MMFで1550nmまたは1310nm SFPまたはSMFで850nm SFPを使用できますか？

前の投稿「シングルモード1550nmまたは1310nm SFPとマルチモードSFPの違い」では、次の2つの点について言及しました。

「シングルモードSFP（SMF SFP）は主に1310nmおよび1550nmの波長で動作し、主に2km、10km、40km、60km、80kmおよび120kmに達する長距離伝送環境で使用されます。」

「一般的なマルチモードSFP（MMF SFP）は850nm波長で動作し、100mおよび500mに達する短距離伝送にのみ使用されます。」

実際、私たちは常にマルチモードファイバーを850nmに、シングルモードファイバーを1310nmおよび1550nmに関連付け、このルールを固く信じています。ただし、ファイバの動作波長は思ったよりも広範囲です。つまり、MMFを介して1550nmまたは1310nm SFPを使用したり、SMFを介して850nm SFPを送信したりできる可能性があります。

MMFで1550nmまたは1310nm SFPまたはSMFで850nm SFPを使用することは本当に可能ですか？

ほぼ全員が、約800〜880nmの光波長で動作するマルチモードファイバーを使用し、100kmまでの距離でほぼ常に1310nmで動作し、より長い距離では1550nmで動作するシングルモードファイバーを使用しました。しかし実際には、MMFを介して1550nmまたは1310nm SFPを使用することはかなり可能であり、トランシーバの一部はこのアプリケーションを満たすことができます。さらに、理論上はSMFで850nm SFPを使用することもできます。以下のスケッチに示すように、最新のシングルモードファイバーは850nmでの減衰が非常に低くなっています。一般に、850nmの波長で動作する場合、マルチモードファイバは約2.5dB / kmを持ち、シングルモードファイバは約1.8dB / kmを持ちます。
なぜ普通にしないのですか？
実際、1310nmで動作するマルチモードファイバは、実際のアプリケーションでは非常に一般的に行われています。次の表は、MMFで1310nmを送信できるいくつかのタイプの光トランシーバーを示しています。

注：すべてのトランシーバーは、Cisco、Arista、Juniper、Dell、Brocadeおよびその他のブランドなどの対応する機器で個別にテストされ、Fiberstoreのインテリジェントな品質管理システムの監視に合格しています。

ただし、シングルモードファイバの場合、マルチモードファイバよりもファイバの減衰は小さくなりますが、通常、シングルモードファイバは850nmで動作しません。どうして？次の2つの理由が考えられます。

1. LEDやVCSELなどの一般的な光源は通常、ファイバに多くの電力を結合できないため、850nmの使用は一般に高感度の光レシーバを使用するため、非常に低速のリンクに制限されます。
2. 1250nm規格を大幅に下回ると、シングルモードファイバはマルチモードファイバのように動作し始めるため、ファイバ内を伝搬できるモードがいくつかあります。ほとんどのシングルモードファイバにはステップインデックスの屈折率プロファイルがあるため、帯域幅が非常に悪く、通常5〜10MHz.kmであり、高速データにはあまり適していません。

概要
マルチモードファイバで1550nmまたは1310nm SFPを使用するか、シングルモードファイバで850nm SFPを使用できます。ただし、業界の慣習によれば、マルチモードファイバーでは850nm、シングルモードファイバーでは1310nmまたは1550nmが依然として主流です。また、1310nmでマルチモードファイバを動作させることも現在一般的に行われています。確かに、光ファイバ伝送の未知の領域がまだ調査されていますが、それは別の話です。

デュプレックスLC MMFケーブルを介して40GbEを実行する方法

40GbEマルチモードファイバーケーブル（MMFケーブル）でパラレルオプティクスを使用するには、10GbEインフラストラクチャよりも多くのファイバーストランドが必要です。したがって、データセンターでは、移行の要件を満たすためにケーブルのアップグレードが必要になります。この場合、コストが大きな要因です。ユーザーがファイバーコストの問題を解決できるように、多くのベンダーは、現在の10 Gbpsマルチモード光ファイバーケーブルプラントを40 Gbps接続に再利用することで、ゼロコストのファイバー移行を可能にする新しいトランシーバーを開発しました。この投稿では、LCコネクタを備えたデュプレックスマルチモードファイバーケーブルで40GbEを実行するための3つの主流トランシーバーオプションを紹介します。

