SFPとSFP+は、主にプラガブルモジュールのパッケージとインターフェース体系を表します。一方、CWDMとDWDMは、複数の光チャネルで光ファイバを共有するための光波長の配置方法を表します。これらは、「短距離トランシーバ」と「長距離トランシーバ」という相互に排他的な二つの製品分類ではありません。一つのモジュールが、SFPパッケージであると同時にCWDM光インターフェースを備えることもあります。ただし、距離については、送信、受信、ケーブル、回線の条件に基づいて別途検討する必要があります。
まず区別する：完成機器、モジュール、光ファイバ回線は同じものではない
現場では、電源、ネットワークポート、光ポートを備えた小型ボックスを「光ファイバトランシーバ」と呼ぶことがあり、通常は完成品のEthernetメディア変換装置を意味します。この装置は、対応するEthernetトラフィックを銅線側から光ファイバ側へ送信し、スイッチング、管理、障害リレー機能を備えるものもあります。完成機器には、固定光インターフェースを使用するものと、モジュールスロットを備えるものがあります。これらの機能の有無は、機器の資料で確認する必要があり、光モジュールの名称から推測することはできません。
SFPは小型プラガブルモジュールの体系です。一般的な光モジュールは、スイッチ、ルータ、その他の互換ホストのスロットに挿入され、ホストから供給される電源と電気インターフェースを使用して光信号を送受信します。独自のRJ45ネットワークポート、電源、完全な転送機能を備えたトランシーバではなく、形状さえ合えば動作する光ファイバコネクタでもありません。光ファイバ回線には、光ケーブル、パッチコード、コネクタ、融着接続点が含まれ、WDM部品が含まれる場合もあります。これら三者を併せて確認する必要があります。
モジュール内部で電気と光を変換する仕組み
送信時には、ホストがインターフェース要件を満たす電気信号をモジュールに渡します。駆動回路が光源を制御してデータを載せた光信号を生成し、TX送信ポートから光ファイバへ送り出します。受信時には、対向側からの光がRX受信ポートに入り、受光素子によって電流に変換され、受信回路で処理された後にホストへ渡されます。図の上段と下段の経路は、それぞれ送信と受信を説明したものであり、互いに無関係な二つのサービスを意味するものではありません。
データに応じて光強度などの特性がどのように変化するかは、具体的なインターフェース規格によって異なります。図中のパルスは理解を助けるためのものですが、この簡略化した波形をすべての高速モジュールに当てはめることはできません。また、モジュールが100 Mbpsのトラフィックを自動的に1 Gbpsのトラフィックに変換したり、Ethernetを電話やシリアルのプロトコルに変換したりすることもありません。プロトコル、符号化、ホストの電気インターフェースが適合していなければ、機械的な寸法が同じでも通信はできません。
SFPとSFP+だけでは距離を判断できない理由
似た金属筐体から分かるのは機械的な形状だけであり、光源の出力、受信能力、許容回線損失は分かりません。SFPは一般にギガビットなどのインターフェースに使用され、SFP+は一般に10ギガビットなどのインターフェースに使用されますが、実際の速度と対応プロトコルは、モジュールとホスト双方の資料で確認する必要があります。ホストが低速モジュールに対応しているか、特定のモジュールコードを認識できるかは、スロットの形状だけでは判断できません。
同じパッケージでも、マルチモード、シングルモード、異なる波長、異なる光パワーバジェットのバージョンがあります。したがって、「SFPは短距離専用」という説明は正しくありません。逆に、DWDMと表示されているからといって、都市内や国境を越える通信が保証されるわけでもありません。長距離システムでは、増幅、再生中継、分散と雑音の解析などの設計作業も必要になる場合があります。一つのモジュールの公称距離で、回線全体の設計を代替することはできません。
WDMで複数のチャネルが光ファイバを共有できる理由
波長分割多重は、異なる波長の光が同じ光ファイバ心線を伝搬できる性質を利用します。各送信モジュールがまず自分のチャネルの要件を満たす光を生成し、合波器が波長に応じて共通の光ポートにまとめます。その後、対向側の分波器が異なる波長を対応するチャネルに振り分け、受信機器に届けます。これは光経路を処理するものであり、Ethernetフレームを読み取ってからIPアドレスに基づいて転送するものではありません。
図2は、三つのチャネルが光ファイバ心線の一部区間を共有する一方向の構成を示しています。完全な双方向リンクには、別の光ファイバ心線を使用する、または対応する単心方式で相補的な波長を配置するなど、逆方向のチャネルの設計も必要です。一般的な2心式モジュールのTXとRXの配線、単心双方向モジュールの波長ペアリング、複数サービスチャネルのWDM設計は、関連はあるものの異なる三つの事項です。「1本の光ファイバ」という表現で、これらをすべて混同してはいけません。
CWDMとDWDMの違いは、名称の文字が一つ多いだけではない
