅の進化により、過去数年でチャネル損失バジェットとチャネル長が大幅に削減されました。表 1 は、ケーブル配線チャネルの挿入損失 (IL) 要件が、マルチモードとシングルモードの両方のチャネルでより厳しくなっていることを示しています。従来、終端処理済み MPO トランクおよび MPO/LC カセットの光性能パラメータは、カセットの挿入損失 (IL) およびリターン損失 (RL) の dB 単位 (トランクコネクタを含む) で表されます。現在、市場で最高のパフォーマンスを誇るシステムは、0,35 dB の IL パフォーマンスを主張しています。

表 1：マルチモードおよびシングルモード・チャネルの挿入損失要件

これらの性能数値は、国際規格で指定されたケーブル減衰を使用した100GBase-SR4アプリケーション用に設計された図12に示す構成に基づいています。

図 12：100GBase-SR4 アプリケーションのチャネル構成の標準減衰

SYSTIMAX ULL ソリューションは、優れた光学性能と統計的なアプローチを組み合わせ、Il と RL の両方で真の超低損失性能を保証します。

コムスコープのファイバー性能計算機は、ケーブル配線チャネルの設計や、リンクの最大長を含むアプリケーションの機能の検証に使用できます。

以下の構成は、6 つのカセットが連続している場合でも、チャネル長が標準アプリケーション長を超えていることを示しています (マークされたアプリケーションを参照）。

コムスコープは、サポートされる多くの光学アプリケーションに対する保証により、当社製品の性能を支えています。SYSTIMAX ファイバーパフォーマンス計算ツールの設計ツールとアプリケーションサポートガイドラインは、SYSTIMAX アプリケーション保証に固有のものです。

コムスコープの 25-Year製品およびアプリケーション延長保証 (システム保証) の条件に基づき、SYSTIMAX システム仕様には、指定されたケーブル配線および光学アプリケーションが SYSTIMAX 性能仕様に従って、そこに記載されている性能仕様を満たすことを保証するアプリケーション保証が含まれています。

システム保証および SYSTIMAX 仕様には、システム保証および SYSTIMAX アプリケーション保証の契約条件の詳細が記載されています。現在公開されている25-Yearの延長製品およびアプリケーション保証は、こちらで入手できます。

現在の SYSTIMAX システム仕様およびアプリケーション保証は、SYSTIMAX アプリケーション保証でご覧いただけます。

グリーンフィールド・プロジェクトでは、ネットワークと施設の設計者は、1日目から400G, 800Gさらには1.6Tで地上に着くことができる高速インフラストラクチャを作成するという贅沢さ（および課題）を持っています。では、具体的に何が必要でしょうか。以下は、より高速なインフラストラクチャをゼロから設計する際に考慮すべきトレンドと洞察です。

ポート密度： リーフ・スパイン・スイッチ・アプリケーションの場合、市場はスイッチあたりの最大ラディックス（ポート数）を優先します。最も効率的な設計を実現するために、ネットワークはスイッチファブリックの階層数を最小限に抑えます（平ら）。新しいASICはより多くのI/Oをサポートしますが、速度が増加するにつれて、レーンレートとラディックスの間にトレードオフがあります。しかし、Radix は、特定のサイズのネットワークでスイッチの数を減らす鍵となります。図14に示すように、一般的なハイパースケールデータセンターには約100,000台のサーバーがあります。このサイズのネットワークは、2層のネットワークスイッチのみでサポートできます。これは、部分的には、高速に進化するASICとモジュールによって、より高いラディックススイッチとより高い容量のネットワークが可能になるためです。

図 14：ラディックスが高いほど、スイッチの数を減らすことができます

トランシーバー技術： パート I で説明したように、400G の 2 つの主要なフォームファクターは QSFP-DD と OSFP です。どちらも 1 ラックユニット (1RU) スイッチで最大 32 ポートをサポートし、LC、MPO、SN (OSPF)、CS コネクタに対応します。主な違いは、QSFP-DD が QSFP+ および QSFP28 と後方互換性があるのに対し、OSFP は後方互換性のためにアダプターを必要とすることです。800G 用に設計された OSFP トランシーバーも、より長い保存寿命を持つ可能性があります。スイッチ・ラディックスを維持するためには、各ASIC I/Oをトランシーバを介して個々の光ポートにマッピングする必要があります。ケーブル・インフラは、これらの光ポートをサーバー・リンクにマッピングする必要があります。

