IEEE 802.3bj: 100Gイーサネットバックプレーンおよび銅接続の基盤    

🔹 はじめに

データセンターがより高いポート密度と高速スイッチング容量へと拡大する中で、信頼性の高い高速電気インターフェースの必要性がますます重要になっています。IEEE 3bj 標準—2014年に承認された—は、 40Gおよび100Gイーサネット が バックプレーンチャネル および および銅ケーブルアセンブリを介してどのように動作するかを定義しています。.

この標準はイーサネット進化における画期的なものであり、後に25G、50G、100G、200G、400Gイーサネットの基盤となった25Gb/s信号技術を導入しました。.

この記事では、IEEE 802.3bjの目的、主要な技術、PHYタイプ、そして業界への影響について解説します—エンジニア、ネットワークアーキテクト、技術的な購入担当者向けに最適化されています。.

🔹 IEEE 802.3bjとは何ですか？

IEEE 3bj は物理層（PHY）仕様として以下のものを定義しています：

• 100GBASE-KR4 — バックプレーンを介した100Gb/s

• 100GBASE-KP4 — バックプレーンを介した100Gb/sで PAM4

• 100GBASE-CR4 — 双軸銅ケーブルを介した100Gb/s

• 40GBASE-CR4 — 双軸銅ケーブルを介した40Gb/s

主な目的は、困難なPCBバックプレーン環境および短距離銅リンクで ラインあたり25Gb/s 伝送を可能にすることです。.

🔹 IEEE 802.3bjが重要な理由

3bj以前、イーサネットは主に ラインあたり10Gb/s （10GBASE-KR）を使用していました。密度が増すにつれて、このアプローチでは効率的にスケールアップできませんでした。.

IEEE 802.3bjは最初の世代の 25Gb/s電気ライン, を導入し、これが以下のようなものにとって事実上の構築ブロックとなりました：

• 25Gイーサネット（3by)

• 50G / 100G / 200Gイーサネット（3cd)

• 200G / 400Gイーサネット（3bs)

要約すると：

3bjは、現代の高速イーサネット世代を可能にする転換点です。.

🔹 IEEE 802.3bjによって導入された主要な技術

25Gb/s電気信号

この標準は、高速リンクに必要なライン数を減らすために単一ライン25G信号を導入しています。.

PAM4変調（KP4用）

100GBASE-KP4は 4-level Pulse-Amplitude Modulation (PAM4), を使用し、より高い損失を持つバックプレーンでも動作するためにスペクトル効率を向上させています。.

前方誤り訂正（FEC）

3bjは堅牢な リード・ソロモンFEC, を定義しており、これはチャネル損失を補償し、 ビットエラーレート（BER） パフォーマンス。.

改善された信号整合性要件

この標準には、以下の仕様が含まれています：

• クロストーク抑制

• リターンロス

• ジッター耐性

• チャネルイコライゼーション（DFE、CTLE）

これらの改善により、高速な SERDES 現代のスイッチやNICで使用されています。.

🔹 IEEE 802.3bjで定義されたPHYタイプ

以下は、標準で定義されている各PHYの明確な分解です：

PHYタイプ	速度	伝送媒体	説明	一般的な用途
100GBASE-KR4	100Gb/s	バックプレーン	4 lanes×25G	高密度モジュラーバックプレーン
100GBASE-KP4	100Gb/s	バックプレーン	PAM4信号伝送	高損失バックプレーン
100GBASE-CR4	100Gb/s	ツインアックス銅ケーブル	DAC/AOC	TORスイッチ、短距離接続
40GBASE-CR4	40Gb/s	ツインアックス銅ケーブル	4 lanes×10G	旧来の40G銅接続

🔹 IEEE 802.3bj 対 IEEE 802.3cd 対 IEEE 802.3bs

機能	3bj	3cd	3bs
発表年	2014	2018	2017
変調方式	NRZ / PAM4	PAM4	PAM4
最大電気チャネルレート	25G	50G	25G
アプリケーション	40G / 100G	50G / 100G / 200G	200G / 400G
構成要素	初めての25Gチャネル	50Gチャネル、, TDECQ	400G光通信 PMD（物理メディア依存サブレイヤー）

IEEE 802.3bjは基盤となる移行点であり、IEEE 802.3bs/cdは速度と光インターフェースを拡張します。.

🔹 IEEE 802.3bjの実用的な応用例

• スパイン-リーフデータセンターのスイッチング

• 高密度モジュラーバックプレーン

• 短距離DAC/AOC銅ケーブルアセンブリ

• サーバーからトップオフレイク（ToR）への接続

• ミッドプレーンおよびバックプレーンのシャーシ間接続

電気チャネルでの100Gイーサネットが必要な場所では、IEEE 802.3bj準拠のPHYが使用されます。.

🔹 LINK-PPがIEEE 802.3bj展開をサポートする方法

LINK-PPは、広範な選択肢を提供し、 SFP+, SFP28, QSFP+, QSFP28 光トランシーバーと銅モジュールを備えており、これらはIEEE 802.3bjに基づく電気バックプレーンまたはスイッチとシームレスに共存します。.

互換性のあるモジュールには以下が含まれます：

• 100G QSFP28 SR4 / LR4 / PSM4シリーズ

• 10G / 25G / 40G / 100G SFPおよびQSFPソリューション

• 直接接続銅（DAC）製品

こちらで製品ラインナップをご覧ください：
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これらのモジュールは、IEEE 802.3bj PHYを使用するシステムを補完するために設計されており、安定した高速かつコスト最適化されたデータセンター接続を確保します。.

🔹 IEEE 802.3bj準拠システムの利点

✔ 低い電力消費

短距離光学リンクと比較して。.

✔ コスト効率の良い展開

銅ベースの接続により、TORスイッチングのCAPEXが削減されます。.

✔ 高密度

25G レーンは、コネクタおよびバックプレーンあたりの帯域幅を増加させます。.

✔ 将来的な標準にスケーラブル

同じ電気レーンアーキテクチャが 100G/200G/400G へと進化します。.

🔹結論

IEEE 802.3bj それはイーサネットの歴史において最も重要な規格の一つです。25G 電気レーン技術を導入し、信頼性のある 100G/40G コーポスおよびバックプレーンソリューションを定義し、すべての将来的な高速イーサネット開発の舞台を整えました。.

現代のデータセンターが 100G を採用し、200G/400G のアップグレードを準備している場合、802.3bj を理解することは必須であり、かつ LINK-PP その移行の各段階における完全互換の光学およびコーポス接続ソリューションを提供します。.