これからの光インターコネクト戦略レポート:Coherent Corp.製品群が切り拓くデータセンターと通信インフラの未来
AI時代の帯域幅のパラドックスと「第3の選択肢」
昨今、世界のデジタルインフラは生成AI革命というかつてない圧力に直面しています。データセンター事業者、ハイパースケーラー、そして通信事業者は、過去に例を見ない「帯域幅のパラドックス」の只中にいます。一方では、大規模言語モデル(LLM)の学習クラスターや分散推論ワークロードにより、帯域幅への需要は線形ではなく指数関数的に爆発しています。他方で、ファシリティの建設コスト、電力供給の限界、冷却能力の物理的制約はかつてないほど厳しくなっています。かつての「コスト度外視での帯域拡張」というアプローチは通用せず、総所有コスト(TCO)、ビットあたりの消費電力、そしてサプライチェーンの強靭性が冷徹に問われる時代へと突入しました。
この高圧的な環境下において、光トランシーバは単なるコモディティ部品から、戦略的な資産へとその地位を変貌させました。それはネットワークのボトルネックであり、イネイブラー(実現手段)であり、同時に主要なコストドライバーでもあります。ネットワークアーキテクトや調達責任者にとって、スイッチベンダー純正品(OEM)への盲目的な依存はもはや持続可能ではありません。単にTier 1メーカーの製品にラベルを貼り替えただけの「純正品」に支払う莫大なマージンは、スケーラビリティに対する税金のようなものです。また、AIバックエンドファブリック向けの短距離リニアドライブ光学系から、IP over DWDM(IPoDWDM)アーキテクチャ向けの長距離コヒーレントモジュールまで、求められるフォームファクタの多様性は、単なるベンダーではなく、技術的深みを持ったパートナーを必要としています。
本レポートは、データセンター事業者およびネットワーク設計者に向けた決定版の戦略ガイドです。スイッチOEMへの依存でも、品質リスクのあるジェネリックなサードパーティ品の利用でもなく、光の物理層を支配する「Tier 1独立系メーカー」とのパートナーシップこそが最適解であることを論証します。その代表格が、半導体材料から完成品モジュールまでを垂直統合で手掛けるCoherent Corp.(コヒレント)です。Coherentのポートフォリオを活用することで、事業者は「サードパーティ」としての経済的メリットを享受しつつ、キャリアグレードの信頼性を確保することが可能になります 1。
以下の分析では、800G/1.6Tのデータコムモジュールにおける技術革新、小型化されたコヒーレント光学(DCO)による伝送レイヤーの統合、そしてLPO(Linear Pluggable Optics)への移行に伴う技術的ニュアンスを深掘りし、帯域拡張とコスト削減のジレンマに対する具体的な解決策を提示します。1: データセンターの課題と「サードパーティ」選択の重要性:Tier 1独立系メーカーという戦略
かつて光トランシーバの調達モデルは二極化していました。リスクを回避したいエンタープライズや通信事業者は、シスコシステムズやアリスタネットワークス、ジュニパーネットワークスといったスイッチベンダーから直接購入し、製造原価に対して200%から500%ものマージンを「安心料」として支払っていました 4。一方で、コストを最優先する事業者は、品質のばらつきやサポートの欠如を覚悟の上で、安価なジェネリック品(ホワイトボックス品)を利用していました。
しかし、現在においてこの二者択一は時代遅れです。AIインフラの展開規模を考えれば、OEMのマージンは財務的に許容できません。同時に、AIワークロードがリンク障害に対して極めて敏感であることを考えれば、ジェネリック品の品質リスクも許容できません。ここで、ハイパースケーラーや洗練されたエンタープライズが採用している「第3の選択肢」が、CoherentのようなTier 1独立系メーカーからの直接調達です。
1-1.OEMの幻想と製造の現実
Coherent Corp.の価値提案を理解するには、光通信業界のサプライチェーンを解体する必要があります。ネットワーク機器メーカー(NEM)の大多数は、自社でレーザーを製造したり、トランシーバを組み立てたりはしていません。彼らは、設計から製造までを一貫して行えるごく一部の垂直統合型フォトニクス専門企業に依存しています。Coherentは、この裏側の現実における巨人です。
事業者がCoherentから「Cisco互換」や「Juniper互換」のトランシーバを購入する場合、それはOEMブランドで販売されているものと全く同じハードウェアを購入しているケースが多々あります 3。違いは、EEPROMに書き込まれたベンダーIDコードと、商流だけです。Tier 1メーカーから直接調達することで、事業者は中抜きコストを排除しつつ、製品の出自(Pedigree)が保証されたコンポーネントを入手できます。
