オフィスのサーバールームなどに設置されたネットワーク機器を見ると、通常のLANケーブルとは異なる、小さな金属製の部品や太いケーブルが接続されていることがあります。これらは、サーバーやスイッチなどを10Gbps・25Gbps・100Gbpsといった高速なネットワークで接続するために使われています。
代表的なものが「SFP」「QSFP」と呼ばれる接続部品と、「DAC」「AOC」と呼ばれるケーブルです。
この記事では、それぞれの役割や違い、機器間の距離に応じた使い分け、接続部品を交換するときの注意点について紹介します。
ラック内の高速接続とは？
ネットワーク機器を収納するラックには、スイッチやサーバー、共有ストレージなどが設置されています。例えば、複数のパソコンから利用する共有ストレージや、多数のネットワーク機器を集約するスイッチでは、大量のデータをやり取りするために高速な通信が必要になることがあります。
こうした機器間の接続には、一般的なLANケーブルのほか、光ファイバーや高速接続用の専用ケーブルが使われています。主な接続方法には、次の3種類があります。
| 接続方法 | 特徴 |
|---|---|
| 光モジュール＋光ファイバー | モジュールとケーブルを別々に用意して接続する |
| DAC | 両端の接続部と銅ケーブルが一体になっている |
| AOC | 両端の接続部と光ファイバーが一体になっている |
いずれも、通信機器の対応するポートに接続して使用します。
SFP・QSFPとは？
SFPやQSFPは、スイッチなどの通信機器に取り付ける、小型の接続部品の規格や形状の系統を表す名称です。通信機器側には対応するポートがあり、そこへ光モジュールなどを差し込んで使用します。SFP系は小型の接続部品として広く使われており、QSFP系は複数の高速信号をまとめて扱う接続に利用されています。
SFP・SFP+・SFP28の違い
SFPには、対応する通信速度によって複数の種類があります。
| 名称 | 代表的な通信速度 |
|---|---|
| SFP | 1Gbps |
| SFP+ | 10Gbps |
| SFP28 | 25Gbps |
| QSFP+ | 40Gbps |
| QSFP28 | 100Gbps |
例えば、10Gbpsのネットワークを構成する場合にはSFP+、100Gbpsの接続ではQSFP28が使用されることがあります。
なお、これらは代表的な通信速度を示したものです。SFP・QSFPにはほかにも多くの世代や通信方式があり、機器によって利用できる速度も異なります。
また、SFP+とSFP28のように外形が似ている製品でも、すべての機器で自由に交換できるわけではありません。実際に使用できる部品は、スイッチの対応ポートや設定、機器メーカーが指定する互換性によって決まります。
ポートとモジュールの違い
スイッチなどの通信機器には、SFPやQSFPに対応するポートが設けられています。そこへ光モジュールを差し込み、さらにモジュールへ光ファイバーケーブルを接続することで通信します。また、後述するDACやAOCは、ケーブルの両端にSFP・QSFP系の接続部が一体化されています。つまり、SFP・QSFPは接続部の形式、DAC・AOCはケーブルを含む接続方式を表しています。
光モジュール・DAC・AOCの違い
ラック内で使われる高速接続には、光モジュールとケーブルを別々に接続する方法と、接続部がケーブルに一体化された方法があります。それぞれの特徴を紹介します。
光モジュール＋光ファイバー：部品を別々に接続する
光モジュールは、通信機器の電気信号を光信号に変換し、光ファイバーへ送る部品です。光ファイバーの先には、相手側の光モジュールが接続され、受け取った光信号を電気信号へ戻します。
光モジュールを使った接続例
① 通信機器：モジュールを挿すポート
② 光モジュール：電気信号と光信号を変換
③ 光パッチコード：光信号を相手側へ伝える
この方式では、光モジュールと光ファイバーケーブルが別々の部品になっています。
例えば、離れたラックや別のフロアにあるスイッチを接続する場合、建物内に設置された光ファイバーを利用し、両端のスイッチに対応する光モジュールを取り付けることができます。光ファイバーの接続盤を経由する配線にも適しています。ただし、光モジュールには対応する通信速度、波長、ファイバーの種類、通信距離が定められています。
