
クラウドコンピューティング、人工知能、大規模データ処理の進展によりデータセンターのトラフィックが急速に増加し続ける中、ネットワークインフラは100Gbpsから400Gbpsイーサネットへの移行が進んでいます。こうした高帯域幅の要件に対応するため、複数の400G光インターフェース規格が開発されており、それぞれ異なる伝送距離と光ファイバーインフラ向けに最適化されています。 400GBASE-FR4 中距離シングルモード光ファイバーリンクで最も広く採用されているソリューションの 1 つになりました。
400GBASE-FR4 is designed to deliver 400Gbps Ethernet connectivity over duplex single-mode fiber with a reach of up to 2km. By combining 4つのCWDM波長 PAM4変調これにより、光ファイバーの使用効率を維持しながら、大容量のデータ伝送が可能になります。このアーキテクチャにより、ネットワーク事業者は大規模な並列光ファイバー束に頼ることなく高いスループットを実現できるため、最新のデータセンターやキャンパスの基幹ネットワークに特に適しています。
Today, 400GBASE-FR4 世界の光モジュール 高密度フォームファクタで一般的に実装されている。 QSFP-DD (NAIST) と OSFPハイパースケールデータセンター、クラウドインフラストラクチャ、エンタープライズコアネットワークへのスケーラブルな導入を可能にします。伝送距離、ファイバー効率、ポート密度のバランスが取れているため、高速イーサネットの進化において重要なコンポーネントとなっています。
This article explains what 400GBASE-FR4 is, how its CWDM4 architecture works, its key technical specifications, and how it compares with other 400G optical standards. It also explores common deployment scenarios and practical considerations when designing 400G network links.
🗼What Is 400GBASE-FR4?
400GBASE-FR4 is a 400Gbps Ethernet optical interface standard designed for transmission over duplex シングルモードファイバー 最大2kmの伝送距離を持つシングルモードファイバー(SMF)です。4つのCWDM波長とPAM4変調方式を採用し、4つの光レーンそれぞれで100Gbpsのデータを伝送できます。このアーキテクチャにより、ファイバーの使用効率を維持しながら大容量伝送が可能となり、FR4はデータセンター間の相互接続やキャンパスバックボーンネットワークに適しています。
Unlike parallel optical standards that require multiple fiber pairs, 400GBASE-FR4 transmits all traffic through a single pair of fibers with wavelength multiplexing. This design significantly reduces cabling complexity and allows high-density deployment in modern switches and routers.

Definition of 400GBASE-FR4
400GBASE-FR4 refers to a 400GbE optical interface defined by the IEEE 802.3bs イーサネット規格。波長分割多重方式を用いてシングルモード光ファイバーリンク上で400Gbpsのイーサネット信号を伝送するために使用される物理層技術を規定している。
この規格の主な特徴は次のとおりです。
- 総データレート: 400Gbpsイーサネット
- 光学レーン: 4波長
- 車線あたりの速度: PAM4を使用した100Gbps
- 繊維の種類: デュプレックスシングルモードファイバー(OS2ファイバー)
- 最大到達範囲: 2km
- 代表的なコネクタ: LCデュプレックス
以下の表は、FR4光インターフェースの主要なパラメータをまとめたものです。
| 400GBASE-FR4 Specification | |
|---|---|
| データレート | 400Gbps |
| 光学レーン | 4 × 100Gbps |
| 繊維の種類 | デュプレックスシングルモードファイバー |
| 最大距離 | 2km |
FR4は並列ファイバーではなく波長多重方式を採用しているため、標準的なシングルモードファイバーインフラとの互換性を維持しながら、高い帯域幅を実現できる。
FR4命名規則の意味
The name 400GBASE-FR4 follows the standard Ethernet optical interface naming convention, where each part describes the technology and reach characteristics.