この区別は、800Gや1.6Tモジュールが主流となっている昨今において極めて重要です。10Gや25Gの時代であれば、ジェネリックメーカーが既製品のレーザーダイオードを購入して組み立てることも容易でした。しかし、PAM4変調を用いた800Gの世界では、信号品質(Signal Integrity)、熱管理、レーザーの線形性といった物理的制約が極めて厳しくなります。成功には、インジウムリン(InP)やガリウムヒ素(GaAs)のウェハー成長から、フォトニック集積回路(PIC)の設計、精密なパッケージングまでを完全にコントロールする能力が不可欠です 6。
1-2.垂直統合:信頼性とコスト競争力の源泉
Coherentの戦略的優位性、ひいては顧客のメリットは、その極めて高度な「垂直統合」にあります。レーザーを他社から買い、DSPを別の会社から買い、組み立てを委託する「ファブレス」ベンダーとは異なり、Coherentはスタック全体を自社で保有しています。
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垂直統合のレイヤー |
Coherentの強みと顧客メリット |
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ウェハー製造 |
米国や欧州にInP(長距離/高速用)およびGaAs(短距離VCSEL用)の自社ファブを保有。世界的な半導体不足が発生した際も、自社製品への供給を優先できるため、納期遅延リスクを最小化できる 6。 |
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コンポーネント設計 |
IC-TROSAのようなサブアセンブリにおいて、光エンジンとドライバICをウェハーレベルで最適化。最終組立段階での調整ではなく、根本的な設計段階で消費電力と信号品質を作り込むことができる 9。 |
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コスト構造 |
部材サプライヤーからのマージン積み上げを排除することで、市場に対してアグレッシブな価格設定が可能。また、歩留まりの改善が直接コストダウンに直結する 7。 |
1-3.ベンダーロックインからの脱却と保証の真実
サードパーティ製光学部品の採用における最大の心理的障壁は「保証切れ」への恐怖でした。しかし現在、米国のマグナソン・モス保証法(Magnuson-Moss Warranty Act)のような法的枠組みや市場の常識により、この脅しは効力を失っています。スイッチベンダーは、サードパーティ製品が直接的な故障の原因でない限り、スイッチ自体のサポートを拒否することはできません 2。
さらに重要なのは、技術的な相互運用性(Interoperability)の壁が、厳格な標準準拠によって取り払われている点です。Coherentは、QSFP-DD MSA、OSFP MSA、OIF(400ZR/800ZR)といった業界標準策定の主要メンバーであり、ドライビングフォースです 12。多くのスイッチベンダーが相互接続性テストを行う際の「リファレンス(基準)」としてCoherent製品を使用しています。したがって、標準をリバースエンジニアリングしているジェネリックベンダーと比較して、非互換のリスクは数学的に無視できるレベルです。
昨今のネットワーク設計者にとって、Coherentの採用は、光インフラのライフサイクルをスイッチのライフサイクルから切り離すことを意味します。スイッチは3〜4年でリプレースされるかもしれませんが、光ファイバー設備やトランシーバへの投資はそれより長く続く場合があります。独立系Tier 1メーカーで標準化することで、マルチベンダー環境(例:スパインはArista、リーフはホワイトボックスなど)においても、同一の高品質な光学プラットフォームで運用を統一し、予備品管理を簡素化できるのです。
2: 【短距離・DC内】AI時代を支える400G/800Gソリューション:VCSELからLPOまで
データセンターの内部アーキテクチャは、生成AIワークロードによって根本的に書き換えられました。かつてのWeb 2.0時代の「North-South(クライアント–サーバー間)」トラフィックは、AI学習クラスターにおける「East-West(GPU間)」トラフィックの巨大な波に飲み込まれました。数千、数万のGPUがパラメータ同期のためにマイクロ秒単位の低遅延とゼロパケットロスで通信する必要があるAIバックエンドネットワークでは、400Gから800G、さらには1.6Tへの移行が、従来のEthernetロードマップを遥かに上回る速度で進行しています 14。
