![[Pasted image 20260811110258.png]]
（GPT-Image-2生成：「GPT-Image-2で光トランシーバーの構造をなるべく細部まで明瞭にわかるような画像を作成してください。」）
以下は、NIC用光トランシーバーを理解するための用語早見表です。
| 用語 | 正式名称 / 意味 | 簡単な説明 |
| -------------- | ---------------------- | ------------------------------ |
| NIC | Network Interface Card | サーバをネットワークへ接続する装置 |
| HCA | Host Channel Adapter | 主にInfiniBandやRDMAで使われるNIC相当の装置 |
| Transceiver | Transmitter + Receiver | 電気信号と光信号を相互変換するモジュール |
| Optical Module | 光モジュール | 光トランシーバーとほぼ同義 |
| Port | ポート | NICやスイッチ上のトランシーバー差込口 |
| Cage | ケージ | トランシーバーを挿入する物理的な金属ケース |
| Pluggable | 着脱可能 | SFP/QSFP/OSFPのように交換可能なモジュール |
### フォームファクター
|用語|意味|代表的な用途|
|---|---|---|
|SFP|Small Form-factor Pluggable|1レーン系の小型モジュール|
|SFP+|SFPの高速版|10GbE|
|SFP28|約25G級の1レーン|25GbE|
|QSFP|Quad SFP|4レーンを扱うモジュール|
|QSFP28|4×25G級|100GbE|
|QSFP56|4×50G級|200GbE|
|QSFP112|4×100G級|400GbE|
|QSFP-DD|Quad Small Form-factor Pluggable Double Density|8レーン。400G/800Gなど|
|OSFP|Octal Small Form-factor Pluggable|8レーン。400G/800Gなど|
|DD|Double Density|電気レーン数を倍増した設計|
### 通信速度・レーン
| 用語 | 意味 | 簡単な説明 |
| --------------- | ------------------- | --------------------- |
| Lane | レーン | 独立した1本の高速信号経路 |
| Electrical Lane | 電気レーン | NICとトランシーバー間の信号経路 |
| Optical Lane | 光レーン | 光ファイバーまたは波長上の信号経路 |
| 25G | 25Gbps級 | 1レーン25Gなど |
| 50G | 50Gbps級 | PAM4でよく使われる |
| 100G/lane | 1レーン100Gbps級 | 400G/800G世代で一般的 |
| Baud | シンボル/秒 | ビット数ではなく信号変化回数 |
| Gb/s | Gigabit per second | 1秒あたりのビット数 |
| GB/s | Gigabyte per second | 1秒あたりのバイト数。Gb/sとは8倍違う |
### Ethernet光規格
| 用語 | おおまかな意味 | 典型用途 |
| ---- | ----------------- | -------------------- |
| BASE | Baseband Ethernet | Ethernet PHY規格名に含まれる |
| SR | Short Reach | 短距離、主にMMF |
| DR | Data Center Reach | 数百m級、主にSMF |
| FR | Far Reach | 数km級 |
| LR | Long Reach | 10km級など |
| ER | Extended Reach | 数十km級 |
| ZR | Z Reach | 80km級、DCIなど |
| CR | Copper Reach | DACなどの銅線 |
| KR | Backplane Reach | 基板・バックプレーン |
| SR4 | SRを4光レーンで伝送 | 例: 100GBASE-SR4 |
| DR4 | DRを4光レーンで伝送 | 例: 400GBASE-DR4 |
| FR4 | FRを4波長で伝送 | 例: 400GBASE-FR4 |
| LR4 | LRを4波長で伝送 | 例: 100GBASE-LR4 |
例えば、
```
400GBASE-DR4
│ │ └─ 4光レーン
│ └────── DRクラス
└─────────── 400GbE
```
と読むとよいです。
### 光ファイバー
| 用語 | 意味 | 特徴 |
| -------- | ----------------- | --------------- |
| MMF | Multi-Mode Fiber | 短距離向け |
| SMF | Single-Mode Fiber | 中・長距離向け |
| OM3 | MMF規格 | データセンターで使用 |
| OM4 | MMF規格 | OM3より高速・長距離向け |
| OM5 | Wideband MMF | 複数波長利用も想定 |
| OS1 | SMF規格 | 主に屋内用途 |
| OS2 | SMF規格 | データセンターや長距離で一般的 |
| Core | コア | 光が通るファイバー中心部分 |
| Cladding | クラッド | コアを囲む層 |
### コネクター
|用語|意味|特徴|
|---|---|---|
|LC|Lucent Connector|2芯構成でよく使う小型コネクター|
|Duplex LC|2本のLC|Tx/Rxを1本ずつ使う|
|MPO|Multi-fiber Push-On|複数芯をまとめたコネクター|
|MTP|MPO互換の商標名称|US Conecの高精度MPO|
|MPO-12|12位置のMPO|SR4/DR4などで8芯使用することが多い|
|MPO-16|16位置のMPO|高速世代で使用される|
|UPC|Ultra Physical Contact|端面がほぼ垂直|