| 契約期間 | 意味 |
|---|---|
| 400G | 400ギガビットイーサネットデータレート |
| BASE | 光ファイバーを介したベースバンド信号伝送 |
| FR | 光ファイバー到達範囲カテゴリー |
| 4 | 4つの光伝送レーン |
実際には、「4」は4つの光波長が使用され、各波長が100Gbpsの伝送速度を持つことを示している。これらの波長はCWDM技術を用いて1本の光ファイバーペアに多重化され、システム全体で400Gbpsのスループットを実現している。
この命名規則は、FR4を、異なる光アーキテクチャと伝送距離を使用するDR4、SR8、LR4などの他の400G規格と区別するのにも役立ちます。
典型的な伝送距離
400GBASE-FR4 is designed for medium-reach optical links, supporting transmission distances of up to 2km over single-mode fiber. This reach range fills the gap between short-reach parallel optics and long-distance telecom-oriented modules.
以下の表は、一般的な400G規格と比較した、典型的な展開距離を示しています。
| スタンダード | 最大距離 | 繊維の種類 |
|---|---|---|
| 400GBASE SR8 | 100m | マルチモードファイバ |
| 400GBASE DR4 | 500m | シングルモードファイバー |
| 400GBASE-FR4 | 2km | シングルモードファイバー |
| 400GBASE LR4 | 10km | シングルモードファイバー |
FR4は、2kmの伝送距離とデュプレックスファイバー設計により、以下のような場面で頻繁に使用されます。
- データセンターの建物間相互接続
- スパイン層集約リンク
- 大規模キャンパスネットワークの基幹
- クラウドインフラストラクチャネットワーク
This balance between reach, fiber efficiency, and high bandwidth has made 400GBASE-FR4 one of the most practical 400G optical standards for modern Ethernet deployments.
🗼Technical Specifications of 400GBASE-FR4
400GBASE QSFP-DD FR4は、 4つのCWDM波長とPAM4変調を組み合わせることで、デュプレックスシングルモードファイバー上で400Gbpsのイーサネット伝送を実現します。各光レーンは100Gbpsの伝送速度を持ち、波長多重化により4つのチャネルすべてを1本のファイバーペアで伝送できます。この設計は、伝送距離、ファイバー効率、および導入の柔軟性のバランスに優れています。

FR4 の技術仕様を理解することは、スイッチ、ファイバー インフラストラクチャ、およびその他の 400G 光規格との互換性を評価するために重要です。
光学レーンアーキテクチャ
The core architecture of 400GBASE-FR4 is based on four optical lanes operating at 100Gbps each, which together deliver an aggregated bandwidth of 400Gbps. To achieve this rate efficiently, the standard uses PAM4 signaling, which allows higher data throughput without requiring proportional increases in bandwidth.
| 製品仕様 | |
|---|---|
| イーサネットの総速度 | 400Gbps |
| 光学レーン | 4 |
| レーンごとのデータレート | 100Gbps |
| モジュレーション | PAM4 |
各光レーンが100Gbpsの伝送速度を持つため、このシステムは光コンポーネントの複雑さを抑えつつ、大量のデータを伝送できます。また、このアーキテクチャにより、最新のプラグイン式トランシーバーモジュールへの高密度集積も可能になります。
CWDM4波長計画
400GBASE-FR4 uses 粗波長分割多重 (CWDM) 4つの光チャネルをデュプレックス光ファイバーペアで伝送します。各レーンは異なる波長で動作するため、信号を結合して同時に伝送することができます。
| オプティカルレーン | 中心波長 |
|---|---|
| レーン1 | 1271nm |
| レーン2 | 1291nm |
| レーン3 | 1311nm |
| レーン4 | 1331nm |
波長の間隔は約20nmで、これはCWDM技術の特徴です。この広い間隔により、レーザー設計が簡素化され、より高密度な波長システムと比較して温度感度が低減されます。
光モジュール内部では、光マルチプレクサが4つの波長を合成し、受信側では対応するデマルチプレクサがそれらを分離します。この方式により、標準的なシングルモード光ファイバーインフラとの互換性を維持しながら、高速伝送が可能になります。
モジュール内部の電気インターフェース
400G FR4トランシーバー内部では、ホストデバイスと光コンポーネント間の電気インターフェースは通常、8つの50Gbps PAM4電気レーンを使用して動作します。これらの信号はその後、4つの100Gbps光レーンに変換されます。
