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40Gへの移行には、数多くの計画と設計が必要です。スイッチはこのような高速イーサネットに対応できるのか？スイッチに最適な光トランシーバーの種類は？よりコスト効率の良い光トランシーバーはどれか？現在提供されているほとんどのサーバーは40Gをサポートしており、40G QSFP+トランシーバー（Quad Small Form-factor Pluggableトランシーバー）は40G移行において最も経済的かつ効果的なトランシーバーと考えられていますが、それでも新たな問題が浮上しています。
40Gではパッチコードが重要
スイッチがどれほど高度であっても、40G伝送ネットワーク全体を形成するには、それらをすべて接続する必要があります。これらのスイッチ間の接続を実現するために、パッチコードは通常、イーサネットスイッチに差し込まれた光ファイバートランシーバーにリンクされます（次の図に示すように）。これらの接続の品質は、40Gネットワーク全体の信頼性と安定性に大きく影響する可能性があります。ただし、40Gの接続はこれまで以上に複雑です。したがって、40Gネットワークに適切なファイバーパッチケーブルを選択することはより困難であり、40G移行において大きな問題となります。前述のように、QSFP +トランシーバーは40Gに推奨されます。この記事では、40G QSFP +トランシーバー用のファイバーパッチケーブルの選択について可能な限り詳細に説明します。
40G QSFP+トランシーバー用パッチコードの選択
40Gでは、スイッチ接続の必要性だけでなく、光ファイバー信号の伝送原理と40G伝送の高密度化の傾向もあって、パッチコードの選択は大きな課題となります。40G QSFP+トランシーバー用のパッチコードを選択する際には、ケーブルタイプ、コネクタタイプ、スイッチポートなど、いくつかの重要な要素を考慮する必要があります。
ケーブルタイプ
異なる波長の光信号は、その性能が著しく異なることがよくあります。同じ波長の光信号であっても、異なる光ファイバーケーブルを通過すると性能は全く異なります。そのため、ケーブルの種類の選択は非常に重要です。
40G QSFP+トランシーバー用の光ファイバーパッチコードを購入する際にお客様からよく寄せられる質問が、この点を明確に示しています。850nmの波長で動作する40GBASEユニバーサルQSFP+トランシーバーは、OM1パッチコードで使用できますか？ 答えは「はい」ですが、推奨されていません。なぜでしょうか？ データレートが増加すると光信号の伝送距離が短くなるためです。40G QSFP+トランシーバーでOM1光ケーブルを使用すると、伝送距離と品質が制限されます。OM1ケーブルは、100 Mb/sおよび1000Mb/sの伝送にのみ推奨されます。短距離の40G QSFP+トランシーバーには、2つのアップグレードされたケーブル、OM3とOM4が推奨されます。
IEEEは、長距離と短距離の両方における40G伝送の規格として、40GBASE-SR4と40GBASE-LR4を発表しました（SRは短距離、LRは長距離を表します）。後者は、シングルモード光ファイバーによる最大10kmの長距離40G伝送に適しています。前者は、マルチモード光ファイバー（OM3（最大100メートル）とOM4（最大150メートル））による短距離40G伝送に適しています。通常、水色で表示されるOM3とOM4は、挿入損失が少なく、帯域幅が広いため、短距離40G伝送に適した経済的なソリューションとして認められています。
コネクタタイプ
パッチコードのコネクタタイプは、40G QSFP+トランシーバーのインターフェースによって異なります。現在、40G QSFP+トランシーバーで一般的に採用されているインターフェースは、MTPとLCの2つです。通常、MPOインターフェースを備えた40G QSFP+トランシーバーは短距離伝送用に設計され、LCは長距離伝送用に設計されています。ただし、40GBASE-PLR4や40GBASE-PLRL4など、一部の40G QSFP+トランシーバーは長距離伝送をサポートするためにMPOインターフェースを備えています。
40G伝送の最も顕著な特徴は高密度であり、これは40G QSFP+トランシーバーで使用されるパッチコードのMTPコネクタに大きく反映されています。QSFP+トランシーバーは4つの10Gチャネルを使用して40G伝送を実現するため、4ペアの光ファイバが使用されます。12芯MTPコネクタは、40G QSFP+トランシーバーに時間節約と安定したソリューションを提供します。ただし、多芯接続の場合、パッチコードの選択において極性を考慮する必要があります。MTPパッチコードの極性について具体的に説明した「MPOシステムにおける極性の理解」という別の記事を参考までにご紹介します。
しかし、市場のニーズに応えるため、LCインターフェースを備えた40G QSFP+トランシーバも提供されています。このタイプのQSFPトランシーバは、1310nmウィンドウで10Gを伝送する4つのレーンを多重化することで40G伝送を実現します。このタイプのトランシーバを使用する場合は、デュプレックスLCコネクタを備えたパッチケーブルを使用する必要があります。
スイッチポート
イーサネットの速度向上に伴い、ネットワークの柔軟性の重要性が徐々に明らかになっています。40Gになると、ネットワークの柔軟性はアプリケーションと密接に関連する喫緊の課題となります。40G QSFP+トランシーバーに適したパッチコードを適切に選択することで、ネットワークの柔軟性を大幅かつ効果的に向上させることができます。ここでは、40Gアプリケーションにおける最も一般的な2つの例をご紹介します。1つは40G QSFP+から40G QSFP+へのケーブル接続、もう1つは40G QSFP+からSFP+へのケーブル接続です。
最大 100 m の距離の場合、40GBASE-SR4 QSFP+ トランシーバーは、両端に MPO が接続された OM3 ファイバー パッチ ケーブルとともに使用できます。
最大 150 m の距離の場合、40GBASE-SR4 QSFP+ トランシーバーは、両端に MPO が接続された OM4 ファイバー パッチ ケーブルとともに使用できます。
40GBASE-LR4 QSFP+トランシーバーは、最大10kmの距離まで、LCコネクタ付きのシングルモード光ファイバーで使用できます。上の写真は、LCコネクタ付きの40GBASE-LR4 QSFP+トランシーバーをシングルモード光ファイバーで伝送した様子を示しています。
40Gポートを10Gポートに接続する必要があることはよくあります。この場合、片端にMTPコネクタ、もう片端に4つのLCデュプレックスコネクタを備えたファンアウトパッチケーブルの使用をお勧めします。
結論
40G QSFP+トランシーバーに適したパッチコードを選択するには、ケーブルタイプ、コネクタタイプ、スイッチポートを考慮することが重要です。これらは、40Gネットワーク全体の伝送距離、ネットワークの柔軟性、信頼性に密接に関連しています。しかし、40G QSFP+トランシーバーの実際の配線においては、これら3つの要素だけでは十分ではありません。計画と設計には多くの時間がかかり、十分な結果が得られない可能性もあります。しかし、Fiber-Martは、費用対効果が高く信頼性の高いネットワーク設計と40G製品を含む、専門的なワンストップサービスでお客様の問題を解決します。
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