光モジュール（トランシーバー）の形状　CPO

データセンターの超高速通信を実現するために、光モジュール（トランシーバー）の形状（フォームファクタ）は進化を続けています。特に、消費電力とポート密度を最大化するために、QSFP-DDとOSFPが主流となっており、その究極の進化形としてCPOが注目されています。

1. 主流の光モジュール形状（フォームファクタ）

現在、400Gおよび800G通信で広く採用されている2つの主要なホットプラグ可能な光モジュール形状は、QSFP-DDとOSFPです。

QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable – Double Density)

• 特徴: 従来のQSFP（100G/200G）のサイズを維持しつつ、電気インターフェースのレーン数（チャネル数）を倍（Double Density）の8レーンに増やした規格です。

• 利点:

• • 下位互換性: 既存のQSFPモジュール（QSFP28、QSFP56など）と互換性があるため、インフラストラクチャの移行が比較的容易です。

  • 高密度: OSFPよりもわずかに小さいため、スイッチのフロントパネルにより多くのポートを実装でき、ポート密度が高くなります。

• 課題: サイズが小さいため、熱容量が7〜12W程度とOSFPより低く、高消費電力化が進む中で熱管理が課題となります。

OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable)

• 特徴: QSFP-DDよりもわずかに大きく設計されたフォームファクタで、8レーンをサポートします。

• 利点:

• • 優れた放熱性: サイズが大きいため、熱容量が12〜15W程度と大きく、高出力のモジュールや高消費電力のチップ（DSPなど）を搭載しやすい設計です。

  • 将来の拡張性: サイズの余裕があるため、将来的なさらなる高速化や機能追加（例: 1.6T）に対応しやすいとされています。

• 課題: QSFP-DDに比べてスイッチパネルのポート密度はやや低くなります。

1600Gでの動き（OSFP1600）

1600G（1.6T）規格のモジュールでは、さらに多くのレーン（FR16の場合は16レーン）と高い消費電力に対応する必要があるため、OSFPの設計をさらに拡張したOSFP1600などの新しいフォームファクタや、既存のQSFP-DDの限界を超える技術が必要になると見られています。

2. CPO (Co-Packaged Optics) の構造とメリット

データレートが800G、1.6Tと上がるにつれて、従来のプラグアブル光モジュールでは根本的な問題が発生します。

従来のプラグアブル方式の課題

スイッチングチップ（ASIC）とフロントパネルに挿入される光モジュール（トランシーバー）の間は、PCB（プリント基板）上の電気配線で接続されています。

• 課題: 速度が上がるほど、この電気配線による信号損失と消費電力が増大し、伝送のボトルネックとなります。

CPO (Co-Packaged Optics) とは

CPOは、この課題を根本的に解決するために提案された革新的なパッケージング技術です。

• 構造: 光電変換を行う部品（EO/OE）やシリコンフォトニクスチップを、スイッチングASICのすぐ隣、または同じパッケージ内に統合する方式です。

CPOの主なメリット

CPOを導入することで、以下のメリットが得られます。

1. 低消費電力化:

2. • チップと光部品間の電気配線長を大幅に短縮できるため、信号を増幅・補償するための電力損失を劇的に削減できます。

   • データセンター全体のエネルギー効率向上に最も貢献する要素です。

3. 信号整合性の向上と高速化:

4. • 電気配線が短いことで、信号劣化（ノイズや遅延）が最小限に抑えられ、高速かつ高精度なデータ転送が可能になります。

5. 高密度化:

6. • 光部品と電子部品を一つのパッケージに集積することで、従来の光モジュールよりも省スペースとなり、スイッチシステムのポート密度を向上させることができます。

CPO導入の課題

CPOは将来の主流技術と目されていますが、交換性（故障時のASICとモジュールの一体交換リスク）、製造歩留まり、熱管理、そして複雑な光ファイバーの接続など、量産化に向けた多くの課題が残されています。そのため、プラグアブルモジュールとCPOの間を埋める技術として、LPO (Linear-drive Pluggable Optics) なども並行して開発が進められています。

光ニューラルネットワークが光回路を使ってどのように高速情報処理を行うかについて、さらに詳細を知ることができます。(PyTorchによる畳み込み演算)

ありがとうございます。

PR:

	SDS8000Aシリーズ オシロスコープ 特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネル アナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー ・ 波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒 ・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート ・ 最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量 ・ デジタルトリガー
	SSG6M80Aシリーズ マルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器 主な特長 ・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能 最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値） ・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載 ・アナログ変調、パルス変調（オプション）
	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.

お礼、

T&Mコーポレーションは設立5年ですが、おかげさまで業績を着実に伸ばしており、
オフィスを港区芝（最寄り駅浜松町）に移転し、スペースも拡大いたしました。
電子計測器業界の「ゲームチェンジャー」として、高性能/高信頼/低価格/短納期を武器に
T&Mコーポレーションはお客様のご予算を最大限生かす製品群をご提案させていただいております。