SFPモジュールとは？究極のガイド

イーサネットスイッチをご存じの方なら、SFPモジュールをご存じでしょう。実際、最近の光ファイバーネットワークでは、ほとんどどこでも目にすることができます。しかし、それは正確には何でしょうか？

この記事は、この製品への完全なガイドです。その定義、動作原理、分類されたタイプ、そしてアプリケーションをカバーします。

それでは、行ってみましょう。

目次

SFPモジュールとは何ですか？

SFPモジュールとは、ネットワークスイッチなどのSFPポートに装着するスモールフォームファクタープラガブル光トランシーバーのことです。ミニGBIC（ギガビットインターフェースコンバーター）やSFPトランシーバーとも呼ばれることもあります。 

一般的なSFPファイバーモジュールは、ケージ、PCBA、チップ、TOSA+ROSA（BiDiトランシーバーの場合はBOSAの場合もあり）で構成されています。下の写真をご覧ください。

図1：SFPモジュール上面図と背面図

SFP は GBIC や SFF よりも遅れて登場したが、市場での比率は非常に高く、現在も成長を続けている。さらに、この2つのタイプは急速に置き換わってきています。最も重要な影響要因は、以下の通りであると考える。

  • ホットプラグ対応：スイッチを再起動することなく、プラグインとプラグアウトが可能
  • コンパクトサイズ：高いポート密度でより多くの帯域幅を実現
  • スマートリアルタイムモニター：強化されたDDM（DOM）機能で簡単操作

基本的なことを理解するために、SFP MSAについて簡単に紹介します。これは、スモールフォームファクター・マルチソース・アグリーメントの略で、INF-8074i、SFF-8431、SFF-8472を含むSFPモジュールの重要なMSAである。そして、この協定は、機械的寸法、電子/光学インターフェース、および診断モニタリング・インターフェースを定義しています。

なぜSFPモジュールが重要なのか？  

光モジュールがないスイッチを想像してみてください。どうやって高速化を実現するのでしょうか？答えは、銅線ケーブルによるものかもしれません。しかし、太さやコスト、短距離の制限から実行不可能です。

そこで活躍するのが、SFPモジュールです。スイッチのポートにトランシーバーを挿入することで、他のスイッチと数十キロから数百キロのブリッジ通信が可能になるのです。

例えば、1G SFP SXの場合、マルチモードOM2ファイバーで最大距離550mに達します。一方、1G SFP LXモジュールでは、シングルモードファイバで最大20kmの距離を実現できます。 

SFPモジュールは何種類あるのですか？

SFPモジュールは非常に多く販売されているため、通常、多くの人がさまざまな分類を知る必要があります。そのため、正しいトランシーバーを選択することが難しくなっています。

次に、さまざまな規格に基づいた分類を試みます。

SFPモジュール速度別

  • 100BASE SFP: 通常、100Mbpsと155Mbpsの速度を表し、高速イーサネット、SDH/SONET &ATMで広く使用されている。ほとんどの装置で1G以上の速度にアップグレードされている。
  • 622M SFP: SDH/SONET機器に特化したタイプ。このタイプを提供しているメーカーは少ない
  • 1000BASE SFP: 1GやGigabitとも呼ばれ、データ通信で最も普及しているトランシーバーで、サプライヤーの選択肢も多い。
  • 2G SFP: 2Gファイバーチャネルと2.5Gスピードを含み、2x FC SANスイッチとSDH/SONETデバイスに適しています。
  • 3G SFP: 2.97Gと3.07Gの速度を含み、ビデオ伝送、CPRI (Common Public Radio Interface)、OBSAI (Open Base Station Architecture Initiative)に適している。
  • 4G SFP: 4.25Gの特定速度、4x FC SANスイッチに最適。
  • 8G SFP: 8.5Gの固有速度、8x FC SANスイッチに最適。

SFPメディアタイプ別

  • 銅線 ネットワークケーブルやDACケーブルなど、従来の銅線ケーブルで信号を伝送する。
  • マルチモードファイバー（MMF）。OM1、OM2、OM3、OM4、OM5の各ケーブルをサポート。ファイバーグレードが高いほど、より優れたパフォーマンスを発揮します。
  • シングルモード・ファイバー（SMF）。9/125シングルモードファイバケーブルに適し、最大のリンク距離を提供します。

SFPモジュール距離別

  • T：100BASE-T, 1000BASE-T, 2.5GBASE-T, 5GBASE-Tを含み、Cat5ケーブルで100mの距離を実現。
  • SX：ショートリーチの略。IEEE 802.3zで定義されており、1000base-SXはマルチモードファイバで550m到達する。
  • LX：extended reachの略。IEEE 802.3z で定義されており、1000BASE-LX はシングルモードファイバで 10km に到達します。
  • EX：エクステンデッドリーチの略。IEEE 802.3zで定義されている。1000BASE-EX はシングルモードファイバで 40km に到達する。
  • ZX：Extended Leach の略。IEEE 802.3z で定義されており，1000BASE-ZX はシングルモードファイバで 70km（または 80km）到達可能です。

