XLPPI 対 XLAUI の解説：QSFP モジュール向け電気インターフェース

高速イーサネットシステムでは、電気インターフェースがホストデバイスと光トランシーバー間のデータフローを決定します。40Gおよび100Gネットワークアーキテクチャで広く言及される2つのインターフェースは、
XLPPI および XLAUI. です。表面的には類似しているように見えます——どちらもマルチレーンの電気信号伝送を定義していますが、それぞれは
異なる目的を果たし、
, 異なる標準化団体から発祥し、
異なる標準化団体から発祥し、
, 異なる性能世代をサポートします。
異なる性能世代をサポートします。
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本記事では、
XLPPI 対 XLAUI
, の体系的かつ権威ある比較を提供し、各インターフェースが現代の光モジュールエコシステム（特に
QSFP+, QSFP28, および バックハイラウンド データセンターで広く展開されているモジュール）にどのように適合するかを明確に説明します。
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基盤：IEEE 802.3ba および 40G アーキテクチャ

相違点を深掘りする前に、共通の基盤を理解する必要があります。XLAUI および XLPPI の両インターフェースは、
IEEE 802.3ba スタンダード for 40 Gigabit Ethernet.

両方の頭字語に含まれる「XL」は、ローマ数字で40を表します。両インターフェースとも、
4-lane parallel architecture, 各レーンは以下の速度で動作します：
3125 Gbps.

• 合計帯域幅：
  25 Gbps（64b/66b 符号化オーバーヘッドを含む）。
  .

• 実効データレート：
  40 Gbps。
  .

ただし、OSI物理層（PHY）階層内における位置付けこそが、両者の分岐点です。
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XLAUIとは？（40Gアタッチメントユニットインターフェース）

XLAUI（40Gアタッチメントユニットインターフェース）
は、IEEEによって定義された電気インターフェースであり、
IEEE 802.3ba 向け 用に定義された電気インターフェースです。XLAUIは、特にQSFP+などのプラグイン式モジュールにおいて、. で導入されました。その動作方式は以下のとおりです：

• 3125 Gb/s

• レーンあたり10.3125 Gbps
  

• 64B/66Bラインコーディング
  

• NRZ信号方式
  

▷ XLAUI の 40G イーサネットにおける役割

XLAUI は、以下の間の内部電気リンクとして機能します：

• MAC ⇆ PHY
  

• MAC ⇆ PMA/PMD
  

• PHY ⇆ 内部光エンジン（固定光学式プラットフォームの場合）
  

これは、プラグイン可能なモジュールインターフェースで直接使用されるものではありません。代わりに、XLAUI はスイッチ、ルーター、およびネットワークカードの内部信号経路の一部です。
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▷ XLAUI の使用場所

XLAUI は主に以下のものに関連付けられています：

• 40GBASE-SR4 （MPO-12 光ファイバー）
  

• 40GBASE-LR4 （4×10G λ WDM）
  

• 40GBASE-CR4（DAC ケーブル）
  

これらのモジュールは4本の10Gレーンを使用しますが、XLAUIインターフェースは通常、
ホスト内部で実装され、
, QSFP+ コネクタ上には実装されません。
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XLPPIとは？（拡張低消費電力／低電圧パラレルインターフェース）

XLPPI （拡張低消費電力／低電圧パラレルインタフェース） は、MSAで定義された電気的インタフェースであり、以下間で使用される：

• ホストPHY／ASIC ⇆ 取り外し可能なQSFPファミリ光モジュール

XLAUI（40Gに限定）とは異なり、XLPPIは 複数のイーサネット世代をカバーし、 複数のQSFPフォームファクタに対応する。.

サポートされる速度および変調方式

XLPPIがサポートするもの：

イーサネット世代	モジュールタイプ	レーン数	レーンレート	変調方式
40G	QSFP+	4	10G	NRZ
100G	QSFP28	4	25G	NRZ
200G	バックハイラウンド	4	50G	PAM4
高いポート密度	QSFP-DD	8	50G PAM4	PAM4
800Gへとスケールアップする場合でも	QSFP-DD800	8	100G PAM4	PAM4

XLPPIの目的

XLPPIは以下のことを保証する：

• 低電圧・低消費電力パラレル信号伝送

• ホストとモジュール間の高信頼性高速電気接続

• すべてのQSFP世代における互換性

• 厳格な信号完全性（SI）要件を満たす短いPCBトレース上での安定動作

これにより、XLPPIは現代の取り外し可能な光学デバイスの背後で支配的な電気インタフェースとなっている。.