ケーブル配線とアーキテクチャ： ケーブル経路は、特にバックボーンネットワークとデータセンター相互接続において、非常に高いファイバー数ケーブルを考慮する必要があります。200 ミクロンやロール可能なリボンファイバーなど、設置面積の少ない新しいケーブル設計を活用することで、ケーブル配線や曲げ半径の問題を最小限に抑えることができます。規模にかかわらず、グリーンフィールドデータセンターはクラウドアーキテクチャに備える必要があります。これには、リーフスパインアーキテクチャを使用したサーバー間通信のための最適化された直接パスが含まれます。この設計により、データセンター内の物理的な場所に関係なく、あらゆるコンピューティングとストレージデバイスのアプリケーションが予測可能でスケーラブルな方法で連携できます。このファブリックには固有の冗長性があります。複数のスイッチングリソースがデータセンター全体に分散されているため、アプリケーションの可用性が向上します。ファブリックの総帯域幅は、エッジポートの数にエッジポートの速度を掛けるか、またはスパインポートの数にスパインポートの速度を掛けることで計算できます。オーバーサブスクリプションがない場合、この2つの数字は同じになります。

既存の設置の多くは、8 芯、12 芯、または 24 芯サブユニット MPO トランクを使用して、低損失または超低損失として設計されました。ただし、400G および 800G アプリケーションは、トランシーバへの 16 本のファイバーを使用して最適化されています。16 ファイバーベースの設計により、グリーンフィールド・アプリケーションの移行とブレークアウトが簡素化されますが、8、12、または 24 ファイバー・サブユニット・トランクで構築された既存のインストールでも、より高速なオクタル・アプリケーションをサポートできます。

どの構成が最も理にかなっているかを決定する際に考慮すべきことは次のとおりです。チャネル損失性能、エンドポイント間のファイバー数、ファイバータイプ（SM、OM4, OM5）、極性、MPO トランクケーブル長、性別。

ILおよびRLを含むチャネル性能は、SMおよびMMアプリケーション要件を満たすために、ハンドヘルドテスト機器を使用してテストおよび文書化する必要があります。SYSTIMAX ファイバーパフォーマンス計算機のようなコムスコープのアプリケーションは、チャンネルパフォーマンスを出発点として検証するために実行できます。

1990 年代から 12 ファイバー・サブユニット・トランク・ケーブルが利用できるようになりました。当時はデュプレックスアプリケーションに効果的でした。業界が MPO コネクターを備えたデュプレックスからマルチペア・アプリケーションに移行するにつれ、8、24、（最近では）16 ファイバー・サブユニットが追加されました。新しいオクタル・アプリケーションのサポートにはエンドポイント間のファイバー・カウントが十分必要であるため、これらは歓迎すべき追加事項です。データセンターは、場所間のチャネルの総ファイバー数によって移行が可能になると仮定して、既存のケーブル配線を活用して新しい需要を満たすことができます。ロケーション間のファイバー数が 16 芯または 8 芯のグループと一致している場合は、ブレイクアウト・アレイ・ケーブルを使用してネットワーク・ポートへの移行を行うことができます。

例として、前面インターフェースとして LC デュプレックスポートを持つパネル間のトランクケーブルで 144 本のファイバーで構成される検証済みチャネルは、MPO16 への 8 つのデュプレックス LC コネクターのアレイケーブルを使用してトランシーバに終端できます（図 15）。144 ファイバーチャネルは、1 RU でこれらのアレイケーブルのうち最大 9 本をサポートできます。これらのファイバー・チャネルを管理するその他のアレイ・オプションも接続を可能にします。同様に、16 ファイバーポートは、遠端の二重サーバーポートに分割できます。

図 15：従来のチャネルを介して接続された16ファイバー・スイッチ・ポート

一例として、図16は、LC二重ポートを前面インターフェースとして、パネル間のトランクケーブル内の144本のファイバーからなる検証済みチャネルを示す。

図 16：デュプレックス・サーバー・ポートに分割された 16 芯スイッチ・ポート

また、400Gまたは100800Gの8レーンを250Gまたは400G展開用の2 x 4レーンアプリケーションに分割する4200Gおよび800Gアプリケーションもあります。 100G 400Gこれらのアプリケーションでは、図 2 に示すように、レガシー MPO8 トランクの接続に MPO16 ～ 2x MPO8 アレイアセンブリを使用できます17。

