光インターフェースの MSA：CWDM4、PSM4、100G Lambda、ZR/ZR+

プラガブルモジュールを規定する文書は3種類あります。フォームファクター MSA（SFP、QSFP-DD、 OSFP）は機構と電気ピンを、管理仕様（SFF-8472、SFF-8636、CMIS）はメモリマップを定めます。そして光インターフェース — 波長、パワー、伝送距離、符号化方式 — は、正式な規格（Ethernet なら IEEE 802.3、Fibre Channel なら T11、InfiniBand なら IBTA、トランスポートなら ITU-T）か、またはインターフェース MSA から来ます。インターフェース MSA とは、標準化団体がまだ策定していない PMD について、ベンダーのグループが合意したものです。データセンターで最も一般的な光モジュールの多くは MSA インターフェースであり、その名前はラベル上、 SFF-8024 のコード、そして CMIS のアプリケーションに現れます。

インターフェース MSA が存在する理由

IEEE は、レートごとにごく少数の伝送距離を標準化しています（100G の場合：SR4、LR4、ER4、後に DR、FR1、LR1）。事業者は、より安価な 2 km／500 m のオプション、デュプレックスのマルチモード、双方向光ファイバー、そしてプラガブルでのコヒーレント DWDM を求めました。そこでベンダーは、IEEE のプロジェクトが要する年単位の期間ではなく、数か月で MSA を策定しました。その後 IEEE の条項に採用されたり置き換えられたりしたものもありますが、MSA の名前は定着したままです。

カタログ

MSA／グループ	設立	定義内容	媒体と伝送距離	コード
10x10 MSA	2011年	100G を 10 × 10G 波長として実現（CFP）	SMF 2 / 10 / 40 km	レガシー
100G PSM4	2014年	4 × 25G パラレルシングルモード、1310 nm、MPO	SMF 500 m	Table 4-4 07h
100G CWDM4	2014年	1271–1331 nm CWDM 上の 4 × 25G、デュプレックス LC	SMF 2 km	06h
CLR4 Alliance	2014年	FEC なしでの動作を意図した CWDM4 の派生版	SMF 2 km	17h
SWDM Alliance	2015年	40G/100G SWDM4：デュプレックス MMF 上の 850–940 nm の4波長	OM4/OM5 100–150 m	1Fh / 20h
4WDM MSA	2017年	LAN-WDM 波長上の 100G 4WDM-10 / -20 / -40	SMF 10 / 20 / 40 km	22h–24h
100G Lambda MSA	2017年	波長あたり 100G の PAM4：100G-FR、100G-LR、400G-FR4、400G-LR4-10、後に 100G-ER1-30/40	SMF 2 / 10 / 30–40 km	26h、27h、48h、49h
400G BiDi MSA	2018年	400G-BD4.2 — 4対のデュプレックス MMF 上の 8 × 50G、1本の光ファイバーあたり2波長	MMF 70–150 m	IEEE 400GBASE-SR4.2 になった
OIF 400ZR	IA 2020年	QSFP-DD/OSFP での 400G コヒーレント DWDM（16QAM、CFEC）、増幅メトロ	SMF 80–120 km（増幅）	4Ah（IEEE では 400GBASE-ZR）
OpenZR+ MSA	2020年	400ZR を拡張：oFEC、100–400G のマルチレート、より長い伝送距離、QPSK/8QAM/16QAM	SMF リージョナル	CMIS のアプリケーション
OpenROADM MSA	2016年	事業者主導の 100–400G コヒーレント、オープンな線路システムの YANG モデルを付加	SMF ロングホール	CMIS のアプリケーション
800G Pluggable MSA	2019年	800G-FR4（4 × 200G、2 km）と 800G-PSM8 / DR8（8 × 100G、500 m）	SMF	800G のメディア ID
OpenEye MSA	2019年	電力と遅延を抑えるための 50G–400G 向けアナログ（DSP なし）PAM4 光モジュール	SMF / MMF	ベンダー固有
COBO	2015年	オンボード光学系のフォームファクターと管理（CMIS を使用）	—	識別子 02h クラス
CFP MSA	2009年	40G–400G 向けの CFP / CFP2 / CFP4 / CFP8 フォームファクター、コヒーレントの CFP2-DCO/ACO を含む	—	フォームファクター
25G / 50G Ethernet Consortia	2014年 / 2016年	IEEE 802.3by / 802.3cd に先行するシングルレーンの 25G と 50G Ethernet	—	IEEE に採用された
QSFP-DD, OSFP, SFP-DD, DSFP MSAs	2016–2018年	フォームファクター、および（OIF と共同で）CMIS／MIS 管理	—	フォームファクター

年は各グループの設立年または初版リリース年です。正確な日付とリビジョンは各 MSA のサイトにあります。

MSA と IEEE：相互運用性の落とし穴

組み合わせ	相互運用可能か	理由
100G CWDM4 ↔ 100G CLR4	通常は可	波長は同じ；CLR4 は FEC なし動作を規定 — ホストの FEC 設定を一致させる必要あり
100G CWDM4 ↔ 4WDM-10	不可	4WDM は CWDM ではなく LAN-WDM 波長（1295–1310 nm）を使用
100G PSM4 ↔ 100GBASE-DR4 / 400G DR4 ブレークアウト	不可	PSM4 は 4 × 25G NRZ；DR は光ファイバーあたり 100G PAM4
100G-FR / 100G-LR（Lambda MSA） ↔ 100GBASE-FR1 / LR1（IEEE）	可	IEEE が MSA のパラメーターを採用
400G-FR4（MSA） ↔ 400GBASE-FR4（IEEE）	可	同一
400ZR ↔ OpenZR+	400ZR モードのみ	ZR+ モジュールは通常 400ZR のアプリケーションにも対応
40G SWDM4 ↔ 40GBASE-SR4	不可	4波長のデュプレックス MMF 対パラレル MPO

マーケティング名ではなく、必ずモジュールのコンプライアンスコードを読んでください：コンプライアンスコード、物理的な不一致。

これらの光モジュールが使われる場面

データセンターのリーフ／スパイン — 100G では PSM4 と CWDM4 が主流でした。400G-FR4/DR4 と 800G-DR8 も同じパターンをたどります（Ethernet の光インターフェース）。
キャンパスとエンタープライズの MMF — 40G/100G でデュプレックスの OM3/OM4 を再利用する SWDM4 と BiDi。
メトロと DCI — 400ZR/ZR+ がトランスポンダーをプラガブルで置き換えます（コヒーレントと長距離伝送）。
AI クラスター — 800G MSA と IEEE 802.3df に基づく 800G DR8/2×FR4 （AI ファブリックにおける光）。

CodingBox では

CodingBox は、Check transceiver 上で SFF-8024 のコードと CMIS のアプリケーション ID から MSA インターフェースの名前を特定します — 100G CWDM4、 400G-FR4、400ZR — そのため、ラベルの表示にかかわらず、モジュールの実際のインターフェースが分かります。

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