光通信業界では、企業におけるクラウドサービスの普及などを背景に、高速ネットワークソリューションの需要が急増しています。これを受けて、大手クラウドサービスプロバイダーは、最先端のサーバーやネットワーキングソリューションを備えた超大規模データセンターの建設や拡張を積極的に進めています。その結果、データセンター事業者は、新たなネットワーキング技術のさらなる広帯域化と市場投入までの時間短縮に対する意欲を高めています。人工知能（AI）、モノのインターネット（IoT）、機械学習（ML）などの高度なテクノロジーは、シームレスなパフォーマンスを実現するために最高の帯域幅を必要とします。このような要求が800Gオプティクスの開発につながりました。
なぜ800Gオプティクスを考慮すべきなのか？
800Gの導入は、業界における重要なマイルストーンとなりました。ハイパースケールデータセンターへの800Gオプティクスの導入はすでに始まっており、3つの重要な分野での進歩にかかっている：800G光モジュールとDACケーブル、スイッチASIC、800GE標準の確立です。これらのモジュールは、従来の光モジュールでは対応できなかった帯域幅要件の増大に対応するものです。エッジでネットワーキングを行う人々にとって、800Gの速度は、期待される最適なデータ伝送速度として400Gに取って代わり始めています。800G光学系が導入されたことで、高いデータ転送速度と容量を持つ800Gトランシーバーへの需要は増加の一途をたどるでしょう。着実なビジネス成長を遂げている企業にとって、800Gへのアップグレードは最初に検討されるべきものです。
800Gオプティクスの主要技術イネーブラと推進要因
PAM4変調方式
800GオプティクスにおけるPAM4変調の使用は、ネットワーク性能を向上させ、より高いデータレートを可能にします。この技術は、低速トランシーバーで使用される従来のNRZ（Non-Return to Zero）変調と比較して、信号あたり2倍のデータ伝送を可能にします。PAM4は、同じ帯域幅で最大のデータ・レートを達成するために重要な技術であり、高速データ伝送に対する需要の高まりに応えるために不可欠です。従来の2値変調（PAM2）とは異なり、PAM4変調はシンボルごとに4レベルの振幅を符号化するため、データ・レートは実質的に2倍になります。この光技術の進歩は、より大きな帯域幅容量を可能にし、様々な産業におけるより高速で効率的なデータ伝送に対する需要の高まりをサポートします。これにより、800Gオプティクスは1つの光チャネルで最大800Gbpsのデータレートを達成することができます。PAM4変調を活用することで、光ネットワークは同じチャネル帯域幅を利用しながらより多くのデータを伝送することができ、データセンターやクラウドコンピューティングなどのアプリケーションに最適です。
シリコンフォトニクス
シリコンフォトニクスは、レーザー、変調器、検出器などのフォトニックコンポーネントをシリコンベースの集積回路（IC）に統合することに焦点を当てた研究・技術分野です。データセンターや通信ネットワークでは、より広帯域で高速なデータ伝送速度が求められており、光通信技術の進歩が求められています。400Gから800Gへの移行には、光システムの容量と効率の両方の改善が必要です。800Gオプティクスにシリコンフォトニクスを使用することで、消費電力と設置面積を削減しながら、より高いデータレートと性能の向上が可能になります。全体として、シリコンフォトニクスは、高性能、拡張性、費用対効果を兼ね備えた技術プラットフォームを提供することで、800Gオプティクスの開発と展開を可能にする上で重要な役割を果たしています。
データセンター向け800G光学ソリューションの使用例
FS社は、毎秒800ギガビット（Gbps）の高速データ転送レートをサポートする最先端のデータセンター・ソリューションと製品を提供するリーディング・カンパニーです。800Gオプティクスを搭載したスイッチの登場により、データセンター事業者は、複雑さ、コスト、消費電力を削減しながら、ネットワーク性能を大幅に向上させるユースケースを活用できる可能性が広がりました。この開発は、データセンターが運用を強化し、ネットワーク機能を向上させる貴重な機会を提供します。
以下の説明では、複数の高速接続のサポートを可能にする800Gポートの強化された利用法を示しています。800G 2FR4によるこれらの接続は、2kmの範囲で、様々なアプリケーションに対応する高密度インターフェースを提供します。
上部の構成では、ブレイクアウト・ケーブルを使用して、コンパクトな1RU 25.6Tスイッチ・システム内でサポートされる400GEリンクの数を効率的に2倍に増やします。この構成は、12.8Tシステムを凌駕し、多様なアプリケーションへの展開に理想的な選択肢となります。特に、データセンター内の高密度AI/MLクラスタや、超高精細映像処理システムで利用されています。
また、下部の構成では、デュアル400GBASE-FR4リンクを使用して800G接続を実装します。この設定は、科学研究や他の要求の厳しい処理アプリケーションをサポートするハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）システムでのネットワーク展開のために特別に設計されています。
さらに、下図は800Gポートの汎用性を示しており、最大500mに及ぶ8つの100GBASE-DR接続または最大2kmに達する100GBASE-FR接続をサポートするために利用することができます。これらの構成は、高密度の100Gインタフェースを提供するように設計されており、ピアリング/コロケーション・ネットワークや分散データセンターのアップグレードに最適です。
この図は、3つの異なるセットアップを示しています：8つの別々の100GBASE-FRリンクへのブレイクアウト、2つの400G接続へのブレイクアウト、および8つの100Gリンク上に確立された800G接続。これらの構成は、ネットワークのアップグレードのための柔軟なオプションを提供し、ピアリング/コロケーションネットワークと分散データセンターの要件に対応します。これらのセットアップにより、多数の100GEネットワーク接続の提供が可能になり、ニーズの拡大をサポートします。
結論
AIサーバーの需要は、800Gオプティクスの驚異的なパワーを解き放ち、帯域幅と性能を旧世代よりも向上させました。400G光トランシーバーは業界ではまだ適切ですが、この分野はより高度な技術に向かって進んでいます。FSの800G光モジュールとDACケーブルは、安定した伝送性能を持ち、効率的なO&M保証を提供します。
AIコンピューティングパワーの大幅な進化により、クラウドコンピューティングプロバイダの光モジュール需要は伸び続けます。ハイパフォーマンスコンピューティング(HPC)、データ集約型アプリケーション、クラウドプラットフォーム、エッジコンピューティング、データセンター建設により、より高い帯域幅と高速データ伝送のニーズが高まるため、800Gオプティクスの市場は新たな機会を提供します。
