100Gビット・イーサネットは，現行の10Gビット・イーサネットの10倍もの伝送速度を実現する。この速度は，WAN系伝送技術の1波当たり40Gビット/秒を上回る。ここでは，次世代イーサネットの基本仕様を確認するとともに，いかにして高速化を実現しているのかを見ていこう。

用途に合わせた伝送速度と距離

　まず大前提として，次世代イーサネットでもデータ伝送の単位であるMACフレームのフォーマットとバイト長は従来と同じ。つまり，最も古い10Mビット・イーサネットから次世代の100Gビット・イーサネットまで，フレームのレベルでは完全に互換性を持つ。

　次世代イーサネットの速度は，100Gビット/秒と40Gビット/秒の2種類が定義されている。100Gビット・イーサネットはネットワーク用途，40Gビット・イーサネットはサーバー用途に利用する。

　100Gビット・イーサネットは，40km，10km，100m，10mという4種類の最大伝送距離が定義されている。40Gビット・イーサネットでは，100m，10m，1mの3種類である（表1）。

表1●次世代イーサネットの仕様
比較のため,10Gビット・イーサネット（10GbE）の仕様も挙げた。次世代イーサネットの仕様は,現時点で有力と考えられるもの。正式に決定した時点で変わる可能性がある。なお,あまり利用されていないが,10GbEには4波長のWDMを使う「10GBASE-LX4」という規格もある。
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表1●次世代イーサネットの仕様

　ネットワーク用途では，広いデータ・センター内でケーブルを引き回したり，都内のデータ・センター間でメトロ・ネットワークを構築したりするため，ある程度長い伝送距離が必要となる。そこで，100Gビット・イーサネットには40kmと10kmが定義されている。この40kmと10kmは，サーバーの接続には長すぎるので，40Gビット・イーサネットの仕様にはない。

　逆に，40Gビット・イーサネットでは，サーバーのきょう体内で利用するために1mという最大伝送距離が決められている。この距離はネットワーク機器の接続には短すぎるため，100Gビット・イーサネットでは定義されていない。

　利用する伝送メディアは，伝送距離ごとに決められている。40km，10km，100mには光ファイバ，10mと1mには銅線を利用する。

　このほか，光ファイバを使った伝送距離に3k～4kmという距離を追加するかどうかIEEEで議論中だ。10Gビット・イーサネットでは，距離と光部品のコストの兼ね合いで伝送距離の仕様が10kmと40kmに分けられた。次世代イーサネットでは，導入済みのシステムとの互換性から，10kmと40kmを踏襲した。しかし，光部品のメーカーから，コストの観点からは3k～4kmで分けるのは適切ではないかという提案があった。現在，3k～4kmという距離を追加するのか，あるいは10kmの代わりに3k～4kmにするのかを含めて検討している。

10kmと40kmにはWDMを利用

　10kmと40kmには，「シングルモード・ファイバ」（SMF）というタイプの光ファイバを使う。光信号が劣化しにくく，長距離伝送に適している。

　10Gビット・イーサネットまでは，1波長で光信号を送っていたが，100Gビット・イーサネットでは，異なる波長の光信号を束ねる「WDM」と呼ぶ技術を使う。WDMは，これまで主に長距離の大容量伝送技術として利用されてきた。

　WDMの波長数については，4波長を利用する方式に決まりそうだ（図10）。この場合，100Gビット・イーサネットでは1波長当たり25Gビット/秒，40Gビット・イーサネットでは10Gビット/秒となる。

図10●100Gビット・イーサネットでの高速化手法
図10●100Gビット・イーサネットでの高速化手法
1波長当たりの伝送速度は25Gビット/秒にとどめ，複数の光信号を束ねる「WDM」（wavelength division multiplexing）や，複数の心線を束ねた「リボン・ケーブル」を利用して100Gビット/秒を達成する。

もはや他の伝送方式の技術を転用できない

　WDMの利用には，「そもそも光伝送の高速化が限界に近づいており，1波長当たりの高速化が難しくなってきている」（NTT未来ねっと研究所 メディアイノベーション研究部 メディアネットワーキング方式研究グループリーダの石田修主幹研究員）という背景がある。

　従来のイーサネット仕様は，別の伝送規格の要素技術を利用して高速化してきた。100Gビット・イーサネットは光伝送技術を使う。現時点で最も高速な光伝送技術は，WAN系伝送技術で使われている40Gビット/秒である。しかし，2000年以降は1波当たりの伝送速度の高速化が止まってしまい，主にWDM技術によって伝送容量の拡大を図っている状況だ。つまり「現在の技術で，実用的なコストで（100Gビット・イーサネットの）製品を作るには，WDMを使う方法が現実的」（日立製作所 中央研究所 ネットワークシステム研究部の西村信治部長）となる。

　ただし，KDDIやアルカテル・ルーセントなどによって，1波長で100Gビット/秒を実現する方式も提案されている。この提案は将来の仕様追加を見越したもの。「1波長だけで100Gビット/秒を伝送する技術は実用レベルには達していないが，将来の仕様追加を考え，技術を示しておきたかった」（KDDI研究所 光ネットワークアーキテクチャグループの森田逸郎主任研究員）としている。

100mには束ねた光ファイバで高速化

　100mの仕様では，同じく光ファイバを使う。ただし，WDMを使うのではなく，多心の光ファイバ・ケーブルを使い，1心に1波長の光を通す。距離が短ければ複数の光ファイバを使ってもコストはかからない。むしろ，WDM用の高価な部品の利用を避けた。また，光ファイバの心線自体には，SMFよりも安価な短距離用のマルチモード・ファイバ（MMF）を使っている。

　多心のケーブルには，10本の心線を平面的に並べた「リボン・ケーブル」と呼ばれるタイプを利用する。現在よく使われている12心のリボン・ケーブルを流用する場合，12心のうち10心だけを光信号の伝送に使い，残りの2心は利用しないことになる。