用途別

  • 通常のSFP: 最も一般的な二重ファイバーによるトランシーバー。
  • CWDM SFP: CWDM伝送をサポートし、1本のファイバーで帯域幅を向上させます。
  • DWDM SFP: DWDM伝送をサポートし、ファイバー配線を節約しながら帯域幅を最大化する。
  • BiDi SFP: シンプレックス・ファイバーで送受信を行う双方向トランシーバー。           
  • SDH/SONET SFP: 主に155Mbps、622Mbps、2.5Gbpsの速度をカバーし、SDH/SONETプラットフォームに最適です。
  • Fiber Channel SFP: 1G、2G、4G、8Gの速度をカバーし、主にストレージネットワークで使用されます。
  • Video SFP: HD-SDI/3G-SDI/6G-SDI/12G-SDIをサポートし、ビデオ伝送市場にフォーカスしています。
  • PON SFP:  GPONとEPONを含む、Passive Optical Networkingの規格で、主にFTTXアプリケーションに使用されます。
  • SFPケーブル: 両端にSFPコネクタを持つ直付けケーブルで、極短距離用の低コストなソリューション。
LC vs SC vs RJ45 SFP module
図2：LC二重対SC一重対RJ45 SFPモジュール（左から右へ）

コネクタータイプ別

  • LC SFP: LCはほとんどのSFPトランシーバーでデフォルトのコネクターです。
  • SC SFP：一部のBiDiトランシーバーは、SCコネクターを組み立てますが、非常に小さな出荷を共有しています。
  • RJ45 SFP：このトランシーバーは、ネットワークケーブルを挿入できるように、RJ45メスコネクターを備えています。

動作温度別

  • 商用グレード：0～70℃の温度をサポートする典型的なトランシーバーです。通常、価格とコスト比が最も優れており、データセンターや企業のような標準的な室内環境に適しています。
  • 工業用グレード：-40〜85℃の温度をサポートする硬化トランシーバーです。屋外環境にある産業用スイッチに適しています。ただし、かなり高い価格で提供される。
  • 拡張レベル：こちらは標準タイプではありません。それは-10~85℃の温度を扱うことができます。

実は、これ以外にもさまざまな分類方法があります。しかし、最も一般的な方法は、データスピードとアプリケーションで分類する方法です。 

重要なのは、同じトランシーバーでも、もしかしたらさまざまなタイプで、異なる分類のされ方をしているかもしれないことです。例えば、互換性のあるCisco GLC-TEは、1G、Copper、T、RJ45、産業用トランシーバーなど、複数のチャートに分類されることになる。

ネットワークに適したSFPモジュールの選び方とは？

私たちは、1400人以上のお客様が適切なトランシーバーを迅速に選択するお手伝いをしています。ここでは、その重要なヒントをご紹介します。

  1. お使いのスイッチ（または他のネットワーク機器）のポートサポート速度を確認し、正しいSFPをマッチングさせる。
  2. 既存のネットワークケーブルの種類を把握する。マルチモードファイバーの配線がある場合は、マルチモードSFPを選択します。シングルモードファイバーケーブルを使用している場合は、シングルモードトランシーバーが唯一の選択肢となります。
  3. 目標とするリンク距離とリンクバジェットを把握する。しかし、あなたが期待するよりも長い伝送距離をサポートするSFPを選択することを忘れないでください。そうしないと、光ファイバーケーブルの品質が悪かったり、端面が汚れていたりすると、リンクに障害が発生する可能性があります。
  4. 動作温度を考慮する。一般的な屋内環境では、商用グレードのトランシーバーを使用すれば十分です。厳しい屋外のアプリケーションでは、産業用トランシーバを使用する必要があります。
  5. 注文する前に、供給者に互換性を確認することを忘れないでください。スイッチは互換性のないトランシーバを認識することができないため、あなたのお金と貴重な時間を無駄にします。だから、常に実績のある互換性のあるトランシーバを選択します。

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よくある質問

SFPとGBICモジュールはどう違うのですか？ 

SFPとGBICは異なるフォームファクターであり、交換はできません。GBICは旧型でサイズが大きくなっています。SFPはコンパクトなサイズで、約2倍のポート密度を提供します。また、DDM機能が強化されており、動作状況を容易に把握できます。

SFPとSFP+は互換性がありますか？

一般的には、互換性はありません。SFP+は通常、エンハンスドSFPの略で、8G/10G/16Gの高速性を提供します。両モジュールの機械的寸法は同じです。

最終的な感想  

SFPモジュールの意味や種類をお話ししてきました。

基本的なことはご存じでしょうか？

あなたのネットワークでは、どれが一番人気ですか？

あなたの好きなSFPモジュールメーカーはどこですか？

コメントを残して教えてください。