光リンクモジュールとは何ですか?

Jul 10, 2026

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---- 最終更新日: 2026 年 7 月

COBTEL optical link modules

光リンクモジュールは、電気信号を光信号に変換し、光ファイバーケーブル - を介して送信するコンパクトなデバイスで、長距離にわたって最大 800 Gbps の速度でのデータ転送を可能にします。

光トランシーバーとしても知られ、OSI モデルの物理層に位置し、光ファイバー通信システムのコアブリッジとして機能します。このガイドでは、光リンクモジュールとは何か、その仕組み、主なタイプ (SFP、QSFP、CFP、XFP)、主要なパフォーマンス指標、およびネットワークに適したものを選択する方法について学びます。

optical modules in the market

1. 光リンクモジュールの動作原理と構成

光リンクモジュールは、英語でOptical Transceiverと呼ばれ、光受信モジュール、光送信モジュール、光送受信モジュール、光転送モジュールなどの各種モジュールカテゴリーの総称です。

002

現在、光リンクモジュールについて話すときは、通常、光トランシーバを意味します (これは本文全体で当てはまります)。

光リンクモジュールハードウェアレベルで動作します - デバイスとファイバーケーブル間の物理的なブリッジです。その機能は非常に単純で、光電変換を実現します。光信号を電気信号に、電気信号を光信号に変換します。

optical module converts optical signals into electrical signals and electrical signals into optical signals.

単純そうに見えますが、実装プロセスにおける技術的な内容は低くありません。

The working principle of optical link modules

光リンクモジュールは通常、光送信機（TOSA、レーザーダイオードを含む送信光サブアセンブリ{0}}）、光受信機（ROSA、光検出器を含む受信光サブ-アセンブリ）、機能回路、および光（電気）インターフェイスで構成されます。

Composition of Optical Modules

光リンクモジュールの構成

段階的にどのように機能するかは次のとおりです。

送信側では、ドライバーチップが元の電気信号を処理し、半導体レーザーダイオード (LD) または発光ダイオード (LED) を駆動して変調された光信号を放射します。{0}

受信側では光信号が入力され、光検出器で電気信号に変換され、プリアンプで増幅されて出力されます。

2. 光リンクモジュールの梱包

初心者にとって、光リンクモジュールで最もイライラするのは、非常に複雑なパッケージ名と、困惑するようなパラメータの配列です。

the most frustrating aspect of optical modules is their extremely complex packaging names and the bewildering array of parameters.

パッケージングは、単純にフォームファクターの標準として理解できます。これは、光リンクモジュールを区別する主な方法です。

光ファイバー通信技術の急速な発展が、多数のパッケージング規格の主な理由です。

光リンクモジュールの速度は常に向上しており、そのサイズも縮小しているため、数年ごとに新しいパッケージング規格が導入されています。通常、新旧のパッケージ規格間の互換性は困難です。

パッケージの種類	スピード	代表的な用途	伝送距離
SFP	最大4Gbps	スイッチ、ルーター	80kmまで
SFP+	10Gbps	エンタープライズネットワーク	80kmまで
SFP28	25Gbps	データセンターアクセス層	10kmまで
QSFP28	100Gbps	データセンターコアレイヤー	10kmまで
QSFP-DD	最大400Gbps	ハイパースケールデータセンター	2kmまで
CFP	100 ～ 400 Gbps	通信バックボーンネットワーク	最大40km
OSFP	最大400Gbps	高電力通信アプリケーション-	2kmまで

さらに、光リンクモジュールのアプリケーションシナリオが多様化していることも、パッケージング規格が増加する理由となっています。異なる伝送距離、帯域幅要件、および使用場所は、異なる種類の光ファイバに対応し、したがって異なる光リンクモジュールに対応します。

以下の表に示すように、パッケージングを含む光リンクモジュールのいくつかの分類方法をリストしました。

some classification methods of optical modules, including packaging,

3. 光リンクモジュールの分類

パッケージングと分類を説明する前に、光通信の標準化団体を紹介しましょう。これらの包装規格は標準化団体によって決定されるためです。

現在、光通信を標準化する世界的な組織がいくつかあります。たとえば、よく知られている IEEE (電気電子技術者協会)、ITU-T (国際電気通信連合)、MSA (マルチソース協定)、OIF (光インターネットワーキングフォーラム)、CCSA (中国通信標準化協会) などです。

