モード調整パッチケーブルチュートリアル

マルチモード光ファイバー には帯域幅の制限があります。現在のLANネットワークのほとんどは、約90%がマルチモード光ファイバーで構成されています。光ファイバーケーブル設備をシングルモード光ファイバーケーブルにアップグレードする際には、既存のマルチモードケーブル設備を可能な限り長く再利用し続けるための移行パスも提供する必要があります。しかし、既存のマルチモードケーブル設備でシングルモード機器を使用する場合、いくつかの技術的な問題が伴います。最大の問題は、差動モード遅延（DMD）によって引き起こされます。これは、立ち上がり時間の速いレーザーパルスをマルチモード光ファイバーに適用すると、光ファイバー内の異なるモードの伝播時間の違いにより、顕著なパルス広がりが発生することを指します。

この問題を解決するため、レーザーベースのトランスミッターを搭載したギガビットイーサネットハブが配備されるネットワークアプリケーション向けのソリューションとして、モードコンディショニングパッチケーブルが開発されました。モードコンディショニングパッチケーブルは、設置済みの光ファイバー設備の伝送距離を、本来の用途を超えて延長する手段です。これにより、光ファイバー設備のアップグレード費用をかけずに、お客様のハードウェア技術をアップグレードすることが可能になります。さらに、モードコンディショニングパッチケーブルは、伝送距離を延長しながら、データ信号品質を大幅に向上させます。

モード調整パッチケーブルとは何ですか?

モード調整パッチケーブル（ MCP）は、伝送路の始端に短いシングルモードファイバを備えたデュプレックスマルチモードパッチケーブルです。レーザーの入射を「調整」し、オーバーフィルド入射法で測定された値に近い実効帯域幅を得るように設計されたMCPにより、レーザー送信機はDMDによる制限を受けることなく、マルチモードファイバ上でギガビットレートで動作できます。ポイントは、オーバーフィル入射条件によって強く励起されるモード群に重み付けされた多数のモードをファイバ内で励起し、同様のパワーレベルを持つ大きく離れたモード群の励起を回避することです。これは、レーザー光をシングルモードファイバに入射し、次にそれをシングルモードファイバのコアに対して中心からずれたマルチモードファイバに結合することで実現されます。これは図の横に示されています。

ヒント： 50µmと62.5µmのマルチモード光ファイバでは、必要なオフセットが異なります。エンジニアの調査によると、62.5µmマルチモード光ファイバでは、17～23µmのオフセットでオーバーフィル・ランチ法と同等の実効モード帯域幅を実現できます。また、50µmマルチモード光ファイバでは、10～16µmのオフセットが適しています。

このケーブルの基本原理は、レーザーをシングルモード ファイバーの小さなセクションに入射させることです。シングルモード ファイバーのもう一方の端は、マルチモード ファイバーの中心からオフセットされた状態で、ケーブルのマルチモード セクションに結合されます。このパッチ ケーブルは、シングルモード ファイバーとマルチモード ファイバーの両方を使用するトランシーバー (1000BASE-LX/LH、10GBASE-LX4、10GBASE-LRM など) で必要です。マルチモード ファイバーに入射すると、トランシーバーは複数の信号を生成することがあり、DMD を引き起こし、伝送距離が大幅に制限されることがあります。MCP はこれらの複数の信号を除去し、受信側での問題を排除します。次の図は、MCP と、それがトランシーバー モジュールに一般的にどのように接続されるかを示しています。必要に応じて、トランシーバー モジュールとマルチモード ケーブル設備の間に挿入されます。

レーザーベースの伝送におけるMCPの使用要件

ギガビットイーサネット

MCPの要件は、1300nmの波長帯で伝送する1000BASE-LX/LHトランシーバおよびマルチモード光ファイバーを介したアプリケーションにのみ適用されます。850nmの波長帯の1000BASE-SXリンクでは、MCPは使用しないでください。MCPは、FDDIグレード、OM1、およびOM2光ファイバーを介した1000BASE-LX/LHアプリケーションに必須です。「レーザー最適化光ファイバー」とも呼ばれるOM3を介したアプリケーションでは、MCPは使用しないでください。

10ギガビットイーサネット

MCPの要件は、1300nmの波長帯で伝送する10GBASE-LX4および10GBASE-LRMトランシーバ、およびマルチモード光ファイバーを介したアプリケーションにのみ適用されます。850nmの波長帯の10GBASE-SRリンクでは、MCPを使用しないでください。MCPは、FDDIグレード、OM1、およびOM2光ファイバーを介した10GBASE-LX4および10GBASE-LRMアプリケーションに必須です。「レーザー最適化光ファイバー」とも呼ばれるOM3を介したアプリケーションでは、MCPを使用しないでください。

MCPのインストールに関する注意事項

1000BASE-LX/LH、10GBASE-LX4、および10GBASE-LRMトランシーバを従来の62.5µmまたは50µmマルチモード光ファイバーと併用する場合は、リンクの両端においてトランシーバとマルチモード光ファイバーケーブルの間にMCPを設置する必要があります。MCPは、FDDIグレード、OM1、およびOM2光ファイバーを介したすべてのリンクに必須であり、OM3以降の光ファイバーを介したアプリケーションには使用しないでください。

注： 1000BASE-LX/LH、10GBASE-LX4、および10GBASE-LRMトランシーバをマルチモード光ファイバーとパッチケーブルなしで使用することは、非常に短いリンク距離（数十メートル）では推奨されません。ビットエラーレート（BER）の上昇や受信機の損傷につながる可能性があります。

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