|APC|Angled Physical Contact|端面を斜めに研磨し反射を低減|
|Ferrule|フェルール|ファイバー位置を固定する部品|
|Polarity|極性|TxとRxの対応関係|
### 光の送受信
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ---------- | -------------------------------------- | ----------------- |
| Tx | Transmit | 送信 |
| Rx | Receive | 受信 |
| Tx Power | 送信光パワー | トランシーバーが出している光の強さ |
| Rx Power | 受信光パワー | トランシーバーが受けている光の強さ |
| dBm | 光パワーの単位 | 0 dBm = 1 mW |
| Wavelength | 波長 | 光信号の色に相当 |
| 850 nm | 850ナノメートル | MMF/SR系で多い |
| 1310 nm | 1310ナノメートル | SMF/DR/FR/LR系で多い |
| 1550 nm | 1550ナノメートル | 長距離通信でよく使う |
| Laser | レーザー | 送信用光源 |
| Photodiode | フォトダイオード | 光を電気信号へ変換する受光素子 |
| VCSEL | Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser | SR/MMFでよく使うレーザー |
| EML | Electro-absorption Modulated Laser | 高速SMF通信で使われる |
| DML | Directly Modulated Laser | レーザーを直接変調する方式 |
### WDM・並列光通信
| 用語 | 意味 | 説明 |
| --------------- | -------------------------------- | ---------------- |
| WDM | Wavelength Division Multiplexing | 複数波長を1本のファイバーに多重 |
| CWDM | Coarse WDM | 波長間隔が広いWDM |
| DWDM | Dense WDM | 波長間隔が狭い高密度WDM |
| Parallel Optics | 並列光通信 | 複数ファイバーへ並列に信号を流す |
| Lambda | λ、波長 | 「4λ」は4波長の意味 |
| Mux | Multiplexer | 複数波長を1本へまとめる |
| Demux | Demultiplexer | 1本から複数波長を分離する |
400Gで比較すると、
```
400GBASE-DR4
100G + 100G + 100G + 100G
↓ ↓ ↓ ↓
4本の光ファイバー
400GBASE-FR4
λ1 + λ2 + λ3 + λ4
↓
1本の光ファイバー
```
という違いがあります。
### 信号方式
|用語|意味|説明|
|---|---|---|
|NRZ|Non-Return-to-Zero|2値で信号を表現|
|PAM4|Pulse Amplitude Modulation 4-level|4段階で信号を表現|
|Symbol|シンボル|1回の信号状態|
|Eye Diagram|アイダイアグラム|信号品質を視覚化したもの|
|SerDes|Serializer/Deserializer|並列/直列信号を変換する回路|
|CDR|Clock and Data Recovery|受信信号からクロックを復元|
|Retimer|リタイマー|劣化した高速信号を再生成|
|Gearbox|ギアボックス|レーン数やレートを変換|
|DSP|Digital Signal Processor|高速信号補正・処理を行う回路|
### エラーとFEC
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ------------------- | ------------------------ | ------------------- |
| BER | Bit Error Rate | 全ビット中の誤り率 |
| Pre-FEC BER | FEC訂正前BER | 物理信号品質を見る重要指標 |
| Post-FEC BER | FEC訂正後BER | 実際に残ったエラー率 |
| FEC | Forward Error Correction | 通信エラーを受信側で訂正 |
| RS-FEC | Reed-Solomon FEC | 高速Ethernetで広く利用 |
| Corrected Error | 訂正済みエラー | FECで修復できたエラー |
| Uncorrectable Error | 訂正不能エラー | FECでも修復できなかったエラー |
| Codeword | FEC処理単位 | RS-FECなどで使うデータ単位 |
| Symbol Error | シンボルエラー | PAM4/PCSなどで検出されるエラー |
| CRC Error | CRCチェックエラー | Ethernetフレームの破損 |
重要なのは、
```
Pre-FEC BERが増える
↓
FEC correctedが増える
↓
さらに悪化
↓
FEC uncorrectable
↓
Packet loss / Link down
```
という関係です。
### Ethernet PHY
|用語|意味|説明|
|---|---|---|
|PHY|Physical Layer|Ethernetの物理層|
|PMD|Physical Medium Dependent|光・銅線部分に近いPHYサブレイヤ|
|PCS|Physical Coding Sublayer|符号化やレーン処理を行う|
|PMA|Physical Medium Attachment|SerDesとPMDの中間層|
|MAC|Media Access Control|Ethernetフレームを扱う層|
|Auto-Negotiation|AN|速度や能力を相手と交渉|
|Link Training|LT|高速電気信号を調整|
|Link Up|リンクアップ|物理通信可能状態|