| インタフェースのタイプ | レーン構成 |
|---|---|
| ホスト電気インターフェース | 8 × 50Gbps PAM4 |
| 光インターフェース | 4 × 100Gbps PAM4 |
| 信号処理 | ギアボックスまたはDSP |
ギアボックスまたはデジタル信号プロセッサ(DSP)を用いて、8つの電気信号を4つの光信号チャネルにマッピングします。この信号処理段階では、伝送品質を維持するために、等化、誤り訂正、信号調整などの機能も実行されます。
この内部アーキテクチャにより、最新のスイッチは高速光通信と連携しながら、光リンク全体の信号品質を維持できます。また、400G光通信プラットフォームで使用されるQSFP-DDやOSFPなどの高密度フォームファクタへのFR4技術の統合もサポートします。
🗼How 400GBASE-FR4 Works
400G QSFP-DD FR4は、 PAM4変調とCWDM波長多重化を組み合わせることで、デュプレックスシングルモードファイバー上で400Gbpsのイーサネットデータを伝送します。光モジュール内部では、スイッチからの高速電気信号が4つの光チャネルに変換され、それぞれが100Gbpsで動作します。これらの4つの波長は、1本のファイバーペアに多重化され、同時に伝送されます。
受信側では、処理は逆になります。入力された光信号は4つの波長に分離され、電気信号に変換された後、元のデータストリームに再構成されます。このアーキテクチャにより、必要な光ファイバーの本数を最小限に抑えながら高速伝送が可能になります。

PAM4変調の役割
PAM4(4つの信号レベルを持つパルス振幅変調)は、極めて高いシンボルレートを必要とせずに400G光伝送を可能にする重要な技術です。
| 変調タイプ | シンボルあたりのビット数 | 典型的な使用 |
|---|---|---|
| NRZ | 1 | 従来の10G/25Gイーサネット |
| PAM4 | 2 | 50G、100G、200G、および400Gイーサネット |
Because PAM4 encodes two bits per symbol instead of one, it effectively doubles the amount of data transmitted within the same bandwidth. This allows each optical lane in 400GBASE-FR4 to carry 100Gbps of data, making it possible to achieve 400Gbps with only four wavelengths.
しかし、PAM4信号はNRZ信号よりもノイズや歪みの影響を受けやすい。そのため、最新の光モジュールでは、伝送中の信号の完全性を維持するために、デジタル信号処理と前方誤り訂正(FEC)が用いられている。
CWDM多重化技術
To transmit multiple high-speed channels over a single fiber pair, 400GBASE-FR4 relies on coarse wavelength division multiplexing (CWDM).
CWDM(連続波長分割多重)は、異なる波長の光を用いて複数のデータストリームを同時に伝送することを可能にする。FR4アーキテクチャでは、4つの波長がそれぞれ独立したレーザーによって生成され、伝送前に合成される。
| 光学機能 | 詳細説明 |
|---|---|
| レーザーアレイ | 4つのCWDM波長を生成する |
| 光マルチプレクサ | 波長を1本のファイバーに統合する |
| 光デマルチプレクサ | 受信機で波長を分離する |
この多重化技術は、複数のデータチャネルが同じ物理的な光ファイバーインフラを共有するため、光ファイバーの効率を大幅に向上させます。複数の並列ファイバーを必要とする代わりに、システムはすべてのトラフィックを1組の二重ファイバーで伝送できます。
CWDMは、波長間隔が広いため光設計が簡素化され、温度変化に対する感度も低減されることから、データセンター環境に特に適しています。
Internal Components of a 400GBASE-FR4 Module
A 400GBASE-FR4 光トランシーバ 高速光通信を可能にする複数の主要コンポーネントを統合しています。これらの要素が連携して、電気データを多重化された光信号に変換し、受信側で再び電気信号に変換します。
| 成分 | 演算 |
|---|---|
| CWDMレーザーアレイ | 4つの光波長を生成する |
| 光マルチプレクサ/デマルチプレクサ | 波長を合成・分離する |
| DSPまたはギアボックス | 信号変換とイコライゼーションを実行します。 |
| 光検出器アレイ | 光信号を電気信号に戻す |
DSP(デジタル信号処理装置)またはギアボックスは、レーンマッピング、イコライゼーション、エラー訂正などの処理を実行することで、信号品質の維持に重要な役割を果たします。一方、熱管理システムは、高速動作時においても光学部品の安定性を確保します。
By integrating these technologies into compact pluggable form factors such as QSFP-DD or OSFP, 400GBASE-FR4 modules can deliver high bandwidth while maintaining compatibility with modern data center switch platforms.
