Ethernetというか10GBASE-Tに関しては、2017年から【10GBASE-T、ついに普及？】と題し、全11回と番外編2回をお届けした。だが、ツイストペアによる銅配線のEthernetは10GBASE-Tまでで、25/40GBASE-Tはまだまだ実用化には至っていない。
【アクセス回線10Gbpsへの道】とも一部は被るかもしれないが、ここでは光ファイバーを利用する“光Ethernet”を紹介していこう。
「光Ethernetの歴史と発展」記事一覧
2021年5月のミーティングでは、ほかにも「Electrical Interface Objective Wording」や、「Considerations on beyond 100G per lane electrical objectives」といった電気層に関するいくつかの提案が行われた。
一方、Huaweiからは「LN-on-Insulator Modulator Technology for B400G Ethernet Application」として、LNoI（Lithium Niobate on Insulator：ニオブ酸リチウム利用した光導波路型デバイス）を利用することによって、200G PAM4で有望な結果が得られるという簡単な調査結果なども示された。
- 1.6Tb/s Ethernetの仕様策定も800Gb/s Ethernetと同時に開始へ
- 【Straw Poll #1】800Gb/sを4波長で1対のSMTで接続する（CWDM）方式に関し、2kmの最低到達距離を3kmへ延長するべきか？
- 【Straw Poll #2】Beyond 400Gb/s Ethernetの物理層の策定にあたってベースにすべきは
- 【Straw Poll #3】MAC層に1.6Tb/sのデータレートを加え、さらにオプションでChip-to-Chip/Chip-to-Moduleに8レーンで1.6Tb/sのオプションを加える。また、1.6Tb/s Ethernetの物理層に、8対SMFで最低500mと、8対SMFで最低2kmの仕様を追加するべきか？
- 【Straw Poll #4】800Gb/s Ethernetと1.6Tb/s EthernetでMAC層のパラメーターは同じにすべきか？
- 【Motion #1】8対のSMFを利用し、2km以上の到達距離を持つ800Gb/sの物理仕様を定める（75％）
- 【Motion #2】1.6Tb/sのMAC層の仕様を定める。このMAC層にはChip-to-Chip接続およびChip-to-Module接続用に、200Gb/s×8の構成を含める。さらに、8対のSMTで500m以上届く仕様、8対のSMTで2km以上届く1.6Tb/sの物理仕様も定める（75％）
- 【Motion #3】800Gb/s Ethernetと1.6Tb/s Ethernetで、MAC層のパラメーターを同じにする（75％）
- AUIインターフェースに100G×16を追加すれば、標準化が早まる？
1.6Tb/s Ethernetの仕様策定も800Gb/s Ethernetと同時に開始へ
だが、これらはあまり大きな話ではないので、興味ある方はそれぞれのPDFをご覧いただきたい。それはともかく、2021年6月のミーティングでは、2021年5月のミーティングでの提案内容に対する投票が行われた。その結果が以下だ。
【Straw Poll #1】800Gb/sを4波長で1対のSMTで接続する（CWDM）方式に関し、2kmの最低到達距離を3kmへ延長するべきか？
- Yes：39票
- No：24票
- もっと情報が必要：20票
- 棄権：14票
【Straw Poll #2】Beyond 400Gb/s Ethernetの物理層の策定にあたってベースにすべきは
- 200Gb/s Ethernet：73票
- 400Gb/s Ethernet：61票
【Straw Poll #3】MAC層に1.6Tb/sのデータレートを加え、さらにオプションでChip-to-Chip/Chip-to-Moduleに8レーンで1.6Tb/sのオプションを加える。また、1.6Tb/s Ethernetの物理層に、8対SMFで最低500mと、8対SMFで最低2kmの仕様を追加するべきか？
- Yes：69票
- No：3票
- もっと情報が必要：11票
- 棄権：5票
【Straw Poll #4】800Gb/s Ethernetと1.6Tb/s EthernetでMAC層のパラメーターは同じにすべきか？
- Yes：42票
- No：9票
- もっと情報が必要：4票
- 棄権：13票
【Motion #1】8対のSMFを利用し、2km以上の到達距離を持つ800Gb/sの物理仕様を定める（75％）
- 賛成：67票
- 反対：8票
- 棄権：17票
- →動議は可決
