IEEE 802.3ae(アイ・トリプル・イー・ハチマル・ニ・サン・エーイー)とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

IEEE 802.3aeは、通信速度10ギガビット毎秒（10Gbps）を実現するイーサネットの標準規格である。これは一般に「10ギガビットイーサネット（10GbE）」と呼ばれ、2002年にIEEE（米国電気電子学会）によって標準化された。この規格の登場は、それまで主流であった1ギガビットイーサネット（1GbE）の10倍の帯域幅を提供し、企業の基幹ネットワークやデータセンターにおけるデータ通信の高速化を劇的に進展させた。IEEE 802.3aeは、主に光ファイバーケーブルを利用した長距離かつ高速なデータ伝送を前提として策定されており、インターネットの急速な普及とデータ量の大規模化に対応するための基盤技術として極めて重要な役割を担っている。従来のイーサネット規格との後方互換性を保ちつつ、物理的な伝送媒体や通信方式を高速化に特化させた点が大きな特徴である。

IEEE 802.3ae規格の詳細を理解する上で重要な点は、その物理層（PHY）の仕様が多岐にわたることである。この規格は、使用する光ファイバーの種類、伝送距離、そして接続するネットワークの種類に応じて、複数の物理層仕様を定義している。これにより、データセンター内の短距離接続から、都市間を結ぶような長距離通信まで、多様な要求に柔軟に対応することが可能となった。これらの仕様は「10GBASE-X」という形式で命名される。例えば、「10GBASE-SR」や「10GBASE-LR」といった名称がそれに該当する。「10G」は通信速度10Gbps、「BASE」はベースバンド伝送方式を示し、末尾のアルファベットが光ファイバーの種類や伝送距離などの特性を表している。「SR」はShort Reachの略で、比較的安価なマルチモードファイバーを用いて最大数百メートルの短距離通信を目的とする。主にデータセンター内のサーバーやスイッチ間の接続に用いられる。「LR」はLong Reachの略で、シングルモードファイバーを用いて最大10km程度の長距離通信を実現する。キャンパスネットワークのバックボーンやビル間の接続に適している。さらに長距離の通信が必要な場合は、「ER」（Extended Reach）があり、最大40kmまでの伝送が可能である。

また、IEEE 802.3aeは物理層のインターフェースとして「LAN PHY」と「WAN PHY」という二つの異なるタイプを定義した点も特筆すべきである。LAN PHYは、従来のイーサネットと同様にデータセンターや企業内ネットワーク（LAN）での利用を想定したもので、データレートは正確に10.0Gbpsである。一方、WAN PHYは、イーサネットを広域ネットワーク（WAN）へ直接接続することを目的として設計された。これは、通信事業者が広く利用していたSONET/SDHという既存の光伝送網のフレーム構造に、イーサネットのデータを効率的に格納するための仕様である。WAN PHYのデータレートは、SONETの規格（OC-192c）に合わせて約9.58464Gbpsとなっており、LAN PHYよりわずかに低い。このWAN PHYの存在により、イーサネット技術をMAN（Metropolitan Area Network）やWANの領域へシームレスに拡張することが可能となり、通信事業者のネットワーク構築における選択肢を広げた。WAN PHYに対応する仕様には、「10GBASE-SW」「10GBASE-LW」「10GBASE-EW」などがあり、それぞれLAN PHYのSR、LR、ERに相当する。

技術的な進化として、IEEE 802.3aeでは通信方式が全二重通信に限定されたことも重要な変更点である。初期のイーサネットでは、一本のケーブルを複数の機器が共有して通信を行うため、データの衝突（コリジョン）を回避するCSMA/CDというアクセス制御方式が用いられていた。しかし、ネットワークの高速化に伴い、この方式は非効率となった。10ギガビットイーサネットでは、スイッチを介したポイントツーポイント接続が前提となり、送信と受信を同時に行う全二重通信のみをサポートすることで、CSMA/CDを完全に廃止した。これにより、データの衝突が発生しなくなり、理論上の最大スループットを安定して発揮できるようになった。一方で、MAC層より上位のイーサネットフレームのフォーマットや最小・最大フレーム長などの仕様は、従来のイーサネット規格から変更されていない。この互換性により、既存のネットワークアプリケーションや管理システムを大きな変更なしに高速な10GbE環境へ移行させることができ、スムーズな技術導入を促進した。IEEE 802.3aeは、その後の40GbEや100GbEといった更なる高速化への道を切り拓いた、現代のネットワーク技術の礎となる規格である。