🗼400GBASE-FR4 vs Other 400G Optical Standards
400G光伝送規格は、それぞれ特定の伝送距離、光ファイバーインフラ、および導入シナリオに合わせて設計されています。QDD 400G FR4は、デュプレックスシングルモードファイバーを使用して最大2kmの中距離リンクに最適化されていますが、SR8、DR4、LR4などの他の規格は、より短い距離またはより長い距離を対象としています。

これらの違いを理解することで、ネットワーク設計者は、自社のインフラストラクチャとパフォーマンス要件に最適な400G光技術を選択することができる。
400GBASE-FR4 vs 400GBASE DR4
FR4とDR4の主な違いは、光信号の伝送方法と必要な光ファイバーの本数にある。FR4はデュプレックスファイバーペア上で波長多重方式を用いるのに対し、DR4は複数の光ファイバーにまたがる並列光レーンを用いる。
| 400GBASE-FR4 | 400GBASE DR4 | |
|---|---|---|
| 伝送距離 | 2km | 500m |
| 繊維の種類 | シングルモードファイバー | シングルモードファイバー |
| ファイバー数 | 2本のファイバー(デュプレックス) | 8本のファイバー(4組) |
| 光学技術 | CWDM | 平行光学系 |
DR4トランシーバーはパラレルファイバーを利用するため、特に光ファイバーリボンケーブルが既に敷設されているスパインリーフ型アーキテクチャなど、短距離のデータセンター接続で一般的に使用されています。
一方、FR4は2本の光ファイバーしか必要としないため、配線が簡素化され、建物間や大規模なキャンパスネットワーク全体でより長距離の接続をサポートできる。
400GBASE-FR4 vs 400GBASE LR4
FR4とLR4はどちらもデュプレックスシングルモードファイバー上で波長分割多重方式を採用しているが、主な違いは伝送距離と光学設計の複雑さにある。
| 400GBASE-FR4 | 400GBASE LR4 | |
|---|---|---|
| 最大距離 | 2km | 10km |
| 繊維の種類 | シングルモードファイバー | シングルモードファイバー |
| 波長技術 | CWDM | WDM |
| 一般的なアプリケーション | データセンター | 地下鉄とキャンパスへのアクセス |
400G LR4は、より高度な光コンポーネントとより厳密な波長制御を必要とする長距離伝送向けに設計されています。そのため、LR4ソリューションは通常、FR4の伝送距離である2kmを超えるキャンパスバックボーンやメトロネットワーク接続に使用されます。
一方、FR4は効率的な中距離接続に重点を置いており、大規模なデータセンターネットワークに適している。
主要な400G光規格の比較
400GbEエコシステムには複数の光規格が存在し、それぞれ異なる導入要件に対応しています。以下の表は、それらの主な特徴をまとめたものです。
| スタンダード | 距離 | 繊維の種類 | ボンジョイント |
|---|---|---|---|
| 400GBASE SR8 | 100m | マルチモードファイバ | MPO |
| 400GBASE DR4 | 500m | シングルモードファイバー | MPO |
| 400GBASE-FR4 | 2km | シングルモードファイバー | LC |
| 400GBASE LR4 | 10km | シングルモードファイバー | LC |
これらの規格は、到達範囲と光ファイバーインフラストラクチャの選択肢に関する階層構造を形成しています。
- SR8 データセンター内の短距離マルチモードリンク向けに最適化されています。
- DR4光学系 より長いシングルモード接続をサポートしますが、パラレル ファイバーが必要です。
- FR4 CWDM多重化技術を用いて、到達距離と光ファイバー効率のバランスを取る。
- LR4 通信範囲をキャンパス内や都市部といったより広い範囲に拡大する。
適切な光規格を選択することで、ネットワーク設計者は400Gイーサネットネットワークを導入する際に、パフォーマンスとインフラストラクチャの互換性の両方を最適化できる。
🗼Advantages of 400GBASE-FR4
400GBASE-FR4 offers a practical balance between high bandwidth, fiber efficiency, and medium transmission distance. By combining PAM4 modulation with CWDM multiplexing over duplex single-mode fiber, it allows network operators to deploy 400GbE links without requiring complex parallel fiber infrastructures.