図 17：2x MPO8-to-MPO16 アレイ

変換アセンブリが既存のファイバーを完全に利用できるようにするもう 1 つの方法は、インライン・アダプター・パックへのトランク・ケーブルの終端処理です。これは既存のファイバーを利用するのに効率的ですが、ケーブル管理の課題となる可能性があります。正しく実装されていない場合、ブレークアウトの長さとポート位置は容量を撚り合わせることができます。ポートがローカライズされ、ラックまたはキャビネット内に配置され、フル活用できるようにする。  

ピン付きおよびピンなしの接続に関する注意： MPO ベースのトランシーバには内部アライメント・ピンがあるため、接続機器またはパッチ・ケーブルは機器側でピン留めしないでください。MPO 変換ケーブルを使用する場合は、アダプターを使用してケーブルの反対側の端をトランクケーブルに接続します。トランクケーブル接続もピン留めされている場合、変換ケーブルはピン留めされていないものからピン留めされていないものでなければなりません。トランクケーブルがピン留めされていない場合は、機器ケーブルの嵌合端をピン留めする必要があります。技術者は、ピン留めされたコードによる光学系の損傷を避けるために、適切な端部が各側に接続されていることを確認する必要があります。

極性について一言： 業界は、デュプレックスとマルチファイバー接続のシンプルさのためにメソッドB極性に移行していますが、他のレガシー極性スキームは依然としてデータセンターに展開されています。設置されたチャネルの性能とファイバー数がアプリケーションのニーズを満たしている場合、カスタマイズされたトランジションケーブルを使用して高速トランシーバに接続できます。

802.3bs

IEEEは、400Gアプリケーションを可能にするいくつかの新しい規格を導入しました。新しい変調方式であるPAM4を導入するという重要な決定がなされました。PAM4 は、従来の NRZ 変調で実用的であったよりも高速に電気および光学レーンを前進させます。PAM4は、レーンレートの25Gから50Gと、レーン数を4から8に倍増させます。その結果、400G光トランシーバーが標準化されました。

802.3cm

MMF 上で 400G に対応するこの規格では、4 ペア (400GBASE-SR4.2) と 8 ペア (400GBASE-SR8) のサポートが導入されました。どちらのアプリケーションも VCSEL を使用しています。VCSEL は、SMF の代替製品と比較して、低コストと電力設計を維持しながら、より高い帯域幅を提供し続けます。SR4.2とSR8はどちらも、大容量の高速サーバーリンク用に設計された100mの短距離MMFトランシーバを使用しています。これは、速度が上がるにつれて銅ケーブルが短くなる必要があります。同時に、より高いラディックス機能は、TORスイッチを排除することによってネットワーク層を崩壊させるのに役立ちます。低コストのMMFオプティック・サーバー接続は、この設計をサポートし、コストを節約します。

802.3ck（ドラフト）

PAM4の導入により、高速をサポートする次のステップは、電気信号と光信号のレーンレートを100Gに増加させることです。これは、保留中の 802.3ck 規格の焦点です。完了すると、この規格は400Gアプリケーションのビット当たりのコストにプラスの影響を与え、800Gモジュールを有効にします（800G MACレートはIEEE Beyond 400G研究グループを介して提案されています）。この基準は完了に近づいており、2022で完了する必要があります。

802.3cu について

802.3cu は 100G および 400G モジュール（現在は 100G レーンに基づく）を導入し、DR、FR、LR、ER オプションを追加しす。400GBASE-FR4 は、2 km の距離 (F) の 2 本のファイバーを使用して、4 波長にわたって 100G の 4 本のレーンを定義します。タスクフォースは10kmの距離（LR4の場合）で合意できず、最大6kmの距離で合意しました。したがって、新しい命名法（400GBASE-LR4-6）が作られ、6は6km、Lは10kmの距離を意味する。

802.3cu 規格は 802.3ck 規格より前に完成しましたが、長期ビューでは 100G 光レーンに一致する 100G 電気レーンが見えます。これにより、25G および 50G 規格に必要なギアボックスレートのマッチングの必要性が減ります。共通の光インターフェイスは、将来的に100Gに統合され、いくつかのASIC世代にわたって後方互換性を促進することが期待されています。

802.3db（案）：

執筆時点で、802.3dbタスクフォースは、802.3cmのMMF実装を追加し続けています。これらの新しい実装により、レーン数は 8 で 100G に増加し、100 m の OM4 で 400G と 800G のステージが設定されます。MMF サーバー接続が最重要事項です。これらの接続の量が多いことを考えると、光学系のコストは重要です。Tier 1（リーフ）リンクへの多くのサーバーが列に並んでいて非常に短いため、802.3dbは50m未満のアプリケーションを最適化しようとしています。命名法にVRを追加すると50mのリーチが識別され、SRは100mのリーチを引き続き示します。予想されるアプリケーションには、8 本のファイバーを使用する 400GBASE-SR4 が含まれ、ASIC I/O 容量に合わせて QSFP-DD オプティックスは 8 レーンに残ります。したがって、2X400G SR4 には 16 ファイバーの実装が使用されます。800Gの容量も用意されています。しかし、現時点では IEEE 800G MAC がないため、この規格は 800GBASE-SR8 には対応していません。

