光モジュール入門

最近はGPUの発達により、400Gはおろか、800Gや1.6Tの光モジュールが発表されています！
しかし、一般的に使われているのはLANケーブルがほとんどで、普段は意識することはないでしょう。※家庭用の光通信終端装置(ONU)に光ケーブルが刺さっている場合もあります。

改めて、光通信の基本となる光モジュールについて調べましたのでまとめました。

# 光モジュールとは？通信速度との関係は？
**光モジュールはルータなどの装置に対して脱着可能かつ光ファイバーで通信が行うことができる機械のこと**を指しております。
下のSFP+と書いてあるところに対応する光モジュールを指すことで光ファイバーケーブルをさせるようになり、通信が可能となります。
では通信速度との関係についてなのですが、
**光モジュールは形を表しているが、対応している通信速度によって呼ばれ方が変わります**。
例：QSFP+とQSFP28はモジュールの幅等の規格は同じだが対応する通信速度が違う。

![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/b8918650-51e0-087b-7dd7-52066e972235.png)

# 光モジュールの種類
光モジュールには複数種類があり、それぞれ特徴があります！

### 前提知識：LCとSCの違い
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/07829b12-d831-7624-c997-31da46097926.png)



## GBIC(Gigabit Interface Converter)
サイズはSFP2本分で、SFPはLCコネクタを指しますが、GBICはSCコネクタが刺さります。
収容効率、消費電力、価格面などの問題からほとんど使用されてない。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/cd365f3a-2069-3566-e0bd-863e3e09c4f4.png)

## SFP(Small Form factor pluggable)
GBICより後に発表され、よりコンパクトになった結果LCコネクタが刺さるようになりました。基本的には1G～10Gの光通信で用いられる。非公式団体であるXFP MSA（Multi-Source Agreement - メーカー間合意規格）によって開発された。MSAは事実上の標準団体になってるみたい。
<img width="200" src="https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/9b52a9e1-804d-4d6f-521b-a3b794dd3b6c.png">
[FS.com](https://www.fs.com/jp/products/11774.html?now_cid=81)

## XFP（10-gigabit Form factor Pluggable)
SFPより幅が広く、10Gの光通信に対応している。非公式団体であるXFP MSAによって開発。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/59379f57-f0ec-3396-83c7-5e51c8e70598.png)
[(画像引用：FS.com)](https://community.fs.com/article/can-we-connect-xfp-and-sfp.html)

## CFP(C Form factor pluggable)
CFPのCはラテン語で百を表すらしく、100Gの通信のために開発されました。基本的には100Gで使われますが、40GのCFPモジュールもあります。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/883ab6cd-07a7-881b-ed06-a003bd72651f.png)
[画像引用元：FS.com](https://community.fs.com/jp/article/100g-cfp-vs-qsfp28-when-to-use-each.html)

## QSFP(Suad Small Form factor Pluggbble)
名前の通り、4つのチャンネルにSFPの信号を同時に伝送できる。SFP×4レーンで4Gbpsの通信ができる。現在は使われておらず、SFP+である10Gを4つに束ねたQSFP+(40Gbps)以上で使われる。現在は800Gまで通信が可能になってきている。
![image.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/613684/f1403331-b330-f7e9-faa9-25d01210b1f7.png)
[画像引用元](https://www.optcore.net/ja/article018/)
※画像の左二つがQSFP

## OSFP(Octal Small Form Factor Pluggable)
QSFPよりさらに一回り大きくなった光モジュール。QSFPでは対応できなかったが、一回り大きくすることで、より大容量化し、排熱機能も上昇。その結果1.6Tbpsのモジュールまで発表されてます！

# 通信速度一覧
今までは光モジュールの種類について紹介しましたが、それはあくまで形の話です。
これからは光モジュールと通信速度を表でまとめますのでご覧ください。


|光モジュール|通信速度[bps]|1レーン当たり速度|電気レーン数|
|:--:|:--:|:--:|:--:|
|SFP|1G|1G|1|
|SFP+|10G|10G|1|
|XFP|10G|10G|1|
|SFP28|25G|28G|1|
|SFP56|50G|56G|1|
|QSFP+|40G|10G|4|
|QSFP28|100G|28G|4|
|SFP-DD|100G|56G|2|
|QSFP56|200G|56G|4|
|QSFP-DD|400G|56G|8|
|OSFP-800G-DR4|800G|200G|4|
|OSFP-1.6T-DR8|1.6T|200G|8|



# 光モジュール・ケーブルを選定するうえで考慮するべきこと
- 通信速度
- 光モジュールの種類
- 通信距離
- 光ファイバー
- 光コネクタ
- (光レベル)←光モジュールによって規格値があり規格値外だと壊れる可能性あり

#### 例 ラック内のサーバとSWを40Gでリンクアップさせたい！
- 通信速度：40G
- 光モジュールの種類：QSFP+
- 通信距離：3m
- 光ファイバー：短距離のためMMF(Mulit Mode Fiber)のOM3以上
- 光コネクタ：LC

#### 例 100Gでの拠点間(50km)を結びたい
- 通信速度：100G
- 光モジュールの種類：QSFP28
- 通信距離：50km→ZR(光ファイバーの線路損失も含めて80km)
- 光ファイバー：SMF(Single Mode Fiber)
- 光コネクタ：LC

#### 例　1芯光ファイバーを使って都内(10km)を結びたい
- 通信速度：10G
- 光モジュール：SFP+ BiDi
- 通信距離：10km→LR 
- 光ファイバー：SMF
- 光コネクタ：LC or SC



## 参考サイト
https://www.optcore.net/ja/gbic-vs-sfp-vs-mini-gbic/

https://community.fs.com/jp/article/gbic-vs-sfp-vs-mini-gbic-what-is-the-difference.html

https://www.gigalight.com/downloads/standards/INF-8077i.pdf

https://www.optcore.net/ja/article018/