これらの特性により、FR4は最新のデータセンター、クラウドインフラストラクチャ、およびキャンパスバックボーンネットワークに特に適しています。

繊維の必要量の削減
FR4光学系の最も大きな利点の1つは、光ファイバー資源を効率的に利用できる点です。複数の並列ファイバーに頼るのではなく、この技術では4つの光チャネルすべてを1本のデュプレックスファイバーペアで伝送します。
| スタンダード | ファイバー数 | コネクタ タイプ |
|---|---|---|
| 400GBASE DR4 | 8ファイバー | MPO |
| 400GBASE SR8 | 16ファイバー | MPO |
| 400GBASE-FR4 | 2ファイバー | LC |
FR4は2本の光ファイバーしか必要としないため、ケーブル設計が簡素化され、高密度MPO光ファイバー幹線の必要性が軽減されます。これは、光ファイバーインフラが限られている環境や、既存のケーブルをアップグレードするのに費用がかかる環境において特に有益です。
その結果、多くのネットワークでは、標準のデュプレックス シングルモード ファイバー リンクを引き続き使用しながら、400GbE 接続を展開できるようになります。
コスト効率の高いWDMアーキテクチャ
FR4のもう一つの利点は、CWDM波長多重方式を採用していることであり、より高密度な波長技術と比較して、よりシンプルな光アーキテクチャを実現できる。
| 機能 | CWDMベースの設計 | 平行光学 |
|---|---|---|
| 繊維利用 | ハイ | 穏健派 |
| 光学部品の複雑さ | 穏健派 | 低くなる |
| ケーブル配線の要件 | 最小限の | より高い |
CWDM波長は比較的間隔が広いため、レーザーの設計と熱制御が簡素化されます。これにより、FR4モジュールは光学部品の複雑さを抑えつつ、高速伝送を実現できます。
同時に、波長多重化により、複数のデータチャネルが同じ光ファイバーペアを共有できるようになり、ネットワークインフラ全体の効率が向上します。
到達範囲と密度の理想的なバランス
400GBASE-FR4 is designed to support medium-range optical links up to 2km, filling an important gap between short-reach and long-distance 400G standards.
| 光学標準 | 最大リーチ | 典型的な展開 |
|---|---|---|
| 400GBASE SR8 | 100m | データセンター内部 |
| 400GBASE DR4 | 500m | データセンターのラック間リンク |
| 400GBASE-FR4 | 2km | 建物間のデータセンターリンク |
| 400GBASE LR4 | 10km | キャンパスとメトロネットワーク |
この2kmの伝送距離により、FR4は建物間のデータセンター接続、キャンパス集約ネットワーク、大規模クラウドインフラストラクチャなど、幅広いシナリオに対応できます。
さらに、FR4モジュールはQSFP-DDやOSFPといった高密度プラグイン型フォームファクタで広く入手可能であり、ネットワーク事業者は最新のスイッチングプラットフォーム内に数百もの400Gポートを導入することが可能です。
Together, these advantages make 400GBASE-FR4 an important technology for scaling high-speed Ethernet networks while maintaining efficient use of fiber infrastructure.
