トランシーバ (ネットワーク機器)

ネットワーク機器におけるトランシーバとは

トランシーバは、ネットワーク機器において信号の送受信を行うための小型ユニットの総称です。その語源は、[送信機]と[受信機]を組み合わせた造語であり、無線機だけでなく、信号を送受信する機能を持つ様々な電子機器にも用いられます。

ネットワーク機器においては、主に物理層の通信媒体（光ファイバや同軸ケーブルなど）に信号を送受信する役割を担います。特に、物理層信号の送受信機能に特化した独立ユニットとして用いられることが多く、モジュールを交換することで様々な物理媒体をサポートできる柔軟性が特徴です。

光ファイバ接続を主用途とするトランシーバは、多くの場合、稼働中の着脱が可能なモジュールとして実装されており、共通の基板上バスインタフェースを備えています。これにより、銅線媒体から長距離光伝送媒体まで、同一ポートで様々な媒体に対応できます。これらの光トランシーバの仕様は、ベンダ間合意規格(MSA)として規定されることが一般的です。

なお、光トランシーバと類似の機能を持つものとして、光トランスポンダやメディアコンバータがありますが、これらは一般に複数のトランシーバや媒体を中継する装置を指すことが多いです。

主要なトランシーバの種類

MAU (Medium Attachment Unit)

MAUは、初期のイーサネット規格である10BASE5や10BASE2で規定された、10Mbpsで動作するトランシーバです。10BASE5では、同軸ケーブルの被覆に直接針を刺して取り付けられ、端末とはAUI(アタッチメントユニットインターフェース)と呼ばれる15ピンコネクタで接続されていました。タップトランシーバやバンパイアトランシーバとも呼ばれ、広く利用されていました。

MAUは、端末からのAUI信号を同軸ケーブル上の信号と相互変換して送受信するだけでなく、コリジョン(衝突)やジャバー(長すぎるパケット)の検出機能も備えていました。これらの検出結果は端末側のMACに通知され、CSMA/CD|CSMA_CD制御判断に使用されました。

しかし、10BASE2などの後発規格ではNICが端末内部に統合され、ツイストペアケーブル規格が登場した1990年以降は、MACを含めたイーサネットコントローラ全体が単一のICチップとして実装されるようになったため、MAUやAUIは実質的に使われなくなりました。

GBIC (Gigabit Interface Converter)

GBICは、1Gbpsで動作するトランシーバを搭載した初期の挿抜モジュールです。主にギガビット・[イーサネット]やファイバチャネル(100-TW/TP-EL-S)で使用されました。基板上バスには8b/10b符号による1.25Gbpsのシリアルバスが用いられ、20ピンコネクタで接続されていました。サイズは65.3 × 30.5 × 10 mmです。

1995年11月にスモールフォームファクタ委員会によってINF-8053iとして標準化され、2000年9月まで維持更新されました。2001年にさらに小型のSFPが登場し、それ以降はGBICの使用は大幅に縮小しました。

SFP (Small Form-factor Pluggable)

SFPは、主に光トランシーバを搭載した 56.5 × 13.7 × 8.5 mmサイズの挿抜モジュールです。100Mbpsから400Gbpsまで様々な光通信速度に対応したものが規定されており、基板上バスの高速化に伴ってSFP+やSFP28などの派生モジュールが登場しています。光トランシーバだけでなく、LANケーブル(ツイストペアケーブル)が接続できるモジュールも存在します。

XENPAK (10-Gigabit Ethernet Transceiver Package)

XENPAKは、10Gbpsトランシーバを搭載した初期の挿抜モジュールです。「X」はローマ数字の10を意味します。主に10ギガビット・[[イーサネット]]規格をサポートしており、光ファイバ規格である10GBASE-SR/LR/ER/ZRと、InfiniBandの銅線ケーブル規格である10GBASE-CX4の実装が提供されています。基板上バスにはXAUIが用いられ、70ピンコネクタで接続されています。サイズは121 × 38 × 17.4 mmです。

