現在のデジタル時代において、データトラフィックは爆発的な増加を遂げており、特にデータセンター、高性能コンピューティング(HPC)、人工知能(AI)などの分野で顕著です。これらの分野における高速・大容量データ伝送の需要に応えるため、光通信技術は進化を続けています。OSFP 800G 100m光モジュールは、高帯域幅と高安定性という利点を活かし、重要な技術ソリューションとして、様々な高速相互接続シナリオで広く利用されています。
I. 技術原則
1. 並列伝送技術
OSFP 800G 100m光モジュールは、通常、8×100Gの並列チャネル設計を採用しています。この設計により、モジュールは8つの独立したチャネルを介して同時にデータを伝送することができ、各チャネルは最大100Gbpsのデータレートに対応し、合計800Gbpsのレートを実現します。並列伝送はデータ伝送速度を向上させるだけでなく、単一チャネルへの信号伝送負荷を効果的に軽減し、データ伝送の安定性と信頼性を向上させます。
2. PAM4変調技術
限られた帯域幅リソース内でより高いデータ伝送速度を実現するために、この光モジュールはPAM4(4値パルス振幅変調)技術を採用しています。従来のNRZ(非ゼロ復帰)変調方式と比較して、PAM4変調技術は1シンボル周期あたり2ビットのデータをエンコードできるため、チャネル利用率が2倍になります。これにより、100Gbpsのチャネルレートで大容量データを効率的に伝送できると同時に、光ファイバ帯域幅の要件をある程度削減し、全体的な伝送性能を最適化できます。
3. 光電子部品の構成
送信側送信側は、垂直共振器面発光レーザー(VCSEL)アレイを使用します。850nmの短距離伝送シナリオにおいて、VCSELアレイは低消費電力、容易な統合、優れた高速変調性能などの利点を提供します。
受信側PINフォトダイオードを採用しています。PINダイオードは低コストで高速応答性に優れているため、800GBASE-SR8の短距離・高速受信に最適です。光信号を電気信号に変換し、増幅と復調によって元のデータを復元できます。

II. 詳細なパフォーマンスパラメータ
1.伝送速度
この光モジュールは800Gbpsの高速伝送能力を備えており、データセンターのコアスイッチ間の高速相互接続やGPUクラスター間のデータ通信など、極めて高い帯域幅を必要とするアプリケーションシナリオに対応できます。分散型AIモデルの学習では、大量のデータを複数のコンピューティングノード間で高速に転送する必要があります。800Gbpsの伝送速度はリアルタイムのデータ同期を可能にし、モデル学習の効率を大幅に向上させ、超大規模モデル学習のスムーズな進行を保証します。
2. 伝送距離
この光モジュールの伝送距離は100mで、データセンター内のラック間や同一機器室内の異なるキャビネット間の相互接続など、短距離・高速データ伝送のシナリオに適しています。一般的なデータセンターのアーキテクチャでは、リーフ・スパイン・ネットワークアーキテクチャにおけるリーフスイッチとスパインスイッチ間の距離は通常100m以内です。OSFP 800G 100m光モジュールは、このような短距離・高帯域幅の接続要件を十分に満たします。
3. 消費電力
データ伝送速度の向上に伴い、光モジュールの消費電力はますます重要な課題となっています。800Gbpsという高速伝送においては、OSFP光モジュールの消費電力を最適化することが不可欠です。現在、800G OSFP 100m光モジュールは、低消費電力チップ設計、効率的な電力管理技術、最適化された回路レイアウトの採用により、消費電力を削減しています。
4. 放熱
光モジュールは動作中に熱を発生します。熱を放散できない場合、問題が発生する可能性があります。幸いなことに、OSFPモジュールは上部にヒートシンクを装備しているか、ファン冷却や液冷などの冷却方式を採用しています。特にサーバーが密集しているエリアでは、液冷によって熱を素早く除去できるため、高温環境下でも光モジュールの安定した動作を確保し、過熱による性能低下、データ伝送エラー、さらには機器の故障などの問題を効果的に回避できます。
III. アプリケーションシナリオ
1. データセンターの内部相互接続
コアスイッチの相互接続データセンター規模の拡大とビジネスニーズの増大に伴い、コアスイッチには高速・大容量の相互接続が求められています。OSFP 800G 100m光モジュールは800Gbpsのリンクを提供し、データセンターの帯域幅と伝送効率を向上させ、大規模なデータ交換・処理のニーズを満たします。
リーフスパイン型ネットワークアーキテクチャ現代のデータセンターの主流アーキテクチャであるリーフスイッチは端末デバイスを接続し、スパインスイッチはトラフィックを集約します。この光モジュールは、リーフスイッチとスパインスイッチ間のアップリンクに使用され、800Gアグリゲーションを実現し、スループットの向上、配線の簡素化、ネットワークの拡張性と管理効率の向上を実現します。
サーバーとスイッチ間の接続: 800Gbps対応のGPUサーバーなどの高速インターフェースを備えたサーバーと互換性があり、サーバーのコンピューティング性能を最大限に発揮し、サーバーとネットワーク間の高速データ転送を確保し、大規模データの読み書きニーズを満たします。
2. 高性能コンピューティング(HPC)クラスター
HPCクラスターでは、様々なコンピューティングノード間で頻繁なデータ交換と共有が必要です。例えば、気象シミュレーションや分子動力学シミュレーションといった科学計算分野では、コンピューティングノードは大量のシミュレーションデータをリアルタイムで伝送する必要があります。OSFP 800G 100m光モジュールは、高速かつ低遅延の特性を備えており、HPCクラスターにおけるノード間のデータ伝送に対する厳しい要件を満たし、コンピューティングノード間の効率的な通信を実現し、クラスター全体のコンピューティング効率とパフォーマンスを向上させます。
3. 人工知能(AI)コンピューティング
GPU クラスター通信: AIモデルの学習では、多数のGPUが連携して動作する必要があるため、GPU間で膨大なデータ通信が発生します。OSFP 800G 100m光モジュールは、GPUクラスターに高速かつ安定した接続を提供し、GPUノード間のRDMA(Remote Direct Memory Access)ノンブロッキング通信をサポートします。ネットワーク遅延をマイクロ秒レベルまで低減し、GPU間の高速データ転送と共有を実現することで、AIモデルの学習プロセスを大幅に加速し、学習サイクルを短縮します。
データセンターにおける AI コンピューティング パワーの展開: データセンターにおけるAI技術の幅広い応用に伴い、データセンターはAIコンピューティングを支える強力なコンピューティングパワーを提供する必要があります。OSFP 800G 100m光モジュールを用いて高速ネットワークを構築することで、GPUサーバーやAIアクセラレーターなどの様々なAIコンピューティングリソースを効率的に接続し、強力なAIコンピューティングパワーネットワークを形成することができ、AIアプリケーションにおけるデータセンターの大規模かつ高性能なコンピューティングニーズを満たすことができます。