🗼Typical Applications of 400GBASE-FR4
400GBASE-FR4 is primarily used in medium-reach high-bandwidth optical links that require efficient fiber usage. With support for up to 2km transmission over duplex single-mode fiber, it fits well between short-reach parallel optics and longer-distance metro optics.
FR4は、わずか2本の光ファイバーで400Gbpsの帯域幅を実現できるため、最新のデータセンターアーキテクチャ、大規模キャンパスネットワーク、クラウドインフラストラクチャ環境で広く採用されています。

データセンター相互接続 (DCI)
One of the most common applications of 400GBASE-FR4 is データセンター相互接続 同一キャンパス内、または近隣の建物間。多くの大規模データセンターは、キャンパス全体に分散した複数の施設で構成されており、それらの施設間には大容量の接続が必要となる。
| 接続タイプ | 典型的な距離 | 適切な基準 |
|---|---|---|
| ラック内 | DAC / AOC | |
| ラック間 | 50-100m | 400GBASE SR8 |
| データセンターの建物間 | 500m~2km | 400GBASE-FR4 |
このようなシナリオでは、FR4は並列光ファイバー幹線を必要とせずに、複数のデータホールや建物を接続するのに十分な伝送距離を提供します。その二重ファイバー設計により、通信事業者は既存のシングルモードインフラストラクチャを再利用しながら、ネットワーク容量を400Gbpsにアップグレードできます。
リーフ・スパイン型データセンターアーキテクチャ
現代のデータセンターでは、サーバーとストレージシステム間の東西方向のトラフィック量が多いため、スパインリーフアーキテクチャを採用することが多い。このような環境では、集約スイッチ間に高速リンクが必要となる。
FR4の一般的な導入箇所は以下のとおりです。
- 脊椎間の相互接続
- コア集約レイヤー
- 大規模施設では、葉と背骨のつながりがより長くなる。
これらのリンクは、SR8やDR4といった短距離規格の範囲を超えることが多く、伝送距離が数百メートルに近づくかそれを超える場合には、FR4が適切なソリューションとなる。
FR4 は MPO ファイバー アレイの代わりにデュプレックス LC ファイバーを使用するため、高密度スイッチング環境でのケーブル管理も簡素化できます。
エンタープライズおよびクラウドネットワークのバックボーン
Beyond hyperscale data centers, 400GBASE-FR4 is also used in enterprise and cloud backbone networks where high-capacity links are required across large facilities.
| 導入環境 | 典型的な使用例 | 距離範囲 |
|---|---|---|
| エンタープライズキャンパス | コアネットワークバックボーン | 500m~2km |
| クラウド データセンター | 建物間の集約 | 1~2km |
| 研究または (HPC) ネットワーク | 大容量コアリンク | 最大2km |
このような環境において、FR4は、多数の光ファイバーケーブルを並列に敷設することなく、ネットワーク帯域幅を拡張することを可能にします。これは、建物間に光ファイバーインフラが既に設置されているキャンパスにおいて特に有効です。
As a result, 400GBASE-FR4 has become a practical option for upgrading high-capacity backbone links while maintaining compatibility with standard single-mode fiber infrastructure.
🗼Deployment Considerations for 400GBASE-FR4
Deploying 400GBASE-FR4 links requires careful planning of fiber infrastructure, equipment compatibility, and thermal conditions. Although FR4 simplifies cabling by using duplex single-mode fiber, high-speed 400GbE transmission still demands proper network design to ensure stable performance and signal integrity.

これらの導入上の考慮事項を理解することで、ネットワーク エンジニアは信頼性の高い 400G 光リンクを構築し、一般的な統合の問題を回避することができます。
ファイバーインフラストラクチャの要件
400GBASE-FR4 operates over duplex single-mode fiber, typically using OS2 fiber that supports long-distance transmission and low 減衰2km の到達距離を完全に達成するには、適切なファイバーの選択とリンク バジェットが不可欠です。
| 一般的な要件 | |
|---|---|
| 繊維の種類 | シングルモードファイバー(OS2) |
| コネクタ タイプ | デュプレックスLC |
| 最大リーチ | 2km |
FR4リンクを導入する際、エンジニアは光ファイバーに関連するいくつかの要素を評価する必要があります。
- リンク損失バジェット: 光損失の合計(光ファイバーの減衰、コネクタ、およびスプライス)が、サポート範囲内に収まるようにしてください。
- コネクタの品質: 不良または汚染されたコネクタは、 挿入損失.