業界で最も一般的に使用されているのは、IEEE と MSA です。

MSA についてはあまり馴染みがないかもしれません。英語名はマルチソースアグリーメントです。これはマルチベンダーの仕様であり、IEEE と比較すると非公式の組織形態であり、業界提携の行動として理解できます。-

さて、いよいよパッケージングのご紹介です。

まず、次の画像をご覧ください。これは、さまざまなパッケージの出現期間と、それに対応する作業速度を正確に説明しています。

the emergence period of different packaging and their corresponding working speeds.

4. 共通パッケージ

現在、10+ 個の光リンクモジュールフォームファクタが使用されています。それぞれの機能といつ使用するかは次のとおりです。

GBIC

GBIC stands for Giga Bitrate Interface Converter. Before 2000

GBIC はギガビットレートインターフェイスコンバーターの略です。 2000 年以前は、GBIC が最も一般的な光リンクモジュールパッケージであり、最も広く使用されているギガビットモジュール形式でした。

SFP

SFP, the full name Small Form-factor Pluggable, is a small hot-pluggable optical module.

GBIC のサイズが大きいため、SFP は後に登場し、GBIC の地位を置き換え始めました。 SFP (正式名 Small Form-factor Pluggable) は、小型のホットプラグ可能な光リンクモジュールです。- GBIC パッケージに比べてサイズが小さいです。

SFP の体積は GBIC モジュールと比較して半分に削減され、同じパネル上で 2 倍以上のポートを構成できます。機能の面では、どちらもホットプラグをサポートしています。- SFP は最大 4Gbps の帯域幅をサポートします。

XFP

XFP is 10-Gigabit Small Form-factor Pluggable

XFP は 10-ギガビットスモールフォームファクタ- プラガブルです。これは、XFI (10Gb シリアルインターフェイス) 接続を備えたフルスピードのシングルチャネルシリアルモジュールを使用しており、Xenpak とその派生製品を置き換えることができます。

SFP+

SFP+ is also a 10G optical module.

SFP+ も 10G 光リンクモジュールです。サイズは SFP と同等で、XFP よりもコンパクト (約 30% 縮小)、消費電力が低くなります (一部の信号制御機能が削減)。

size comparison between GBIC SFP and SFP+

SFP28

SFP28 with a speed of 25Gbps

25Gbps の速度の SFP28 は主に、当時の 40G および 100G 光リンクモジュールの価格が高すぎたため、この妥協的な移行ソリューションが導入されました。

QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

QSFP(Quad Small Form-factor Pluggable), a four-channel SFP interface.

クアッドスモールフォームファクタ-プラグイン可能、4 チャネルの SFP インターフェース。- XFP の多くの成熟した主要テクノロジーがこの設計に適用されています。

QSFP は、4×10G QSFP+、4×25G QSFP28、8×25G QSFP28-DD 光リンクモジュールなどに分けることができます。

たとえば、QSFP28 は 4x25GE アクセスポートに適しています。 QSFP28 を使用すると、40G を経由せずに 25G から 100G にアップグレードできるため、配線の難しさが大幅に簡素化され、コストが削減されます。

QSFP28 is suitable for 4x25GE access ports

QSFP-DD

2016 年 3 月に設立された DD は「Double Density」の略です。の4つのチャンネルを増やします。QSFP8チャンネルまで。

QSFP ソリューションと互換性があります。元の QSFP28 モジュールは引き続き使用でき、別のモジュールを挿入するだけです。電気接点の数QSFP-DDQSFP28の2倍です。

QSFP-DD(Double Density) it has 8 channels

QSFP-DD は、チャネルごとに 25Gbps NRZ または 50Gbps PAM4 信号形式を使用します。 PAM4 を使用すると、最大 400 Gbps のレートをサポートできます。

PAM4

PAM4 (4 パルス振幅変調) は「倍増」テクノロジーです。

光リンクモジュールの場合、レートを向上させたい場合は、チャネル数を増やすか、単一チャネルのレートを増加します。

従来のデジタル信号は主に NRZ（Non-Return-to-Zero）信号を使用し、高信号レベルと低信号レベルを使用してデジタル論理信号の 1 と 0 の情報を表し、各信号シンボル期間が 1 ビットの論理情報を送信します。

