.webp)
従来のデータ通信リンクでは、長距離高速リンクにはシングルモード光ファイバー（SMF）、短距離リンクにはマルチモード光ファイバー（MMF）が使用されていることは周知の事実です。ESCON、トークンリング、FDDI、イーサネット、ATMといった初期のデータ通信アプリケーションは、低コストの赤外線発光ダイオード（LED）送信機を用いて、比較的低速なデータレート（4～155Mbps）で動作していました。この記事では、OM3マルチモード光ファイバーに焦点を当てます。
MMFの開発
最も初期の光ファイバは光マルチモード 1 (OM1) と呼ばれ、現在使用されているものよりもコアが大きく、開口数も大きかった。技術が成熟するにつれて、より小さなコアの MMF の最小帯域幅距離積は、通常、波長 850 nm で 62.5/125 ミクロンの光ファイバでは 160 MHz*km、この波長で 50/125 ミクロンの光ファイバでは 500 MHz*km、波長 1300 nm では両方の光ファイバ タイプで 500 MHz*km と定格された。この光ファイバは、CCTIT 勧告 G.652 を含むさまざまな業界標準と互換性があり、ISO 標準では「光マルチモード 2」(OM2) 光ファイバとして定義され、一般に「FDDI グレード」光ファイバとしても知られている。光ファイバの帯域幅は、LED の大きなスポット サイズと均一なパワー プロファイルを再現するオーバーフィルド ラウンチ (OFL) テスト手順を使用して測定された。 LEDはファイバーコア全体を一貫して満たすため、ファイバー帯域幅は励起されたすべてのモードの総合的な性能によって決まります。しかしながら、LED光源の最大変調速度は通常数百Mbit/sです。より高いデータレートへの需要が高まるにつれ、SMFで動作するレーザー光源が必要になりました。
VCSELに関連する問題
長波長（1300nm）で動作するファブリ・ペロー型レーザーまたは分布帰還型レーザーを用いたシングルモードリンクは、アライメント公差が狭く、性能特性も優れているため、コストが高くなる傾向があります。より低コストの代替手段があります。近年、短波長（780～850nm）の垂直共振器面発光レーザー（VCSEL）が普及し、より長距離でより高速なデータレートでMMFを使用できるようになりました。LEDと比較して、VCSELは光出力が高く、幅が狭く、スポットサイズが小さく、出力プロファイルの均一性が低く、変調データレートが高いという特徴があります。つまり、VCSELはMMF内のすべてのモードを励起するわけではなく、ファイバの帯域幅は、通常はコアの中心付近に集中する限られたモード群によって決まります。旧式のMMFでは、VCSEL光源と併用した場合、ファイバコアの欠陥や屈折率の変動、そしてVCSEL出力の変動や異なるVCSELトランスミッタ間の変動に起因する励起モードの数と出力の変動により、帯域幅が大きく、予測不可能な変動が生じることがありました。
これらの問題に対応するため、データ通信業界は、VCESLの性能向上と信頼性向上を目的として特別に設計された、新しいタイプのレーザー最適化またはレーザー強化MMFを開発しました。屈折率プロファイルの精密制御により、レーザー光源のモード分散と差動モード遅延（DMD）を最小限に抑えながら、LED光源との下位互換性を維持しています（レーザー最適化光ファイバと従来型光ファイバの寸法、減衰、終端方法は同じです）。1990年代半ばに導入された最初のレーザー最適化光ファイバは、50ミクロンと62.5ミクロンの両方の波長で提供され、最大数百メートルまで1Gbit/sで動作するように設計されていました。これらの光ファイバは、必ずしもより高いデータレートに対応できるわけではありませんでした。10Gbit/sリンクへの注目が高まるにつれ、10Gbit/sで約35メートルに達するような光ファイバは存在せず、コア径が小さくモード数が少ない50ミクロン光ファイバが、これらのデータレートに最適な選択肢であることが明らかになりました。現在、レーザー最適化光ファイバーは一般的に50ミクロン径のみが利用可能で、850nmレーザー光源の場合、実効帯域幅距離積は約2000MHz*kmです。帯域幅は、従来のOFL法ではなく、制限モード励振（RML）試験を用いて測定する必要があります。この光ファイバーは、TLA-568規格では「レーザー最適化マルチモード光ファイバー」と定義され、ISO 11801（第2版）ではより一般的な名称である「光マルチモード3（OM3）」光ファイバーで定義されています。OM3光ファイバーパッチケーブルのご購入はこちらをクリックしてください。
光ファイバーケーブルの色
レーザー最適化ファイバーの初期の例としては、ルーセント社が発表した Systimax Lazer SPEED ファイバーがあります。このファイバーは、既存のマルチモード (オレンジ) 、シングルモード (黄色) 、および分散管理 (紫) ファイバー ケーブルと区別するために緑色のジャケットを使用しています。減衰は 850 nm で約 3.5 dB/km、1300 nm で約 1.5 dB/km です。帯域幅は 850 nm で 2200 MHz*km (500 MHz*km のオーバーフィル)、1300 nm で 500 MHz*km (オーバーフィルしても変化なし) です。もう 1 つの例としては、通常アクア色のケーブルを使用する Corning Infini-Core ファイバーがあります。CL 1000 ラインは、850 nm で 500 メートル、1300 nm で 1 km の距離を実現する外部蒸着プロセスで作られた 62.5 ミクロンのファイバーで構成されています。同様に、50ミクロンファイバーのCL 2000シリーズは、850nmで600m、1300nmで2kmの距離をサポートします。OM3マルチモードファイバーの図を以下に示します。
OM3の用途
最近のイーサネット、ファイバ チャネル、InifiniBand、およびその他のシステムのほとんどでは、推奨される OM3 マルチモード ファイバ (たとえば、OM3 SC から LC) を使用しており、ESCON を含む多くのレガシー システムはこのファイバと互換性があります。新しいファイバのインストールに伴う問題を回避するために、ほとんどの標準はさまざまな種類の MMF に対応しようとします。下位互換性の概念は、1 Gbit/s (数百メートルの距離を実現可能) まではかなりうまく機能しますが、達成可能な距離がさらに短くなると、より高いデータ レートで機能しなくなります。このような状況下で将来を見据えたケーブル インフラストラクチャを設計することはますます困難になり、ある時点で、新しいファイバでレガシー MMF を置き換える必要があります。SMF は長期的には良い投資となるはずですが、多くのスイッチ、サーバー、およびストレージ デバイスでの SMF のインストールとポートにかかる短期的なコスト プレミアムが依然として懸念事項です。短波トランシーバのコストは現在、長波トランシーバよりも低いため、どの光ファイバーを敷設するのが最適か、また62.5ミクロンと50ミクロンのMMFの最適な組み合わせについては依然として疑問が残ります。一般的に、50ミクロン光ファイバーは欧州と日本で広く導入されていますが、北米では最近まで主に62.5ミクロンMMFが使用されていました。IEEEは、100mまでの距離のバックボーン構築には62.5ミクロンMMF、100mから300mの距離には50ミクロン光ファイバーの使用を推奨しています。
結論
OM2とOM3の光ファイバを同一リンクに混在させると、総帯域幅は2種類のケーブルの加重平均に比例します。50ミクロンと62.5ミクロンの光ファイバを同一ケーブル設備に混在させないよう注意が必要です。コア径と開口数の不一致により、大きな損失が発生します。異なる種類のMMFを誤った場所に差し込むことを防ぐ業界標準のコネクタキーがないため、混在ケーブル設備の管理が困難になる可能性があります。
コメントはまだ投稿されていません。