- ファイバールーティング: ケーブルを過度に曲げたり、ケーブルをきつく管理したりすると、信号がさらに減衰する可能性があります。
高速光ネットワークにおいては、コネクタを清潔に保ち、適切な光ファイバーの取り扱いを行うことが特に重要です。
トランシーバーの形状
400GBASE-FR4 optics are typically available in high-density プラグ式トランシーバー 最新のデータ センター スイッチおよびルーター向けに設計されたフォーム ファクター。
| フォームファクター | 典型的なプラットフォーム |
|---|---|
| QSFP-DD | 高密度400Gスイッチ |
| OSFP | ハイパースケールデータセンタープラットフォーム |
これらのフォームファクターにより、スイッチはコンパクトな設置面積内で複数の400Gポートをサポートできるため、大規模なネットワーク展開が可能になります。
FR4モジュールを選択する際の互換性に関する考慮事項には、以下のようなものがあります。
- スイッチベンダーのファームウェア要件
- トランシーバーのコーディングまたは相互運用性のサポート
- 400GbE 動作のポート構成
安定したリンクを確立するには、光モジュールとスイッチ プラットフォームが同じインターフェイス仕様をサポートしていることを確認する必要があります。
消費電力と熱設計
400G光モジュールは、高速信号処理と複数の光チャネルを搭載しているため、低速光モジュールに比べて大幅に多くの電力を消費します。そのため、安定した動作には適切な熱管理が不可欠です。
| 光モジュールの種類 | 典型的な消費電力 |
|---|---|
| 100G光モジュール | 約3~4W |
| 400G FR4 モジュール | 約10~12W |
電力消費量が増えるため、ネットワーク機器には次の機能が必要です。
- スイッチポート全体に十分な空気の流れを確保する
- 適切なラックレベルの冷却
- トランシーバースロットへの十分な電力供給
高密度スイッチ環境では、多数の400G QSFP-DDトランシーバーが同時に動作することで、全体の熱負荷が増加する可能性があります。適切な気流方向と冷却能力を備えたラックを設計することで、安定した光性能を維持することができます。
By considering fiber infrastructure, hardware compatibility, and thermal requirements during deployment, organizations can ensure that 400GBASE-FR4 links operate reliably in high-capacity Ethernet networks.
🗼Future Outlook for 400GBASE-FR4
As network traffic continues to grow across cloud platforms, artificial intelligence workloads, and large-scale data processing systems, Ethernet speeds are steadily moving toward higher capacities. Within this evolution, 400GBASE-FR4 is expected to remain an important optical interface for medium-reach links, particularly in environments that require efficient fiber utilization and scalable bandwidth.