Coherentの最新ポートフォリオは、AIファクトリーが抱える3つの決定的な課題、すなわち「遅延(Latency)」「電力密度(Power Density)」「スケール(Scale)」に対して、包括的な解を提供します。2-1.ラック内接続の覇者:VCSEL技術の極致
サーバー(GPUノード)からToR(Top-of-Rack)スイッチへの短距離接続において、VCSEL(垂直共振器面発光レーザー)はコストと電力効率の王であり続けています。Coherentはこの分野で世界最大のサプライヤーであり、数十年にわたるGaAs製造の知見を有しています。
昨今のAIクラスターにおけるワークホースは、800G SR8トランシーバです。これは1レーンあたり100Gの高速VCSELを8本並列で使用し、マルチモードファイバー(MMF)を介して最大100m(OM4)の伝送を実現します 14。NVIDIA HGXやAMD MI300といったAIコンピュートノードとリーフスイッチを接続するためのデファクトスタンダードです。
- 技術的ブレイクスルー:200G/lane VCSEL
Coherentは2025年末の時点で、次世代の200GパーレーンVCSELのサンプル出荷と初期展開を開始しています 16。これにより、既存のOSFP/QSFP-DDフォームファクタで1.6Tトランシーバ(8x200G)が実現可能になります。ケーブリングインフラを変更することなく、ラックあたりの帯域密度を倍増させることができるこの技術は、自社でデバイス設計から製造までを行うCoherentだからこそ可能な市場投入スピードです。
2-2.キャンパス接続とシリコンフォトニクス(SiPh)
ラック間やデータホール間(500m〜2km)の接続には、シングルモードファイバー(SMF)を用いたシリコンフォトニクス(SiPh)が最適解となります。CoherentはSiPhプラットフォームに多額の投資を行い、800G DR8や400G DR4を量産しています 14。
特筆すべきは、AIデータセンター向けに最適化された2x400G-FR4 Liteです。これは、パラレルファイバーを使用するDR8とは異なり、波長分割多重(CWDM)を用いて少ないファイバー数でデータを伝送します。高密度AIクラスターで飽和状態になりがちな構造化配線(Structured Cabling)のファイバー効率を劇的に改善するソリューションです 16。
2-3.DSP vs. LPO(Linear Pluggable Optics):消費電力と遅延の戦い
現在のアーキテクチャ議論の中心にあるのが、DSP(デジタル信号処理プロセッサ)の是非です。従来の高速モジュールにはDSPが搭載され、信号の波形整形(Retiming)を行っていましたが、これはモジュール全体の消費電力の約50%を占め、遅延の原因ともなっていました。
LPO(Linear Pluggable Optics)は、モジュールからDSPを排除し、スイッチASICのSerDes機能に信号補正を委ねる技術です。これにより、消費電力を約40%削減し、遅延を数ナノ秒レベルまで短縮できます 19。
Coherentは、この分野で現実的かつリーダーシップのあるアプローチをとっています:
- DSPベース800G: 汎用性と長距離伝送、相互接続性を重視する箇所には引き続きDSP版を提供。
- LPO 800G: 電力と遅延が最優先されるAIクラスター向けに、特定のスイッチ/NICとの組み合わせで検証済みのLPOモジュールを提供。CoherentのLPOソリューション(例:800G DR8 LPO)は、自社設計の高線形性ドライバとTIA(トランスインピーダンスアンプ)を採用し、DSPなしでも信号品質を維持します 22。BroadcomやMarvellなどの主要スイッチシリコンベンダーと共同で相互接続性テストを実施することで、LPO導入に伴うリスクを最小化しています。
2-4.AOC(アクティブ光ケーブル):運用の簡素化
導入の容易さを求める事業者向けに、CoherentはQuadwire®(400G/800G)およびSFPwire(25G/50G)というAOCおよびAEC(アクティブ電気ケーブル)のラインナップを完備しています。これらはトランシーバとケーブルが一体化しており、コネクタ清掃の手間や光ジャンパー管理の複雑さを排除します。昨今の高密度ラック内配線において、これらは「挿せば繋がる」確実な選択肢です 24。
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アプリケーション |
推奨製品 |
フォームファクタ |
主なメリット |
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GPU-Switch間 (3-5m) |
800G AEC / Quadwire AOC |
OSFP / QSFP-DD |
低コスト、低消費電力、取り回しの良さ |