PAM4 は各信号パルス内のデータを 2 倍にし、チャネル (0、1、2、3) を追加することなく効果的に速度を 2 倍にします。同じチャネル物理帯域幅の下で、PAM4 は NRZ 信号の 2 倍の量の情報を送信するため、レートが 2 倍になります。

PAM2 and PAM4 signals Diagram

CFP/CFP2/CFP4/CFP8

Centum ギガビット Form Pluggable、高密度波長分割光通信モジュール。伝送速度は100～400Gbpsに達します。

CFP は SFP インターフェイスに基づいて設計されており、サイズが大きくなり、100 Gbps データ伝送をサポートします。 CFP は、単一の 100G 信号、1 つまたは複数の 40G 信号をサポートできます。

CFP、CFP2、および CFP4 の違いはサイズにあります。 CFP2 のサイズは CFP の半分、CFP4 は CFP の 4 分の 1 です。

CFP8 は 400G 向けに特別に提案された実装形態で、CFP2 と同様のサイズです。 25Gbps および 50Gbps のチャネルレートをサポートし、16x25G または 8x50 電気インターフェイスを通じて 400Gbps のモジュールレートを達成します。

The difference between CFP, CFP2, and CFP4 lies in their size.

OSFP

OSFP, Octal Small Form Factor Pluggable

これはやや混同しやすいですが、OSPFルーティングプロトコル。

OSFP、オクタルスモールフォームファクタープラガブル, 「O」は「octal」の略で、2016年11月に正式に発売されました。

8 つの電気チャネルを使用して 400 GbE (8*56 GbE ですが、56 GbE 信号は PAM4 変調下の 25 G DML レーザーによって形成されます) を達成するように設計されており、QSFP-DD よりわずかに大きく、より高いワット数の光エンジンとトランシーバーを備え、放熱性能がわずかに優れています。-

これらは、一般的な光リンクモジュールのパッケージング標準の一部です。

5. 400G 光リンクモジュール

お気づきかと思いますが、パッケージの紹介で 400Gbps をサポートする 3 種類の光リンクモジュール、QSFP-DD、CFP8、OSFP について言及しました。

The difference between QSFP-DD, CFP8, and OSFP.

400G は現在、光通信業界の主要な競争方向です。 2026 年の時点では、400G も大規模な商用利用の初期段階にあります。{4}}

周知のとおり、5G ネットワーク構築の大規模な開始、クラウドコンピューティングの急速な発展と大規模なデータセンター建設により、ICT 業界の 400G 需要はますます緊急になっています。{0}{2}

初期の 400G 光リンクモジュールでは、CDFP または CFP8 パッケージを使用した 16 レーン 25Gbps NRZ 実装方式が使用されていました。

この実装方法は、100G 光リンクモジュール用に開発された成熟した 25G NRZ テクノロジーの利用による恩恵を受けています。ただし、16 レーンの並列伝送が必要なため、消費電力が高く、サイズも大きくなり、データセンター用途には適さないという欠点があります。

その後、PAM4 が NRZ に取って代わり始めました。

光側では、400G 信号伝送は主に 8 レーンの 53Gbps PAM4 または 4 レーンの 106Gbps PAM4 を使用して実現され、電気側では、8 レーンの 53Gbps PAM4 電気信号が OSFP または QSFP{10}} DD パッケージ形式で使用されます。

比較すると、QSFP-DD パッケージは小型であり（従来の 100G 光リンクモジュール QSFP28 パッケージと同様）、データセンターアプリケーションにより適しています。 OSFP パッケージはわずかに大きく、より多くの電力を供給できるため、通信アプリケーションにより適しています。

現在、400G 光リンクモジュールは、パッケージング方法に関係なく非常に高価であり、ユーザーの期待に応えるには程遠いです。したがって、すぐに普及させることはできません。