デュプレックス シングルモード ファイバー接続、CWDM 多重化、および 2 km の伝送距離の組み合わせにより、FR4 は現在の世代の高密度データ センター ネットワークに最適です。

ハイパースケールデータセンターにおける導入拡大
多くのハイパースケールデータセンターやクラウドデータセンターは、100GbEや200GbEアーキテクチャから400GbEスイッチングファブリックへの移行を進めています。このような環境において、FR4はスイッチング層間および大規模施設全体にわたる中距離光リンクのための実用的なソリューションを提供します。
| ネットワークアップグレード段階 | 標準的なリンク速度 | 共通光学規格 |
|---|---|---|
| クラウド導入の初期段階 | 40G / 100G | LR4、SR4 |
| 大規模データセンター | 100G / 200G | CWDM4、DR4 |
| 現代のハイパースケールファブリック | 400G | FR4、DR4 |
FR4は、デュプレックスファイバーペアのみを使用しながらDR4よりも長距離伝送を可能にするため、大規模データセンターキャンパス内の建物間接続や拡張アグリゲーションリンクによく使用されます。
クラウドインフラストラクチャの規模拡大が続く中で、効率的な光ファイバー利用による高帯域幅の提供能力は、今後も重要な優位性であり続けるだろう。
次世代800G光通信との関係
800GbE ネットワーク テクノロジの開発はすでに進行中であり、FR4 で使用される設計原則の多くがこれらの高速光インターフェイスに拡張されています。
| イーサネット世代 | 光学レーン | 典型的なアーキテクチャ |
|---|---|---|
| 400Gイーサネット | 4 × 100Gbps | PAM4 + CWDM |
| 800Gイーサネット | 4 × 200Gbps または 8 × 100Gbps | 高度なPAM4 + WDM |
800G FR4などの将来の光モジュールも同様のコンセプトを採用する。
- 複数の波長チャネル
- PAM4変調
- デュプレックスシングルモードファイバー上での波長多重化
この技術的な継続性により、ネットワーク設計者は使い慣れた光アーキテクチャを維持しながら、より高速な速度に移行できます。
As a result, 400GBASE-FR4 not only supports current high-capacity networks but also serves as an important stepping stone toward next-generation Ethernet technologies.
🗼FAQs About 400GBASE-FR4
What does FR4 mean in 400GBASE-FR4?
FR4 refers to a fiber-based Ethernet interface that uses four optical wavelengths to transmit data. In the 400GBASE-FR4 standard, each wavelength carries 100Gbps, delivering a combined total of 400Gbps over duplex single-mode fiber.
What wavelengths are used in 400GBASE-FR4?
400GBASE-FR4 uses four CWDM wavelengths centered around 1271nm, 1291nm, 1311nm, and 1331nm. These wavelengths are multiplexed into a single fiber pair using coarse wavelength division multiplexing technology.
How many fibers does 400GBASE-FR4 require?
400GBASE-FR4 operates over two fibers (a duplex fiber pair). This design allows four optical channels to share the same fiber pair through wavelength multiplexing, reducing cabling complexity compared with parallel optical standards.
What connector type is used for 400GBASE-FR4?
Most 400GBASE-FR4 optical modules use a duplex LC connector. This connector type is widely supported in single-mode fiber networks and simplifies integration with existing fiber infrastructure.
Is 400GBASE-FR4 compatible with QSFP-DD switches?
Yes. Many QSFP-DD and OSFP transceivers implement the 400GBASE-FR4 optical interface, allowing them to operate in 400GbE switch ports that support these form factors.
What is the typical use case for 400GBASE-FR4?
400GBASE-FR4 is commonly used for data center interconnect, spine-layer aggregation links, and campus backbone connections where transmission distances can reach up to 2km over single-mode fiber.
🗼Conclusion
400GBASE-FR4 has become an important optical interface standard for modern high-speed Ethernet networks. By combining PAM4 modulation with CWDM wavelength multiplexing, it enables 400Gbps transmission over duplex single-mode fiber with a reach of up to 2km. This architecture allows network operators to achieve high bandwidth while maintaining efficient fiber utilization and simplified cabling infrastructure.
他の400G光規格と比較して、FR4は伝送距離、ファイバー効率、および導入の柔軟性において実用的なバランスを実現しています。標準的なLCデュプレックスファイバーペアで動作できるため、中距離・大容量リンクが求められるデータセンター間接続、大規模キャンパスネットワーク、クラウドインフラ環境に特に適しています。
As data centers continue to scale and transition toward higher-speed architectures, technologies such as 400GBASE-FR4 play a key role in supporting the growth of modern Ethernet networks while maintaining compatibility with existing fiber infrastructure.
400G接続の導入を計画している組織にとって、信頼性が高く相互運用性のある光モジュールの検討は、安定したネットワークリンクを構築するための重要なステップです。互換性のある高性能光トランシーバーの詳細については、こちらをご覧ください。 LINK-PP オフィシャルストアそこでは、最新のデータセンターネットワーク向けに設計されたさまざまなソリューションが利用可能です。
