40G QSFP+モジュールにおけるXLPPI電気インターフェースとは？

40 GbEネットワークがクラウドプラットフォーム、ハイパースケールデータセンター、および高密度スイッチング環境で引き続き運用される中、ホストとプラグインモジュール間の電気的インタフェースは、光学部品そのものと同様に重要になっています。 ASIC（アプリケーション特化型集積回路） そのようなインタフェースの1つとして、しばしば 40 Gigabit QSFP+ datasheets, 、は XLPPI—の であり、これはIEEEイーサネットアーキテクチャ内で定義されています。 この記事では、XLPPIについて明確かつ実用的な説明を提供し、広く使用されている短距離40 Gbpsマルチモードファイバ（MMF）アプリケーション向けモジュールである.

LINK-PP社製LQ-SW40-SR4C 40G QSFP+ SWDMトランシーバ内でのXLPPIの機能を示します。 XLPPI電気インタフェースは、4つの並列チャネルを使用して40G QSFP+モジュールをネットワークハードウェアに接続し、高速データ伝送を可能にします。, XLPPIチャネルアーキテクチャを理解することは、ネットワークレイアウトの計画および信号問題の効果的なトラブルシューティングに役立ちます。.

主なポイント

• XLPPIは光ファイバおよび銅線モジュールの両方をサポートしており、ネットワーク設計における柔軟性と互換性を提供します。.

• 信号の安定性を維持することは、伝送エラーを回避するために極めて重要です。信頼性の高い性能を確保するため、.

• およびアイ・ダイアグラムの要件を遵守してください。.

• データセンターを設計する際には、ネットワークの拡張性を高め、将来にも対応できるように、ハードウェアがXLPPIをサポートしていることを確認してください。 、およびスキュー限界が規定されています。 ✅ XLPPI電気インタフェースの概要.

• XLPPIとは？.

XLPPI（40Gパラレル物理インタフェース：40G Parallel Physical Interface）

は、IEEE 802.3ba規格ファミリにおいて40 Gb/sイーサネット向けに定義された4レーンの電気インタフェースです。これは、ホスト側の40G PHYが

QSFP+モジュールと電気的に通信する方法を規定しています。 XLPPIの主な特徴 4本の電気レーン.

各レーンのデータレートは約

• 3125 Gb/s, CML差動信号方式（CML differential signaling） — 高速PCB環境に最適化

• 低ジッタ要件（Low-jitter requirements）, — 送信器／受信器用に定義されたアイマスクテンプレート付き

• チップ対モジュール接続（chip-to-module links）向けであり、, チップ対チップ接続（chip-to-chip interconnects）向けではありません。

• IEEEがプラグイン式光学デバイス向けに定義した, nPPI（nレーンパラレル物理インタフェース：n-lane Parallel Physical Interface）

• ファミリの一部を構成します。 nPPI (n-lane Parallel Physical Interface) family defined by IEEE for pluggable optics

XLPPIにより、40Gリンクを管理しやすい10Gクラスのレーンに分割でき、信号整合性の複雑さを低減しつつ、異なるモジュールベンダー間での相互運用性を維持します。.

信号レートおよびチャネルマッピング

XLPPI電気インターフェースが信号レートおよびチャネルマッピングをどのように処理するかを理解する必要があります。各レーンは約10.3125 Gb/sの固定レートで動作します。このインターフェースは、40 Gbpsのデータストリームを4つの均等な部分に分割します。この分割により、信号の同期が保たれ、エラー発生リスクが低減されます。.

マッピングプロセスは単純です。スイッチはトランシーバーへ4つの電気信号を送信します。モジュール内部では、各信号が異なる光波長に変換されます。モジュールはこれらの波長を結合し、単一のファイバーを通じて送信します。反対側では、別のモジュールが信号を分離し、4つの電気レーンとして再び出力します。.

以下は、4レーン構造が実際にはどのように機能するかを示す表です：

SMB展開を簡素化	説明
1	トランシーバーはスイッチから4つの電気10Gレーンを受信します。.
2	各レーンは特定の光波長に変換されます。.
3	モジュールは4つの波長を1本のファイバー上に多重化します。.
4	結合された信号はファイバーケーブルを介して伝送されます。.
5	別のモジュールが信号を受信します。.
6	モジュールは波長を分離します。.
7	各波長はスイッチ向けの電気レーンに再変換されます。.