400G optical modules, regardless of the packaging methods, are very expensive

もう 1 つの注目すべき技術は、一般にシリコンフォトニクスとして知られるシリコンフォトニクスです。

シリコンフォトニクスは、400G時代において幅広い応用範囲と高い競争力を持つと見なされ、多くの企業や研究機関から注目を集めています。

6. 光リンクモジュールの主要な概念

400G について簡単に説明した後、光リンクモジュールの分類を続けましょう。

パッケージングに基づいて、いくつかのパラメータと組み合わせて、光リンクモジュールの名前が付けられます。

100G を例に挙げると、次のタイプの光リンクモジュールがよく見られます。

Take 100G for example, we often see the following types of optical modules standards

100GBASE で始まる規格は、IEEE 802.3 ワーキンググループによって提案されています。 PSM4 と CWDM4 は MSA からのものです。

PSM4 (パラレルシングルモード 4 レーン、パラレルシングル-モード 4- チャネル)

CWDM4 (粗波長分割多重化装置 4 レーン、4- チャネル粗波長分割多重)

IEEE 802.3 の名前を見てみましょう。

the naming of IEEE 802.3:

上の図に示すように:

100GBASE- LR4 の名前では、LR は長距離、つまり 10Km を意味し、4 は 4 つのチャネル、つまり 4*25G が結合されて 10Km を伝送できる 100G 光リンクモジュールを形成することを意味します。

-R の命名規則は次のとおりです。

The naming rules for -R

IEEE の 100GBASE、MSA の PSM4、CWDM4 がある理由は、100GBASE-SR4 がサポートする距離が短すぎて相互接続のニーズをすべて満たすことができず、100GBASE-LR4 のコストが高すぎるためです。 PSM4 と CWDM4 は、より優れた中距離ソリューションを提供しました。-

距離とチャンネル数に加えて中心波長も見てみましょう。

光の波長はその物理的特性を直接決定します。現在、光ファイバーに使用される光の中心波長は、主に850nm、1310nm、1550nm（nmはナノメートルの略）です。

このうち、850nmは主にマルチモードに使用され、1310nmと1550nmは主にシングルモードに使用されます。

シングルモードとマルチモードの詳細については、光ファイバーに関する以前の説明を参照してください。

シングルモードとマルチモードの場合、ベアモジュールにマークが付いていないと、混同しやすくなります。

したがって、メーカーは通常、プルリングの色でこれらを区別します。

manufacturers generally distinguish singlemode/multimode and wavelength by the color of the pull ring

Pull ring of blue and yellow

青と黄色のプルリング

ここでは、よく目にする WDM CWDM と DWDM についても説明します。

WDM は波長分割多重化の略です。簡単に言うと、異なる波長の光信号を同じ光ファイバーに多重化して伝送します。

WDM (Wavelength Division Multiplexing), it multiplexes different wavelength optical signals into the same optical fiber for transmission.

実際、波長分割多重は周波数分割多重の一種です。波長 × 周波数=光の速度 (固定値) であるため、波長で割ることは実際には周波数で割ることになります。光通信では、人々は波長によって名前を付けることに慣れています。

DWDM は高密度 WDM、CWDM は粗い WDM です。名前から、D-WDM の波長間隔が小さいことが理解できるはずです。

Comparison table between Dense WDM and Coarse WDM

WDM の利点は大容量であり、長距離伝送が可能であることです。

ちなみにBiDi（BiDirectional）とは、単一方向、1本の光ファイバー、双方向の送受信です。動作原理は次の図に示されています。

実際にはフィルターを追加しています。送信と受信の波長が異なるため、送信と受信を同時に行うことができます。

The working principle of BiDi (BiDirectional): unidirectional, one optical fiber, bidirectional transmission and reception.

BiDi (one optical fiber, bidirectional transmission and reception) optical module

7. 光リンクモジュールの基本指標

光リンクモジュールがニーズを満たしているかどうかは、出力電力、受信感度、消光比、飽和電力という 4 つの主要な仕様によって決まります。

光リンクモジュールの基本的な指標には主に次のようなものがあります。

出力光パワー

出力光パワーとは、光リンクモジュールの送信側の光源の出力光パワーを指します。これは、W、mW、または dBm の単位で表される光の強度として理解できます。このうち、W または mW は線形単位、dBm は対数単位です。通信では、通常、光パワーを表すために dBm を使用します。