【Motion #2】1.6Tb/sのMAC層の仕様を定める。このMAC層にはChip-to-Chip接続およびChip-to-Module接続用に、200Gb/s×8の構成を含める。さらに、8対のSMTで500m以上届く仕様、8対のSMTで2km以上届く1.6Tb/sの物理仕様も定める（75％）
- 賛成：69票
- 反対：2票
- 棄権：12票
- →動議は可決
【Motion #3】800Gb/s Ethernetと1.6Tb/s Ethernetで、MAC層のパラメーターを同じにする（75％）
- 賛成：36票
- 反対：13票
- 棄権：14票
- →動議は否決
とりあえず、1.6Tb/sのEthernetに関する仕様についても、策定作業を同時に開始する（最終的に同じ中で策定されるかどうかはまだ分からない）ことは決まった格好だ。
AUIインターフェースに100G×16を追加すれば、標準化が早まる？
この結果、続く7月のミーティングにおいてObjectiveが改定されたほか、前回の最後で少しだけ触れた、OSPF-XDを利用した「頭の悪いソリューション」が早速提案されたのはさすがに笑えた。提案者はVIAVI solutionsのPaul Brooks氏とHuaweiのXinyuan Wang氏である。
両氏の提案は、要するにAUIインターフェースに100G×16を追加すれば標準化が早まる、というものだ。過去の歴史で言えば、1つのEthernet規格に複数のAUIオプションが含まれるのは普通であり、例えば800Gにしても100G×8と200G×4があるのだから、1.6Tは100G×16と200G×8があってもいいはずだ、というわけだ。
そもそも、AUIに200Gレーンが実現できるのはいつになるかを、過去のCMOSロードマップから推定すると、2026～2027年になるとされている。いずれは200Gに移行するとしても、そこまでの間は100Gレーンでつないでもいいだろう、と氏は主張している。
また、100G×16の場合、早期にテストツールの着手に取り掛かれることもメリットとしている。
当たり前だが、ベンダー各社は標準化が完了すれば（可能ならその前に）、これに準拠する製品をリリースしたいと考えている。こうした先端製品の場合、企画から製品化まで2年ほどということも珍しくない。
もちろんここでASICを起こすとなると、1～2年余分に掛かるが、テスト用の機材や第1世代の製品の場合、FPGAベースでの開発は珍しくなく、これだとTape out（物理的な配置配線を含む設計完了）後、即量産に入れることになる。問題は、そのFPGAが200Gに対応するのは相当先、ということだ。
この手の先端製品という意味では、Xilinxの「Virtex/Versal」シリーズや、Intel（旧Altera）の「Stratix/Agilex」シリーズになるが、XilinxのVersal PremiumにしてもIntelのAgilexにしても、現状搭載されている汎用高速SerDesはNRZで58G（PAM4で112G、Agilexだと116G）が最大速度であり、200Gに対応する製品は存在しない。
となると、FPGAの外部に何らかの方法で1:2のGearboxを入れるしかなく、これを用意するまで開発も検証も止まることになる。ところが、先に触れたOSFP-XDが利用できるとなれば、100G×16が現実的に可能になる、というわけだ。
もちろん、16レーンのAUIとなれば、これをまたがるFECを用意する必要があるので、手直しが不要というわけではない。ただが、これに要するコストはわずかで、実現可能性は高い、としている。
OSFP-XDの実現可能性をまずチェックすべきだと個人的には思うが、OSFP内部での作業でもあり外からは伺い知れない。というか参考文献がLightwave Onlineというあたりが……
そして、100Gb/sレーンが利用可能なら、少なくともAUIに関して言えば既に開発を始められる（対応したFPGAが存在する）ので、さまざまなコンポーネントやテスト機器の開発を開始できることになる。
さらに、プロセスの微細化が進行すれば2025年頃からは200Gb/sレーンへの対応が始められると予測され、2027年頃にはこれを利用した200Gb/sレーンの製品が出荷できる見通しだ。
これは、1.6T Ethernetの早期の立ち上げにつながることになり、決して悪い話ではない。ということで、1.6Tb/s EthernetのAUIに16レーン構成を追加する、というプロポーザルでプレゼンテーションを終わっているのだが、これはあくまでもAUI、つまり機器とモジュール（またはモジュール内部）のみの仕様であり、光インターフェースの方は考慮されていない。
現行の200Gb/s×8レーンという構成を前提にすれば、モジュール内部には2:1のGearboxを入れないといけないわけだ。そのGearboxの測定器はどうする？ という話になりそうだ。そのあたりを含めると、言っていることは理解できるものの、やっぱり「頭の悪いソリューション」な感じは拭えない。いや、これにあわせてSMF×16とかの仕様が定まるなら、それはそれで辻褄は合うのだが。