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ToR-Leaf間 (<100m) |
800G SR8 (VCSEL) |
OSFP / QSFP-DD |
実績ある信頼性、コスト効率 |
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Leaf-Spine間 (500m-2km) |
800G DR8 / 2x400G FR4 Lite |
OSFP / QSFP-DD |
SiPhによる高集積、ファイバー効率化 |
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低遅延AIファブリック |
800G LPO DR8 |
OSFP / QSFP-DD |
DSP排除による超低遅延・省電力 26 |
3: 【長距離・DCI】DCO技術の革新と小型化のインパクト:IP over DWDMの成熟
データセンター内部の短距離通信が爆発する一方で、データセンター間(DCI)を結ぶ長距離通信もまた、劇的な変革期にあります。その中心にある技術がデジタルコヒーレント光学(DCO)です。かつてコヒーレント光学といえば、専用のトランスポンダシェルフに収められた大型のラインカード製品でした。しかし現在、5nm/3nmプロセスのDSP技術と高密度実装により、これらはQSFP-DDやQSFP28といった標準的なプラグ可能フォームファクタに収まるサイズへと進化しました。
この小型化が実現するのがIP over DWDM(IPoDWDM)です。これは、ルーターに直接長距離用の「色付き(Colored)」光学モジュールを挿入し、外部のトランスポンダ/マックスポンダ装置を排除するアーキテクチャです。この統合により、CapExを最大40%、消費電力を50%以上削減することが可能になります 27。
3-1.フォームファクタの進化:CFP2からQSFP-DDへ
CoherentはこのDCOの進化をリードしてきました。
- CFP2-DCO: 2020年代初頭のワークホースであり、依然として超長距離や最高の光学性能が求められる用途で使用されています。
- QSFP-DD DCO: 現在のデファクトスタンダードです。Coherentの400G ZRおよびOpenZR+モジュールは、ルーターから直接400Gbpsの波長を120km〜1000km以上飛ばすことを可能にします 29。「DD(Double Density)」フォームファクタにより、ルーターのポート密度(例:1RUで36ポートの400G)を最大限に活用できます。
3-2.400G/800G ZR/ZR+:規格の解読と最適解
データセンター事業者にとって、「ZR」関連の規格を理解し使い分けることが重要です。CoherentはOIFおよびOpenZR+標準に準拠した包括的なスイートを提供しています。
- 400G ZR: 同一メトロエリア内のデータセンター間(〜120km)を結ぶポイント・ツー・ポイント接続の標準。ハイパースケーラーの「エッジ・ツー・エッジ」リンクに最適化されており、低コスト・低消費電力が特徴です 30。
- 400G/800G OpenZR+: 伝送距離を大幅に拡張(数百〜数千km)し、OTNフレーミングのサポートを追加した規格。既存の通信事業者ネットワークとの親和性が高く、Coherentの実装では高利得のFEC(誤り訂正)と高度な分散補償により、レガシーファイバー上での伝送を可能にします 31。
- “Bright” 400G/800G ZR+ (0dBm): プラグ可能コヒーレントの歴史的弱点であった低い送信出力(-10dBm程度)を克服した製品です。Coherentの「Bright」モジュールは0dBmの高出力を実現しており、これにより高出力トランスポンダ向けに設計された既存のROADM(再構成可能光アド・ドロップ・マルチプレクサ)ラインシステムに、高価な増幅器を追加したり設計変更したりすることなく、そのまま接続可能になります 29。これはブラウンフィールド(既存設備)を持つ事業者にとって決定的なメリットです。
3-3.エッジを変える100G ZR QSFP28
400G/800Gが注目されがちですが、ネットワークエッジには依然として膨大な数の100Gポートが存在します。これまで、これらのポートを長距離コヒーレント化することは、QSFP28の厳しい電力制限により困難でした。
Coherentは、自社開発のSteelerton™ DSPを搭載した100G ZR QSFP28-DCOをリリースし、この壁を打ち破りました 33。
- インパクト: このモジュールはQSFP28ポートの電力枠(<5.5W)に収まりながら、300kmのDWDM伝送を実現します。これにより、事業者は既存の100Gスイッチやルーター(5G集約サイトやエンタープライズ拠点など)を、ハードウェア交換なしでDWDM対応にアップグレードできます。