このマッピングにより、高帯域幅をサポートし、ネットワークの柔軟性を維持できます。XLPPI電気インターフェースにより、40ギガビットイーサネット構成において光モジュールと銅モジュールの両方を使用可能になります。.

✅ XLPPIがLINK-PP LQ-SW40-SR4C QSFP+モジュール内部で動作する仕組み

この LINK-PP LQ-SW40-SR4C は、SWDM技術を用いた短距離マルチモードファイバー向けに設計された40G QSFP+トランシーバーです。このモジュールは以下の要素を含みます：

• 4×10G電気入出力レーン (XLPPI)

• 光ドメインにおける4つの多重化波長 (SWDM4)

• デュプレックスLCインターフェースを採用し、 MPOではなく

XLPPIがモジュールの内部データパスに統合される方法は以下のとおりです：

▷ ホストからモジュールへの電気信号伝送

スイッチまたはNIC ASICは、4つの同期した10Gデータストリームを QSFP+ ケージ. これらのレーンは、振幅、ジッタ耐性、およびAC結合差動信号を含むIEEE XLPPIの電気仕様に準拠しています。.

▷ 電気→光変換

LQ-SW40-SR4C内部では、4本のXLPPIレーンが高速ドライバ／ギアボックスに供給され、 VCSEL アレイに送られます。このモジュールは電気データを統合し、 four SWDM wavelengths, これにより、デュプレックス多モードファイバー上で40 Gb/sの伝送が可能になります。.

▷ 受信時の逆プロセス

RX側では、フォトダイオードが入力波長をデマルチプレクスし、光パワーを4本の10G電気レーンに変換し、XLPPIインタフェースを介してホストへ出力します。.

▷ なぜこれが重要なのか

XLPPIの採用により、このモジュールは業界標準の40Gスイッチとの相互運用性を確保し、独自インタフェースを回避するとともに、高速PCBトレース上の信号マージンを予測可能にします。.

✅ なぜ40G QSFP+が単一の高速レーンではなくXLPPIを採用するのか

単一レーンで40 Gb/sの電気インタフェースを設計するには、はるかに複雑なSERDES、より厳しいジッタ許容範囲、および高価な材料が必要となります。XLPPIは以下の方法でこれらの課題を解決します：

• レーンあたりの信号レートを 約10 Gb/sまで低減し、PCBルーティングを簡素化

• 高速シリアルPHYと比較して消費電力を低減 ホストとモジュール間のコネクタ上での予測可能な性能を実現

• ハードウェアの再利用性を確保

• （多くのシステムが10GクラスのSERDESを再利用できるため）, これにより、XLPPIはLINK-PP LQ-SW40-SR4Cのような小型・ホットプラグ可能なモジュールに最適です。

このようなモジュールに最適です。 QSFP+.

✅ システム設計者およびインテグレータにとってのXLPPIのメリット

電気的信頼性

単一の超高速度レーンと比べ、4本の10Gレーンは、十分なアイマージンおよびクロストーク制御を維持するのがはるかに容易です。.

モジュールの相互運用性

XLPPIが標準化されているため、LINK-PP LQ-SW40-SR4Cなどのモジュールは、Cisco、Arista、Juniperなど主要なスイッチプラットフォームにシームレスに接続できます。.

設計コストの低減

ASICベンダーは既知の10GクラスSERDESを実装でき、開発リスクを低減できます。.

拡張性

XLPPIはブレイクアウト用途（例：40G→4×10Gファンアウト）と整合しており、ToRスイッチで一般的に使用されています。.

✅ XLPPI と他のインタフェースの比較

XLAUI と CPPI の違い

高速ネットワーキングにおける他の電気インタフェースと比べて、XLPPI がどのように位置づけられるか疑問に思われるかもしれません。XLPPI、XLAUI、CPPI はそれぞれ、イーサネットシステムにおいて特定の役割を果たします。それらのアーキテクチャおよび用途を検討することで、違いをより明確に理解できます。.