CWDMは粗波長分割多重、DWDMは高密度波長分割多重です。主な違いは、波長チャネルの配置と、それに対応する光システムの要件にあります。チャネルを異なる位置として捉えることはできますが、この例えを拡大して、どのモジュールでも交換可能だと考えることはできません。モジュールの中心波長、許容偏差、WDMチャネルの波長範囲が適合している必要があり、受信側も、その回線を通過した信号に対応している必要があります。
Ciscoの公開資料にはCWDM SFPとDWDM SFPの両方が含まれており、「パッケージ」と「WDM方式」を組み合わせられることを示しています。ここでは、これらの資料を概念の確認のみに使用しており、そのチャネル数、距離、対応ホスト一覧を飛暢科技製品の能力として扱うものではありません。また、すべての案件においてDWDMがCWDMよりも本質的に適していると考えるべきでもありません。光ファイバ心線の利用可能数、サービスチャネル数、回線損失、保守条件、機器コストはいずれも方式の選定に影響します。
WDMの導入時に光パワーバジェットの再計算が必要な理由
パッシブ合波器と分波器は、光経路の機能を果たすために電源を必要としませんが、挿入損失が生じます。コネクタ、融着接続点、光ケーブルでも光パワーが失われます。受信光パワーを見積もる際は、送信光パワーから経路全体の損失を差し引き、その結果を受信感度および過負荷上限と比較します。最短経路だけでなく、各方向、各チャネルを確認する必要があります。
例えば、構内ですでに光ファイバ心線が不足しており、独立したリンクを複数追加する必要がある場合は、適切な波長のモジュールとWDM部品が利用可能かどうかを、まず評価できます。共通の光ファイバ心線を使用しても、各ホストポートにはそれぞれの速度上限があり、別の波長を追加しただけで自動的に高速なポートになることはありません。また、共通ケーブルの断線が複数のサービスに同時に影響する可能性があるため、この共通障害点を冗長化設計に含める必要があります。
飛暢科技の機器を選ぶ際は、まず実際のインターフェースを確認し、その後にモジュール対応を確認する
飛暢科技のBシリーズのカテゴリには、一般的なEthernet光ファイバトランシーバの完成機器の例が掲載されています。そのうち、「光1ポート・電気4ポート ギガビットEthernet（外部電源）」の詳細には、光ポートと複数の電気ポートの組み合わせが記載されており、ポート数や集約接続の要件を確認する際の参考になります。ただし、そのページの光インターフェースのパラメータにはFC/SCと記載されているため、これを根拠にSFPスロットを備えているとは言えず、ましてCWDMまたはDWDMモジュールへの対応を直接断定することはできません。
その製品ページでは電気ポート速度の記述にも表現の違いがあるため、発注時には、該当する注文番号に対応した現行仕様書を取り寄せる必要があります。現場で実際にプラガブルモジュールやWDMが必要な場合は、機器のスロット、利用可能な速度、対応モジュール一覧、環境条件を個別に確認してください。今回引用したカテゴリと詳細情報だけでは、飛暢科技が特定のWDMシステムを提供していることを証明するには不十分です。そのため、本記事では、その波長構成、温度グレード、他社ブランドとの互換性に関する保証を創作しません。
現場で段階的にトラブルシューティングする方法
まず、ホストのモデルとソフトウェアバージョン、モジュールの注文番号、両端のインターフェース規格と波長を記録し、TXから対向側のRXまでの光経路全体を図にします。次に、WDMのチャネル表示、光ファイバの種類、コネクタ端面、光パワーバジェットを一つずつ確認します。試験時には、まず互換性が確認済みの単純なリンクで基準を確立し、その後、計画に従ってWDMと実際のケーブルを追加します。一度に変更する条件は一つだけとし、機器とパッチコードを同時に変更して原因を特定できなくなることを避けます。
光ポートや光ファイバの端を直接のぞき込まないでください。また、「赤い光が見える」ことを動作波長の判断基準にせず、現場の光源に適した器具を使用して清掃と測定を行ってください。デジタル診断に対応するモジュールは状態情報を提供できますが、表示された光パワーだけでサービスの適合性が確認できるわけではありません。最後に、合意した負荷条件でエラー、パケット損失、連続運転、復旧過程を検証し、配線図とチャネルの記録を保存します。正しく分類することの最終的な目的は、注文書を略語の羅列で埋めることではなく、各構成要素の役割と限界を説明できるようになることです。
参考資料：Cisco CWDM SFPソリューション資料 および Cisco DWDM SFP資料 は、パッケージ、波長モジュール、パッシブ光経路の関係を確認するために使用しており、飛暢科技がこれらの製品構成に対応していることを示すものではありません。飛暢科技Bシリーズのカテゴリ および光1ポート・電気4ポートの外部電源型機器の詳細は、完成機器が何を指すかと、インターフェースについて資料から確認できる範囲を明確にするために使用しています。図は一般的な原理解説図であり、製品写真、測定結果、特定モデルの仕様図ではありません。
中国語の技術記事から翻訳。原文初公開：2023-11-06。原文最終改訂：2026-10-13T12:28:34+08:00。 中国語の原文を読む