同じLCコネクターを使用する光モジュールでも、10GBASE-SRと10GBASE-LRでは使用する光ファイバーの条件が異なります。光ファイバーの種類や通信距離については、前の記事「光ファイバー接続の基本」で詳しく紹介しています。
DAC：短い距離を銅ケーブルで接続する
DAC（Direct Attach Copper）は、両端の接続部と銅ケーブルが一体になった高速接続用ケーブルです。例えば、両端にSFP+の接続部が付いたDACであれば、対応する10Gbpsポートを持つ2台の機器を接続できます。光モジュールを別々に用意する必要がなく、光ファイバーを使わずに機器同士を直接接続できるのが特徴です。
DACには、主に次の2種類があります。
| 種類 | 特徴 |
|---|---|
| パッシブDAC | 信号補正用の能動回路を持たない構造。ごく短い距離の接続に使われる |
| アクティブDAC | 信号を補正する回路を備え、対応する距離や速度の条件を広げた製品 |
DACは、同じラック内のスイッチとサーバーを接続する場合など、短い距離の通信に向いています。光モジュールを使う方式と比べて構成する部品が少なく、パッシブDACでは消費電力も比較的抑えられます。
一方、DACは銅ケーブルを使用するため、長距離接続には向いていません。また、高速通信に対応する製品ではケーブルが太く、曲げにくいものもあります。使用できる距離は通信速度や製品によって異なるため、必要な長さに対応した製品を確認してください。
AOC：接続部と光ファイバーが一体になっている
AOC（Active Optical Cable）は、光ファイバーと両端の光電変換部が一体になったケーブルです。DACと同じように、両端の接続部を対応する機器のポートへ差し込んで使用します。ただし、内部でデータを送る方法は異なります。
DACが銅線を使って電気信号を伝えるのに対し、AOCは光ファイバーを使って光信号を伝えます。そのため、DACより長い距離の接続に対応する製品があり、隣接するラック間や、ある程度離れた機器同士の接続などに使用されています。また、同等の高速接続用DACと比べて、ケーブルが細く軽量な製品もあります。
AOCの注意点は、光電変換部とケーブルが一体になっていることです。一般的なAOCでは、ケーブルの先端部分を取り外して、別の光ファイバーへ交換することはできません。そのため、配線経路が狭い場合は、接続部が通るスペースを確保できるか確認しておく必要があります。
3種類の比較
| 比較項目 | 光モジュール＋光ファイバー | DAC | AOC |
|---|---|---|---|
| ケーブルの種類 | 光ファイバー | 銅ケーブル | 光ファイバー |
| 接続部の構造 | モジュールとケーブルが別々 | 一体型 | 一体型 |
| 主な使用場所 | ラック間、フロア間、既設光配線 | 同じラック内などの短距離 | ラック内・ラック間など |
| 距離の特徴 | 光モジュールの方式により長距離にも対応 | 短距離向け | DACより長い距離に対応する製品がある |
| 交換方法 | モジュールとケーブルを個別に交換可能 | 通常はケーブル全体を交換 | 通常はケーブル全体を交換 |
どの方式でも、両端の機器がその製品と通信速度に対応している必要があります。
ブレークアウト接続とは？
ブレークアウトは、1つの高速ポートを複数の通信リンクに分けて使用する仕組みです。例えば、100Gbpsに対応する1つのポートを、25Gbpsの通信リンク4つに分ける構成があります。
100Gbpsを4つの25Gbps接続に分ける例
100Gbps対応のQSFP28ポートを持つスイッチがあるとします。そのポートがブレークアウトに対応していれば、適合するケーブルや光モジュールを使用して、4つの25Gbpsポートを持つ機器へ接続できる場合があります。
100Gbpsポート → 25Gbps × 4リンク
例えば、スイッチ側に1つのQSFP28接続部、反対側に4つのSFP28接続部を備えたブレークアウトDACがあります。これを使用すると、対応するスイッチの1つの100Gbpsポートから、4台の25Gbps対応機器へそれぞれ接続できる構成になります。ただし、100Gbpsのポートであれば、必ず4つに分割できるわけではありません。