オプション1：Cisco QSFP 40G BiDiトランシーバー（QSFP-40G-SR-BD）
Cisco QSFP BiDiトランシーバーは、LCコネクタを備えた1本のデュプレックスOM3またはOM4 MMFケーブルで全二重40Gbpsトラフィックを送信できます。 10Gbpsファイバーインフラストラクチャを再利用する機能を提供するため、データセンターオペレーターは以前の10GbEインフラストラクチャを変更せずに40Gbps接続にアップグレードできます。

Cisco QSFP BiDiトランシーバーの動作原理は、以下に示すように、それぞれが単一のMMFストランドで2つの波長で同時に送受信される2つの20Gbpsチャネルを使用することです。

Cisco QSFP BiDiトランシーバーは、40GbEインターフェイスをサポートするほとんどのシスコスイッチングおよびルーティング製品でサポートできます。接続距離は、OM3 MMFで最大100メートル、OM4 MMFで最大150メートルに達します。これは、40GBASE-SR4 QSFP +と同じです。

注：他のバージョンのCisco QSFP BiDiトランシーバー（QSFP-40G-BD-RX）は、QSFP-40G-SR-BDとほぼ同じですが、CiscoNexus®Data Brokerなどのリンクモニターハードウェアを使用しています。

バイヤーガイド：FiberJP.comは、費用対効果が高く、互換性の高いQSFP BiDiトランシーバーを提供します。これらは、100％のシスコ互換性を保証するためにテストされています。
 

オプション2：Juniper 40Gbps QSFP + LX4（JNP-QSFP-40G-LX4）
Juniper 40Gbps QSFP + LX4モジュールは、10GbEと同じインフラストラクチャを使用します。 LX4テクノロジーは、デュプレックスLCコネクタを備えた2つのMMFストランドに40GbEを提供することにより、今日のデータセンターのすべてのパフォーマンス基準を満たす40GbEを展開する新しい方法を表しています。したがって、ユーザーは、高価な40GbE移行カセットや追加のファイバーインフラストラクチャなしで、既存の10GbEトランシーバーモジュールを40GbE LX4モジュールに簡単に置き換えることができます。

次の図に示すように、QSFP + LX4トランシーバーは4つの10Gbpsチャネルを使用し、それぞれが単一のMMFストランドで4つの波長で同時に送受信されます。 40GBASE-SR4モジュールと同様に、OM3 MMFで最大100メートル、OM4 MMFケーブルで最大150メートルの伝送距離もサポートできます。 Juniper 40Gbps QSFP + LX4は、QFX3000 QFabricシステム、QFX5100スイッチなど、40GbEインターフェイスをサポートする多くのJuniperデバイスでサポートできます。

QSFP + LX4トランシーバーの概念

注：ジュニパー40Gbps QSFP + LX4は、シングルモードファイバー（SMF：OS1）での実行もサポートし、最大2 kmに到達します。

購入者ガイド：FiberJP.comは、費用対効果が高く互換性の高いQSFP + LX4トランシーバーを提供します。これらのトランシーバーは、100％のジュニパー互換性を保証するためにテストされています。

オプション3：Arista Networks QSFP-40G-UNIVトランシーバー
AristaネットワークQSFP-40G-UNIVは、MMFとSMFの両方で使用できるデュプレックスLCコネクタを備えた40GbE QSFP +トランシーバーです。その動作原理は、上記のジュニパーLX4と同様であり、モジュール内で4チャンネルの10Gが多重化され、2本のファイバー上で集約40Gbps信号を送受信します。 UNIVは、「ユニバーサル」という言葉の略です。その理由は、モジュールにソフトウェア/ハードウェアを変更したり、ネットワーク内の追加ハードウェアを変更したりすることなく、MMFとSMFの両方で動作できるからです。 AristaネットワークQSFP-40G-UNIVは、最大100メートルの距離ではOM3またはOM4 MMF、最大500メートルの距離ではSMF（OS1）で動作できます。
このQSFPモジュールは、シスコおよび他のベンダーの標準ベースの40GbE LR4オプティクスと相互運用できることに注意してください。