アジレント・テクノロジーとアゲレ・システムズが開発を推進し、予備仕様はMSAとして2001年3月12日に公開、2001年5月7日に改訂され、2002年9月18日にスモールフォームファクタ委員会がINF-8474iとして採択しました。当初は多くの機器ベンダがサポートしましたが、2010年以降はSFP+の使用が主流となり、XENPAKポートにSFP+を使用できるアダプタも登場しています。

XPAK

XPAKは、10Gbpsの光トランシーバです。XENPAKとほぼ同等の通信仕様ですが、サイズは 75.69 × 39.62 × 11.84 〜 24.28 mm と小型化されています。10ギガビット・[[イーサネット]]、OC-192/STM-64、OTU2などの10Gbps光通信で広く使われました。XPAK MSAグループは2002年3月19日に発表され、2002年5月24日にINF-8475として初版仕様を公開しました。

X2

X2も、10Gbpsの光トランシーバです。XENPAKとほぼ同等の通信仕様ですが、サイズは 91 × 36 × 12.00 〜 28.86 mm とやや小型です。10ギガビット・[[イーサネット]]、OC-192/STM-64、OTU2などの10Gbps光通信で広く使用されました。X2MSA.orgは2002年7月22日に発表され、2003年2月13日にINF-8476として初版仕様を公開しました。

XFP (10-Gigabit Form-Factor Pluggable)

XFPは、10Gbpsの光トランシーバを搭載した挿抜モジュールです。サイズは 71.1 × 18.35 × 8.5 mm で、X2やXPAKよりも小型ですが、SFP+よりもやや大きいです。10ギガビット・[[イーサネット]]、OC-192/STM-64、OTU2などの10Gbps光通信で広く使われました。基板上バスにはXFIが用いられ、30ピンコネクタで接続されています。XFIでは10.3125 Gbpsのシリアルバスで64b/66b符号を送受信します。

XFP MSAグループが仕様を策定し、予備仕様は2002年3月27日、正式仕様は2002年7月19日に公開され、2003年3月3日にINF-8077として採択されました。

CFP (100-Gigabit Form-Factor Pluggable)

CFPは、100Gbpsの光トランシーバを搭載した挿抜モジュールです。「C」はローマ数字の100を意味します。40G/100Gbps通信の両方に対応しており、100Gbps通信では100GbEやOTU4、40Gbps通信では40GbE、OTU3、STM-256/OC-768などで使用されます。CFP MSAによって仕様が規定されており、小型化や200G/400Gbpsへの高速化対応に伴って様々な派生モジュールが登場しています。

また、OIF (Optical Internetworking Forum)のMSAでは、100Gbps長距離伝送のためのデジタルコヒーレント通信に対応した光トランシーバについて仕様策定しており、CFP2-ACO (Analog Coherent Optics)の名称でCFP2のフォームファクタを流用したトランシーバが標準化されています。この伝送システムでは機器側に搭載したDSPの信号をCFP2-ACOでアナログ処理しています。

QSFP (Quad Small Form-Factor Pluggable)

QSFPは、光トランシーバを搭載した 58.26 × 18.35 × 8.5 mmサイズの挿抜モジュールです。SFPよりもやや大きく、4Gbpsから400Gbpsまで様々な伝送速度のものが規定されています。基板上バスの高速化に伴って、QSFP+やQSFP28などの派生モジュールが登場しています。

CXP

CXPは、12並列伝送が可能な光トランシーバを搭載した挿抜モジュールです。「C」は十六進数の12を、「X」は10Gを意味します。主にInfinibandで用いられ、伝送速度向上に伴い様々な派生モジュールがあります。機構仕様はSFF-8617で規定されており、基板上バスには84ピンコネクタで接続されます。挿入部のサイズは 62 × 24.05 × 16.21 mmで、前面に50mm長の挿抜用プルタブが配置されています。

もう一度検索