XLPPI vs. XLAUI — 主な相違点

この2つのインタフェースは、イーサネットアーキテクチャの異なる部分で動作し、異なる設計目標を満たす。.

異なる標準化団体

インターフェース	定義主体	主な適用範囲
XLAUI	IEEE 802.3ba	MAC ⇆ PHY間の内部インタフェース
XLPPI	QSFP/QSFP-DD MSA	ホスト ⇆ 取り外し可能な光モジュール

XLPPIはQSFPファミリと密接に関連しており、一方XLAUIはイーサネットの内部論理層と関連している。.

異なるアプリケーション層

レイヤー	XLAUI	XLPPI
インタフェース位置	スイッチ／ルータ内部	モジュールコネクタ部
利用者	MAC、PHY、PMA／PMD	ASIC／PHY ⇆ QSFPモジュール
ハードウェアエンジニアへの露出度	内部シリコン設計	取り外し可能なトランシーバのためのPCB設計
取り外し可能な光学デバイスへの適用	間接的	ダイレクト

サポートされる速度の違い

XLAUIは固定値：

• 4 × 10.3125 Gbps（40G）

XLPPIは以下のようにスケーリング可能： 40G → 800G, モジュールフォームファクタおよびSerDes世代に応じて変化。.

信号技術

機能	XLAUI	XLPPI
信号方式	NRZ	NRZ＋PAM4
電圧	標準	低電圧／低消費電力最適化
SI最適化	旧式	先進的でQSFP特化型
将来への対応力（フューチャープルーフ）	なし（40Gのみ）	あり（40G～800G）

現代のQSFPモジュールがXLAUIではなくXLPPIを使用する理由

XLPPIは以下の点で優れているため：

• 短距離から長距離まで、 ホットスワップ可能なモジュール——の活用を意味し、
  

• 最適化する 消費電力

• 維持する 信号整合性 高速域においても

• 200G／400G／800Gに必要な PAM4伝送を 実現する

• QSFPコネクタの機械的・電気的制約に適合する

すべての現代の取り外し可能な光学デバイス—SFP+/SFP28, QSFP+/QSFP28, バックハイラウンド, QSFP-DD—は MSAで定義された低電圧インタフェース、, すなわちXLPPIを含むものを使用する。.

LINK-PP顧客向けのユースケース関連性

高速光モジュールを選定する顧客にとって LINK-PP, 、XLPPIおよびXLAUIを理解することで、以下の点が明確になります：

• なぜ QSFP+およびQSFP28モジュールがXLPPIに依存するのか

• 電気インターフェースがどのように影響を与えるか モジュールの相互運用性

• どのタイプのモジュールが 10G、25G、50G、または100Gのレーンレートをサポートするか

XLPPI vs. XLAUI — 概要表

カテゴリ	XLPPI	XLAUI
標準	MSA	IEEE
イーサネット世代	40G–800G	40Gのみ
レーン速度	10G / 25G / 50G / 100G	10G
変調方式	NRZおよびPAM4	NRZ
インタフェース位置	ホスト ⇆ プラグインモジュール	MAC ⇆ PHY（内部）
使用される場所	QSFP+, QSFP28, バックハイラウンド, QSFP-DD	内部シリコン
将来的な拡張性	高い	なし

最後に

XLPPIおよびXLAUIは、いずれもイーサネットの電気的アーキテクチャにおいて不可欠な構成要素ですが、それぞれ根本的に異なる要件に対応しています。. XLPPI は、現代のQSFP光トランシーバの背後にあるインターフェースであり、40Gから800Gまでのスケーラブルで省電力・高密度なネットワーキングを実現します。. XLAUI, 一方、は40Gイーサネットの内部ロジックにおける重要なIEEEインターフェースですが、プラグインモジュールコネクタでは使用されません。.

これらの違いを理解することは、ネットワークエンジニアが適切なハードウェアを選択する上で役立ち、また組織が光インフラ全体において安定性と将来への互換性を確保する上で重要です。.