光パワーの 3dB の減少は半分になることを意味し、0dBm は 1mW に相当します。

最大受信感度

受信感度とは、一定のレートおよび誤り率における光リンクモジュールの最小受信光パワーを dBm 単位で表します。

一般に、レートが高くなるほど受信感度は悪くなり、最小受信光パワーが大きくなり、光リンクモジュールの受信端デバイスに対する要件が高くなります。

消光比

消光比は、光リンクモジュールの品質を測定するために使用される重要なパラメータの 1 つです。

これは、完全変調条件下での信号の平均光パワーと空間信号の平均光パワーの最小比を指し、0 と 1 の信号を区別する能力を示します。光リンクモジュールの消光比に影響を与える 2 つの要素は、バイアス電流 (bias) と変調電流 (Mod) であり、ER=Bias/Mod として考慮できます。

消光比の値は必ずしも高ければ高いほど良いというわけではありません。 802.3 規格を満たす消光比を持つ光リンクモジュールが適しています。

飽和電力

飽和光パワーとも呼ばれ、一定のエラーレート (10-10-10-12) を維持しながら、一定の伝送速度下での最大入力光パワーを指します (単位は dBm)。

なお、強い光が照射されると光検出器は飽和現象を起こします。この現象が発生すると、検出器が回復するまでに一定の時間がかかり、その間に受信感度が低下し、受信信号を誤判定してエラー現象を引き起こす可能性があり、受信側の検出器も非常に損傷しやすくなります。したがって、使用中にその飽和光パワーを超えないようにする必要があります。

8. 光リンクモジュールの業界チェーン

最後に、光リンクモジュールの業界チェーンについて簡単に説明しましょう。

現在、光リンクモジュール市場は、主に5Gとデータセンター、前述したように。

Optical Communication Industry Chain and Major Companies

5G ネットワーク構築で最もコストがかかる 2 つの側面は、基地局と光トランスポートネットワークです。光伝送ネットワークにおいて、光ファイバの含水量はそれほど多くありませんが、光リンクモジュールは非常に厄介です。

Cost Components of Optical Modules

光リンクモジュールの中心となる最も高価なコンポーネントはチップです。レーザーと光検出器のチップがコストの半分以上を占めます。

チップに関しては、現在の状況では、ハイエンドチップでは海外メーカーが有利ですが、ミッドエンドからローエンドチップでは国内メーカーが有利です。{{1}{2}}-しかし、国内メーカーはハイエンド市場で躍進を続けています。-ハイエンドチップの利益率がローエンドチップよりも高いことは明らかです。-

中国には全体として1000社以上の光通信会社があるが、利益率はいずれも非常に低い。また、産業チェーン構造においては、機器メーカー（ファーウェイ、ZTE）、光通信会社も比較的「謙虚」であり、交渉力がありません。

業界の競争は熾烈で、新製品やハイエンド製品のほうが利益は多くなりますが、時間の経過とともに利益は縮小していきます。{0}

とりあえず、ざっくりこんな感じです。

9. 適切な光リンクモジュールの選び方: 完全な購入者ガイド

適切な光リンクモジュールを選択するのは難しいと感じるかもしれません。- 市場には多数のフォームファクタ、波長、リーチクラス、ベンダーのバリエーションがあります。しかし、その決断は結局のところ、6つの実際的な要素。注文する前にこのチェックリストに目を通しておけば、ネットワークエンジニアが犯す最も一般的な (そして高価な) 間違いを回避できます。

9.1 現在および将来の帯域幅ニーズに速度を合わせる

まず、必要なデータ速度を特定します。共通の階層は、1G → 10G → 25G → 40G → 100G → 400G。良い経験則: 今日のピークトラフィックを快適に処理できるモジュールを選択してください。30 ～ 50% のヘッドルーム今後 2 ～ 3 年の成長に向けて。

過度に指定しないでください。- 400G QSFP-DD モジュールのコストは 100G QSFP28 の 10 倍になる可能性があり、スイッチまたはサーバー NIC がその帯域幅を拡張できない場合は、決して使用しない容量に対して料金を支払っていることになります。ほとんどのエンタープライズアクセス-層の展開では、SFP+ (10G)またはSFP28(25G)2026 年も引き続きスイートスポットです。