• XLPPI チップ・ツー・モジュール・インタフェースとして機能します。主に 40G QSFP+ モジュールで使用され、スイッチまたは ASIC をトランシーバーに直接接続する際に、4 本のパラレル・レーンを用います。.

• XLAUI チップ・ツー・チップ・インタフェースとして機能します。スイッチやルーター内部で、異なるチップ同士を接続するために使用されます。これも 4 本のレーンを使用しますが、モジュールへの直接接続には使用しません。.

• CPPI 100G イーサネット向けのチップ・ツー・モジュール・インタフェースとして機能します。 100G モジュール, で使用され、4 本ではなく 10 本のパラレル・レーンをサポートします。.

これらのインタフェースを以下の表で比較できます：

インターフェース	レーン数	主な用途	接続タイプ
XLPPI	4	40G QSFP+モジュール	チップ・ツー・モジュール
XLAUI	4	内部チップ間リンク	チップ・ツー・チップ
CPPI	10	100G モジュール	チップ・ツー・モジュール

注：XLPPI および CPPI はチップ・ツー・モジュール接続向けに設計されていますが、XLAUI はネットワーク機器内部のチップ・ツー・チップ接続向けです。.

✅ XLPPI QSFP+ モジュールによって実現されるアプリケーション

• 40G アグリゲーションを必要とするスパイン／リーフ構成

• 仮想化クラスターに接続する TOR スイッチ

• マルチモード光ファイバーを用いたキャンパス・バックボーン・リンク

• 旧式機器との統合のための 40G 対 4×10G ブレイクアウト配線

この LINK-PP LQ-SW40-SR4C 特に 短距離 40G SR クラス展開 に適しています。これは LC コネクタを必要としますが、標準化された 4×10G 電気信号に依然として依存しています。.

✅ Conclusion

この ▶ 高速ネットワークにおけるメリット の基盤技術です。 （4×10Gレーンを備える）では、各レーンに独自の. 40 Gb/s を管理しやすい 4 本の 10G 電気レーンに分割することにより、ホスト ASIC とプラグアブル光学部品の間で堅牢で相互運用可能かつ規格準拠のリンクを提供します。.

次のようなモジュールでは、 LINK-PP LQ-SW40-SR4C, XLPPI は SWDM 方式の 40G イーサネット向けに効率的な電気－光変換を実現し、高密度・低消費電力・信頼性の高い性能を求める現代のデータセンターおよびエンタープライズ・ネットワークにとって不可欠なインタフェースとなっています。.

✅ FAQ

Q1. XLPPI とは何の略ですか？

XLPPIは「40ギガビット並列物理インターフェース」を意味します。これは、ネットワークスイッチまたはASICをQSFP+モジュールに接続するために使用します。このインターフェースは、高速データ転送のために4つのレーンを使用します。.

Q2. XLPPIが40G QSFP+モジュールにとって重要な理由は何ですか？

モジュールとホストデバイスが協調して動作することを保証するために、XLPPIに依存します。この規格は、高速データ転送、容易なアップグレード、柔軟なネットワーク設計をサポートします。高密度環境においても信頼性の高いパフォーマンスが得られます。.

Q3. XLPPIにおけるレーン構成とは何ですか？

XLPPIには4つの並列レーンが存在します。各レーンは約10.3125ギガビット／秒のデータを伝送します。この構成により、合計で40ギガビット／秒の転送速度を実現します。.

ヒント：レーン構成を理解することで、信号関連の問題のトラブルシューティングが容易になります。.

Q4. XLPPI互換性を確認する際にチェックすべき項目は何ですか？

スイッチ、サーバー、またはルーターがXLPPIをサポートしていることを確認してください。仕様書にXLPPIが明記されているモジュールを選択しましょう。これにより、接続に関する問題を回避できます。.

Q5. XLPPIとCPPIの違いは何ですか？

XLPPIは4レーンの40Gモジュールに使用され、CPPIは10レーンの100Gモジュールに使用されます。どちらもチップとモジュールを接続しますが、対応する転送速度が異なります。.

インターフェース	レーン数	速度
XLPPI	4	40Gbps
CPPI	10	100Gbps

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