- 産業用温度対応: I-Temp(-40°C〜+85°C)対応バージョンも提供されており、空調のない屋外キャビネットなど、厳しい環境下でのアクセスネットワークにおいてもコヒーレント技術の恩恵を受けることができます 36。
4: エッジからコアまで:通信事業者・アクセス網向け製品の広がり
データセンターと通信ネットワークの境界線は、昨今ほぼ消滅しつつあります。データセンター事業者はユーザーに近いエッジへとコンピュートノードを展開し、通信事業者は局舎をミニデータセンター(CORD)化しています。Coherentのポートフォリオは、5G無線塔からハイパースケールコアまで、この連続する光ファブリック全体をカバーします。
4-1.5Gフロントホール/バックホール:過酷な環境への適応
5Gおよび5G Advancedネットワークのエッジでは、大容量化と同時に厳しい環境耐性が求められます。CPRIからeCPRIへの移行に伴い、アンテナサイトでは25G/50Gの帯域が標準化しています。
- フロントホール(25G/50G): Coherentは産業用温度範囲に対応したSFP28(25G)およびSFP56(50G)のチューナブルトランシーバを提供しています。ここで重要なのは「波長可変(Tunability)」です。これにより、1本のファイバー上でDWDMを用いて複数の独立した信号を伝送でき、セルタワーへのファイバーリース料を削減できます。さらに、Coherentの特許技術「Flextune™」は、現場での波長設定作業を自動化します。トランシーバが自動的に正しい波長をスキャンしてロックするため、技術者の作業時間を短縮し、設定ミスを根絶します 33。
- ミッドホール/バックホール(100G/200G): トラフィックが集約される層では、前述の100G ZR QSFP28-DCOが最適なソリューションとなり、集約サイト間を複雑な光伝送装置なしで80km以上接続します。
4-2.コンバージド・アクセス:PONとポイント・ツー・ポイント
住宅および企業向けブロードバンドにおいて、Coherentは25G-PONや50G-PONへの移行を支えています。同社の光サブアセンブリは、数千の家庭を収容するOLT(光回線終端装置)の心臓部として機能しています。また、データセンター事業者が企業向けに提供する「ダイレクトコネクト」サービス向けには、単一のファイバーで送受信を行うBiDi(双方向)トランシーバ(100G/400G対応)を提供し、リースファイバーの容量を実質的に倍増させるソリューションを展開しています 39。
4-3.ラインナップの優位性:シングル・ソース・オブ・トゥルース
ネットワークアーキテクトにとって、Coherentを選択する最大のメリットは、カタログの「網羅性」と「一貫性」にあります。
- ラック内のAOC
- キャンパススパインの400G DR4
- メトロDCIリングの800G ZR+
- エッジアクセスノードの25G Tunable
これら全てを、単一の製造ペディグリー(血統)から調達できるのです。これにより、ベンダー認定プロセスが簡素化され(一度認定すればネットワーク全体に展開可能)、サポート窓口も一本化されます。サプライチェーンが不安定な時代において、リセラーではなく、自社ファブを持つ垂直統合パートナーを持つことは、次のチップ不足が起きた際に自社のオーダーが優先されるための保険でもあります 6。
まとめ:2026年に向けた戦略的パートナーシップ
2026年を見据えた時、AI主導の経済圏においてデータセンターはエンジンであり、光インターコネクトはその燃料パイプラインです。爆発的な帯域需要、逼迫する電力、そして冷徹なコスト要求に挟まれた事業者にとって、従来のOEM依存モデルはもはやリスクでしかありません。また、品質の不確かなホワイトボックス品に賭けることも、インフラの信頼性を損なう危険なギャンブルです。
Coherent Corp.は、この二律背反を解消する「第3の選択肢」、すなわちTier 1独立系メーカーとしての確固たる地位を築いています。InPやGaAsの半導体物理を支配し、SteelertonのようなDSPレベルでの革新を行い、OIF ZR/ZR+のようなオープンスタンダードを牽引するCoherentは、模倣者ではなく「オリジネイター」です。
800Gへのアップグレードや、IPoDWDMによるトランスポート層の統合に直面しているアーキテクトへのメッセージは明確です。光トランシーバはもはや単なる付属品(アクセサリー)ではなく、ネットワークの経済性と技術的存続性を決定づける土台です。Coherentを選択することは、単なる調達決定ではなく、将来にわたるインフラの安定と成長を約束する戦略的投資なのです。引用文献
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