9.2 伝送距離の決定

伝送距離によって、必要なファイバーの種類と波長の両方が決まります。

- 500m以内- 使用マルチモードファイバー (OM3/OM4/OM5)と850nmモジュール（例: SFP-SR、QSFP-SR4）。これらが最も安価なオプションです。
- 10kmまで- 使用シングルモードファイバー-と1310nmモジュール（例: SFP-LR、QSFP-LR4）。キャンパスやメトロネットワークに最適です。
- 40～80kmまで- 使用シングルモードファイバー-と1550nmモジュール（例: SFP-ER、SFP-ZR）。長距離通信および{6}データセンター間-リンクに必要です。{6}

あなたのものもチェックしてください光パワーの予算- モジュールの最小送信電力と受信感度の差から、総ファイバー損失を差し引いたもの（通常、シングルモードでは 0.35 dB/km、マルチモードでは 3.0 dB/km）。-計算がうまくいかない場合は、リンクもうまくいきません。

9.3 ベンダーの互換性の確認

すべてのモジュールがすべてのスイッチで動作するわけではありません。主要ベンダー -シスコ、ファーウェイ、ジュニパー、アリスタ、HPE、デル- は独自のファームウェアコーディングを使用して「承認された」モジュールを識別します。オプション:

- OEMモジュール- は互換性を保証していますが、通常は 3 ～ 5 倍高価です。
- サードパーティの互換性のあるモジュール-- MSA- 準拠のモジュールは、特定のスイッチベンダーに合わせてコード化されています。通常60～80％安くなる世界中のハイパースケールデータセンターの実稼働環境で使用されています。

どちらのルートを選択する場合でも、一括注文する前に、モジュールのコーディングがスイッチのモデルおよびファームウェアのバージョンと一致していることを必ず確認してください。

9.4 適切なコネクタタイプの選択

光リンクモジュールは、フォームファクタとチャネル数に応じて異なるファイバコネクタを使用します。

- LCデュプレックス- は最も一般的なコネクタで、SFP、SFP+、SFP28、シングル-チャネル QSFP-LR4 モジュールで使用されます。
- MPO/MTP- 12- または 24- ファイバーリボンコネクタ。QSFP-SR4、QSFP28-SR4、QSFP-DD-SR8 などの並列モジュールで使用されます。
- SC- の古い大規模なコネクタ。一部の通信環境や従来の導入環境でまだ使用されています。

モジュールのコネクタタイプが既存のパッチパネルおよびファイバカセットと一致していることを確認してください。- コネクタが一致しない場合は、アダプタまたは新しいケーブル接続が必要です。

9.5 環境要件と動作要件の確認

標準の商用モジュールは、以下の間で確実に動作します。0度および70度。屋外キャビネット、産業施設、または空調設備のないクローゼットに導入する場合は、次の点を探してください。工業用-グレード（I-温度）モジュール評価された-40 度から +85 度。以下もチェックしてください:

- 消費電力- は高密度データセンターラックにとって重要です。{1} QSFP-DD モジュールはそれぞれ 12W 以上を消費できます。スイッチごとに 32 ポートを増やすと、熱負荷が急速に増加します。
- DDM/DOM のサポート- デジタル診断モニタリングにより、温度、電圧、TX/RX 電力、バイアス電流をリアルタイムで読み取ることができ、事前のトラブルシューティングが可能になります。{1}本番ネットワークについては交渉不可。-

9.6 総所有コストに対する予算のバランスをとる

ステッカーの価格がすべてではありません。 6 か月で故障する安価なモジュールは、人件費、ダウンタイム、交換料金の点で、高品質のモジュールよりもはるかに高くなります。探す：

- 少なくともメーカー保証3～5年(大手ベンダーは生涯保証を提供しています)。
- 無料の生涯技術サポートと RMA サービス。
- バッチテストレポートと MSA 認定ドキュメント。

2025 年の一般的な価格ベンチマーク: SFP 1G (~\\$8–15)、SFP+ 10G (~\\$15–80)、QSFP28 100G (~\\$50–300)、QSFP-DD 400G (~\\$200–800)。 -信頼できるサプライヤーが提供するサードパーティ互換モジュールは、**OEM-同等のパフォーマンスを 20～40% のコストで提供**しており、これがハイパースケーラーがブランドの光学部品をほとんど購入しない主な理由です。