100G I/O の倍増スイッチ・ポート速度により、同じ 400G ケーブル配線戦略とより高い帯域幅の MMF は、800G モジュールへの移行をサポートできます。800G Pluggable MSA は、8100G800G 電気レーンの導入を活用しています。エンジニアは、2x400、4x200、8x100などのブレイクアウトオプションのサポートを追加するために迅速に移行していますが、現時点では800G MACを必要とするアプリケーションは限られています。

IEEEは、より高いイーサネット・レートの次の高水準への移行を支援する研究グループを立ち上げました。800Gは確かに地図上にあり、1.6T以上のものへの道も探検されています。作業が始まると、多くの新しい目標が導入されます。この調査グループには、ネットワーク・エコシステムに必要な規格をみる最大のネットワーク事業者など、幅広い業界が参加しています。

これらの基準は、1.6Tに達するための新しいモジュール戦略の開発に使用される可能性が非常に高いです。Optical Internetworking Forum (OIF) は現在、スイッチング ASIC の横に \"パッケージ化\" するように最適化されたトランシーバーの小型バージョンである 3.2T Optic Engine に取り組んでいます。

業界のマルチソース契約（MSA）コンソーシアムは、新しいまたは新しいネットワーク技術の開発と採用を加速するための継続的な努力に関与しています。800G 実装の追加など、MSA の取り組みにより、業界標準の完成前に新しい技術が開発される場合があります。

800GプラガブルMSA

2019年9月では、800GプラガブルMSAが形成された。IEEE は 100G VCSEL で現在も作業を続けているため、MSA は、一般的な 8x100G SR MMF オプションを低コストでシングルモードに置き換えることを選択しました。目標は、データセンターが低コストのサーバーアプリケーションをサポートできるようにする、早期市場、低コストの800G SR8ソリューションを提供することです。800Gプラガブルは、スイッチ・ラディックスの増加とラックごとのサーバー数の減少をサポートします。

図 18：8x100、2x400 GbE モジュール

400G BiDi MSA

2018年7月 では、400G を介した 100 m 双方向伝送のための相互運用可能な 400G 光トランシーバの採用を促進するために、400G BiDi MSA が結成されました。 2019年9月 では、MSA は 100 m の MMF を超える 400G 光インターフェイスの 400G-BD4.2 仕様のリリース 1.0 を発表しました。 400Gこの仕様は、イーサネット・アプリケーションに 100G BiDi を活用し、広く導入されているパラレル MMF ケーブル配線インフラと互換性があります。400G-BD4.2は、スイッチ間の最新のデータセンターにおける重要な大量リーチを含む、ショートリーチアプリケーションに対応します。これらは重要な前進ステップですが、IEEE 802.3cm規格を超える技術の進歩はありません。

図 19：400G MMF バイダイおよび SMF

100G ラムダ MSA

2020年10月 では、100G Lambda MSA Group が、PAM4 対応の波長あたり最大 3 km の 100G 伝送をサポートする 2 ギガビット・イーサネット仕様を発表しました。 400 PAM4-enabled, 100G-per-wavelength 10 400G-LR4-10規格は、最大10kmのデュプレックス・シングルモード・リンク用です。100G PAM4-modulated光信号の4波長の多重化に依存しています。特に、さまざまなフォームファクターの光トランシーバーのマルチベンダー相互運用性を保証します。現在、100G Lambda MSAグループは、10kmを超える範囲の仕様に対応しています。

図 20：シングルラムダ PAM4 QSFP

OSFP MSA

OSFP MSAは、高速ネットワーキングアプリケーション向けの次世代の前方互換性プラガブルモジュールフォームファクターの定義に焦点を当てるために 2016年11月で作成されました。 2021年5月 では、800G OSFP モジュールの OSFP 4.0 仕様をリリースしました。OSFP モジュールは当初から 800G をサポートするように設計されていましたが、OSFP 4.0 仕様はデュアル LC、デュアル Mini-LC、デュアル MPO、オクタル SN/MDC ファイバー・コネクター・オプションを備えたデュアル 400G およびオクタル 100G ブレークアウト・モジュールのサポートを追加します。