スイッチ側にポートを分割する機能があり、ケーブルや接続モジュール、通信速度、ポート設定が対応している必要があります。また、ブレークアウトはDACだけの機能ではありません。AOCや光モジュールと光ファイバーを組み合わせた構成でも利用されます。
距離と接続方法による使い分け
ラック内の高速接続では、機器間の距離や配線の構成によって、適した接続方法が異なります。
| 使用する場面 | 接続方法の目安 | 理由 |
|---|---|---|
| 同じラック内でスイッチとサーバーを接続 | DAC | 短距離接続に適し、構成する部品が少ない |
| 隣接するラック間を高速接続 | AOCまたは対応するDAC | 接続距離や取り回しに合わせられる |
| 接続盤を経由して別のラックへ接続 | 光モジュール＋光ファイバー | ケーブルとモジュールを別々に構成できる |
| 既設の建物内光ファイバーを利用 | 光モジュール＋光ファイバー | 既存配線の種類と距離に対応するモジュールを使用できる |
| 1つの高速ポートを複数機器へ分岐 | ブレークアウト対応の接続方式 | 複数の通信リンクとして利用できる |
例えば、同じラックに設置したスイッチとサーバーを1m程度の距離で接続するなら、対応するパッシブDACが適しています。
一方、数十m離れたラック間を接続する場合には、距離に対応したAOCや、光モジュールと光ファイバーを組み合わせる方法があります。特に、建物内に既設の光ファイバー配線がある場合は、そのファイバーの種類と通信方式に適した光モジュールを使用する構成が便利です。
なお、接続できる最大距離は、DAC・AOCという名称だけで一律に決まるものではありません。製品ごとの仕様に記載されたケーブル長や対応距離が基準になります。
接続部品を交換するときの注意点
SFPやQSFPの部品は、同じ形状であっても、すべての通信機器で共通に使用できるわけではありません。例えば、10Gbps用のSFP+光モジュールを交換する場合、スイッチの対応ポートに加えて、光モジュールの通信方式、ファイバーの種類、相手側のモジュールとの組み合わせが適合している必要があります。
DACやAOCの場合も、両端の機器がそのケーブルに対応していることが重要です。
機器と接続部品の互換性
接続部品を交換する際には、次の情報が判断材料になります。
| 確認する対象 | 主な確認事項 |
|---|---|
| スイッチ・サーバー | メーカー、型番、ポート番号、対応する通信速度 |
| 光モジュール | 品番、通信方式、波長、ファイバーの種類 |
| DAC・AOC | 品番、通信速度、ケーブル長、両端の接続形式 |
| ブレークアウト | 分割後の速度、分岐数、機器側の設定と対応状況 |
| ソフトウェア | OS・ファームウェアのバージョンと対応条件 |
特に、他社製の光モジュールやDAC・AOCを使用する場合は注意が必要です。形状や通信速度が一致していても、通信機器側の互換性確認やサポートの条件によっては使用できないことがあります。交換する際は、スイッチの対応表などで、実際に使用できる部品の品番を確認してください。
型番とポート番号を記録する
現在使われている部品の名称が分からない場合は、機器のポート番号や部品の型番、ケーブルのラベルを手掛かりにすると、接続構成を調べやすくなります。例えば、ラック番号・スイッチの型番・ポート番号・接続先の機器が分かれば、ネットワーク管理担当者が対象の接続を特定しやすくなります。ただし、稼働中のSFP・QSFPモジュールやDAC・AOCを抜き差しすると、その接続を利用している通信が停止することがあります。
部品がホットスワップ（電源を入れたまま交換できる仕組み）に対応していても、通信を維持したまま取り外せるという意味ではありません。光モジュールや光ファイバーの端面からは、目に見えない光が出ている場合もあるため、ポートやケーブルの先端を直接のぞき込まないでください。
接続部品の交換や設定変更は、利用中のサービスへの影響を確認したうえで、ネットワークの管理担当者が実施するようにしましょう。