|Link Down|リンクダウン|物理通信不能状態|
### ブレークアウト
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ---------- | ------- | ------------------- |
| Breakout | ポート分割 | 1つの高速ポートを複数低速ポートへ分割 |
| Fanout | 分岐 | Breakoutとほぼ同じ文脈で使う |
| 4×100G | 100Gを4本 | 400Gポートの代表的Breakout |
| 2×200G | 200Gを2本 | 400Gポートの分割例 |
| Split Port | 分割ポート | スイッチ設定上の呼称 |
例:
```
400G QSFP112
│
├──100G
├──100G
├──100G
└──100G
```
### ケーブル
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ----------- | ----------------------- | ------------------ |
| DAC | Direct Attach Cable | 銅線ケーブル |
| Passive DAC | 受動DAC | 電子回路なし。短距離・低消費電力 |
| Active DAC | 能動DAC | 信号補償回路あり |
| ACC | Active Copper Cable | 増幅などを行う銅線 |
| AEC | Active Electrical Cable | DSP/Retimer入り銅線 |
| AOC | Active Optical Cable | 光ファイバーとモジュール一体型 |
| Patch Cable | パッチケーブル | トランシーバー間を接続する光ケーブル |
### 光パワー・損失
|用語|意味|説明|
|---|---|---|
|Optical Power|光パワー|光信号の強さ|
|Link Budget|リンクバジェット|送信から受信まで許容できる総損失|
|Insertion Loss|挿入損失|コネクターなどによる光の減衰|
|Return Loss|反射損失|光が反射して戻る程度|
|Attenuation|減衰|距離などによる光パワー低下|
|Receiver Sensitivity|受信感度|正常受信できる最低光パワー|
|Receiver Overload|受信過入力|光が強すぎる状態|
|Margin|マージン|規格限界までの余裕|
### トランシーバー監視
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ----------- | ----------------------------- | ---------------- |
| DOM | Digital Optical Monitoring | 光モジュール状態監視 |
| DDM | Digital Diagnostic Monitoring | DOMとほぼ同義 |
| Temperature | 温度 | モジュール内部温度 |
| Voltage | 電圧 | モジュール供給電圧 |
| Tx Bias | レーザーバイアス電流 | レーザー駆動電流 |
| Tx Power | 送信光パワー | レーンごとの送信強度 |
| Rx Power | 受信光パワー | レーンごとの受信強度 |
| LOS | Loss of Signal | 光信号を受信できていない |
| Tx Fault | 送信障害 | レーザー側の異常 |
| Alarm | アラーム | 規定値を大きく逸脱 |
| Warning | 警告 | Alarm手前の異常 |
| Threshold | 閾値 | Warning/Alarm判定値 |
### モジュール管理規格
| 用語 | 意味 | 説明 |
| ------------- | ----------------------------------------- | ------------------------------ |
| EEPROM | 不揮発性メモリ | 型番・ベンダー情報などを格納 |
| I²C | 管理用シリアルバス | NICからモジュールを読み書きする |
| SFF-8472 | SFP管理仕様 | DOM情報などを定義 |
| SFF-8636 | QSFP管理仕様 | QSFP28などで広く使われる |
| CMIS | Common Management Interface Specification | QSFP-DD、QSFP112、OSFPなどの新世代管理仕様 |
| Page | メモリページ | CMISなどで管理情報を分割 |
| Bank | バンク | レーン別情報などを切り替える単位 |
| Vendor Name | ベンダー名 | EEPROMに格納 |
| Part Number | 型番 | モジュール製品番号 |
| Serial Number | シリアル番号 | 個体識別番号 |
| Firmware | ファームウェア | モジュール内部ソフトウェア |
### 運用で特によく見る用語
実務では、まず以下の15語を覚えておけば十分です。
| 用語 | 覚え方 |
| ----------- | ------------ |
| QSFP28 | 100G世代 |
| QSFP112 | 400G世代 |
| OSFP | 400G/800G世代 |
| SR | 短距離 |
| DR | 数百m |
| FR | 数km |
| LR | 長距離 |
| MMF | 短距離向けファイバー |
| SMF | 長距離向けファイバー |
| LC | 2芯系コネクター |
| MPO | 多芯コネクター |
| PAM4 | 高速世代の4値信号 |
| FEC | エラー訂正 |
| Rx Power | 受信光強度 |
| Pre-FEC BER | 物理リンク品質の重要指標 |
障害調査という観点では、さらに
```
Temperature
Rx Power
Tx Power
Tx Bias
LOS
Pre-FEC BER
FEC corrected
FEC uncorrectable
```
の8項目をセットで見ると、光トランシーバーの状態をかなり把握できます。