100ギガビット・イーサネット

100ギガビット・イーサネット（100 gigabit Ethernet、100GbE）は、イーサネットのうち、100Gbpsの通信速度を持つネットワーク規格の総称。
100Gbps通信の技術提案に至る過程において、25Gbps・40Gbps・50Gbpsの各通信速度を持つプロトコルも並行して策定されており、いくつかの規格は異なる通信速度を同一の規格名称で標準化しているため、これらについても本項で記載する。
歴史.
2006年7月18日、IEEE 802.3全体会議で高速イーサネットのスタディグループ(HSSG)への参加が呼びかけられ、9月に初回会合を行った。2007年6月、業界団体「Road to 100G Alliance」が結成され、IEEEやITU-Tと連携して技術提案を行う。
2007年12月5日、40/100ギガビットイーサネットのプロジェクトがP802.3baとして設置され、2008年1月に活動開始。IEEE 802.3で2つの異なる通信速度が単一の規格中に規定されるのはこれが初めてであるが、これはLAN用途の40Gbpsの要求とWAN用途の100Gbpsの要求を併せ持つためのものである。この標準化では10GBASE-Rの符号化方式を流用した物理層仕様を採用し、それらを並列接続した40GBASE-SR4/LR4(4レーン接続)・100GBASE-SR10/CR10(10レーン接続)や、WDMで4波長に多重化した100GBASE-LR4/ER4などの名称でまとめられ、2010年6月17日にIEEE 802.3baとして規格承認された。
2010年1月にシングルモードファイバー(SMF)上を40Gbpsでシリアル動作させるためのPMD仕様を検討するスタディグループが発足し、2010年3月25日にプロジェクト設置。2011年3月にIEEE 802.3bgとして規格承認され、40GBASE-FRと名付けられた。
2011年9月10日、100Gbps動作する4レーン接続の基板配線およびTwinaxケーブル接続のプロジェクトを設置。従来の10レーン接続から2.5倍の通信レートを持たせる物理層(PHY)仕様が追加された。2014年6月12日にIEEE 802.3bjとして規格承認され、100GBASE-KR4/KP4/CR4の名称で標準化された。また、40/100Gbps環境下におけるEnergy Efficient Ethernet (EEE)も規定されている。
2013年5月10日、光ファイバー上の40/100Gbps動作の補完プロジェクトを設置。4レーン接続を用いて100Gbps動作する物理層の仕様について、特にマルチモードファイバー(MMF)での接続を100GBASE-SR4の名称で追加した。また、40/100Gbpsの光ファイバーにおけるEEEの規定や、SMFにおける40Gbps長距離動作用の物理層仕様として40GBASE-ER4を追加した。これらは2015年2月16日に IEEE 802.3bm として規格承認された。
同じく2013年5月10日に、ツイストペアケーブルで25/40Gイーサネットを実現するプロジェクトも設置承認され、2016年6月にIEEE 802.3bqとして25/40GBASE-Tの名称で規格承認された
2014年7月、業界団体「25G Ethernet Consortium」(現・Ethernet Technology Consortium) がアリスタネットワークス・ブロードコム・グーグル・・マイクロソフトの5社によって結成され、2015年9月に25G/50Gイーサネットの仕様ドラフトを公開し、これを元にした製品化やIEEEへの標準化促進が行われた。
2014年11月、1レーンで25Gbps動作する物理層仕様のプロジェクト開始。IEEE 802.3bjの4レーン接続の技術を流用し、2016年6月にIEEE 802.3by、2017年12月にIEEE 802.3cc としてそれぞれ規格承認され、25GBASE-CR/SR/LR/ERなどの名称で仕様がまとめられた。
2016年5月12日、1レーンで50Gbps動作する物理層仕様のプロジェクト開始。1レーン動作として50GBASE-SR/CR/FR/LR/ER、2レーン動作として100GBASE-SR2/CR2、4レーン動作として200GBASE-CR4/KR4/SR4の名称でまとめられた。さらに、1レーンでの倍速動作が急遽実現化されたため 100GBASE-DRとして提案している。これらは2018年12月5日にIEEE 802.3cdとして規格承認された。
2018年以降、1レーンで100Gbps動作する物理層仕様を前提に、SMFでの中距離通信(P802.3cu)やMMFでの通信(P802.3db)の実現化を目論んだプロジェクトが進行している。
物理層の実装.
符号化.
100ギガビット・イーサネットではの符号化方式としていくつかの方法が提案されている。その多くは10G・25G・50Gなど低いデータレートの通信路（レーン）に伝送し、それを並列に複数束ねることで全体で100Gbpsを実現している。レーン性能向上に伴い、各方式は以下のように世代として区分されている。
トランシーバ.
100ギガビット・イーサネットのサポートするさまざまな物理層媒体において、PMA・PMD副層の機能の一部は、一般に挿抜可能なモジュールによって実装される。代表的なモジュールを以下に挙げる。これらには公的な標準化はないが、マルチソースアグリーメント(MSA)に準拠している。
多くの実装ではこれらを挿し替えることで複数の物理層媒体をサポートすることが可能となっている。また、モジュール同士のケーブル接続の組み合わせによって、レーン接続された100GbEと、複数の10GbEや25GbEとを相互接続（ブレイクアウト）できるものもある。
規格一覧.
2022年現在までにIEEE 802.3で標準化が策定されている100ギガビット・イーサネットの関連規格について媒体ごとに概説する。
光ファイバーケーブル.
光ファイバーケーブルによる100ギガビット・イーサネットでは、短距離用にマルチモードファイバー(OM3, OM4)を、長距離用にシングルモードファイバー(OS1, OS2)を主に用いることが規定されている。規格名称は、距離長が長くなるごとに -VR, -SR, -DR, -FR, -LR, -ER, -ZR として表現し、レーンを束ねている場合はその末尾にレーン数(10, 4, 2, 1)を付加する。
ダイレクトアタッチケーブル.
データセンター内サーバなどの100ギガビット・イーサネットLAN短距離接続として、Twinaxケーブルを用いた接続が規定されている。
バックプレーンイーサネット.
IEEE 802.3apで定義された1000BASE-KX・10GBASE-KRと同様に、1メートルの基板上配線で100ギガビット・イーサネットを使用するための物理層仕様が標準化されている。
チップ間インタフェイス.
10ギガビット・イーサネットで定義されたXAUIと同様に、100ギガビット・イーサネットでもPCS・PMD間接続インタフェイスとして以下のものが規定されている。
ツイストペアケーブル.
ツイストペアケーブルを用いた25/40Gbpsのイーサネットでは、上記の符号化方式とは異なる系統のものが採用されている。この方式は、10GBASE-Tや後発の2.5G/5GBASE-Tと同じ内容を一部共有している。