図 21：OSFP-LS モジュール

QSFP-DD MSA

2021年5月 では、QSFP-DD MSA グループは QSFP-DD/QSFP-DD800/QSFP112 ハードウェア仕様のリビジョン 6.0 をリリースしました。リビジョンは QSFP-DD を更新し、QSFP-DD800 と QSFP112 を導入します。その他の変更点としては、100G 電気ホストインターフェイスのサポート、QSFP-DD800 および QSFP112 の機械的定義とボード定義の追加などがあります。また、QSFP112 の電気および管理タイミングを追加し、25 ワットのより高いモジュール電力定格をサポートします。

図 22：QSFP-DD トランシーバ

多くの大規模なデータセンター事業者は、非常に困難な実装スケジュールを設定する一方で、ネットワーク効率を高める必要性を迫られています。権力の問題は業界を席巻し続け、あらゆる決定に影響を与えている。エネルギー消費は、ネットワークがデータセンターのアプリケーションに課す重税であり、将来のネットワーク速度を考慮すると、より重くなります。リンク容量を増やすことは、効率を改善するために使用される重要なツールですが、もちろん、これを行う技術は継続的に進化する必要があります。図 23 は、速度の移行に伴い予想されるコストと電力の改善を示しています。

図 23：速度が速ければ、必要なリンク数が減少し、データセンターネットワークのビット当たりの電力が減ります。

コパッケージ光学系（CPO）は、電力要件を数ピコジュールに下げ、光IO速度を3.2T向上させる絶好の機会です。そこにたどり着くということは、困難な技術的課題を解決し、ネットワークサプライチェーンとその運用方法を再考することです。万が一、万が一万が一、2025年には市販のCPOが見られるようになり、そうでなければ、そのタイムラインが延期される可能性があります。

図 24：QSFP-XD 16 レーン、レーンあたり 100G

一方、CPO を必要とせずに、これらのネットワーク速度を満たすためにプラガブルモジュールが進化するのを見るパスがあります。OFC '21でのAndy Bechtolsheimのプレゼンテーションは、新しいOSFP-XD MSAの導入により、CPOとプラガブル間の競争のステージを設定しました。800G OSFP モジュール仕様に基づいて、OSFP-XD MSA はレーン数を 8 から 16 に倍増します。これらのレーンは100Gで動作し、1.6Tのモジュール容量を提供します。ASIC-to-moduleの電気的課題は、既知の技術で解決できると考えられています。出力推定は≈10pJであり、1.6T世代の目標範囲内に収まる。CPOと比較して、市場投入までの時間はより早く、リスクはより低くなります。

図 25：OSFP MSA は、2 16電気 I/O と 200G/レーン機能を備えた次世代仕様 \"OSFP-XD\" または追加の密度を導入しました。

図 26 に示すように、3.2T に到達するには、200G の電気/光レーン (16 * 200G) が必要になる可能性が高くなります。レーンレートが増加しない場合、平行ファイバーまたは波長の数は2倍にする必要があり、これらのオプションの両方は望ましくない（おそらく実現不可能）。

電気車線率を上げるのは難しい作業だと考える。IEEE802.3ckタスクフォースは、 2019年5月以来、この100G電気規格に取り組んでおり、現在は2022年後半に作業を完了する予定です。新しい IEEE プロジェクトでは、200G 電気シグナリングなどの次のステップが実施されます。この作業は非常に困難であり、現在の推定では、この技術は2025で準備できる可能性があることを示唆しています。

プラグ可能なモジュールや CPO などの初期パスに関係なく、200G の電気 I/O は必要なステップのようです。CPOの提唱者は、アーキテクチャの利点を考えると、200Gへの道を自然な次のステップと見なしています。しかし、モジュールアプローチを支持する人は、OSFP-XDを200Gと互換性を持つように拡張できると考えています。彼らの見解では、ノード数の減少は、シリコンの進歩が電力要件を減少させるので、全体的な目的を満たすことを可能にします。

一見すると、貴社のために競合するインフラストラクチャー・パートナーたちは、かなり多数出てきているようです。貴社にファイバーと接続を販売したいと考えているプロバイダーが数多くあります。しかし、貴社ネットワークを長期的に成功させるために何が重要かをよく見て考え始めると、その選択肢は狭まり始めます。ネットワークの進化を促進するには、ファイバーや接続性以上のものが必要だからです。これがコムスコープが必要とされる所以です。