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データセンターの帯域幅需要の変化と急速な拡大に対応するため、IEEEは2010年に40ギガビットおよび100ギガビット規格（IEEE 802.3ba）を承認しました。現在、40Gイーサネットと100Gイーサネットは同じケーブルシステムを使用して導入できます。この規格では、シングルモード（SMF）とマルチモード（OM3、OM4）の両方の使用が承認されています。マルチモードはMPO/MTP相互接続によるパラレルオプティクスを採用し、シングルモードファイバーはLCまたはSCコネクタを使用したシリアル伝送を採用します。設計者は、インフラストラクチャにどのケーブルオプションを選択すべきでしょうか。この記事では、賢明な選択を行うための実用的な提案をいくつか紹介します。表1は、40/100GbE実装におけるSMFとMMFの比較を示しています。
マルチモードファイバー経由の40GbE
マルチモード光ファイバーを用いた40GbEおよび100GbEは、10Gbpsレーザーの並列光モジュールを使用し、複数の光ファイバーストランドに同時に伝送することで高速データレートを実現します。これらの光モジュールはマルチレーンであるため、40GbEマルチモード光ファイバーでは、MPOまたはMTPケーブルと呼ばれる異なるタイプの光ファイバーケーブルが使用されます。MPO/MTPケーブルは、1本のリボンケーブルに12本のマルチモード光ファイバーストランドを収容します。マルチモード光ファイバーを用いた10GbEと同様に、40Gネットワークで長距離をカバーするには、OM3またはOM4グレードのマルチモード光ファイバーが必要です。
OM3およびOM4 MMFは、コアサイズが50/125ミクロンのレーザー最適化光ファイバです。これらの50ミクロン光ファイバは、VCSELベースのトランシーバの850nm伝送に最適化されています。これらの2つの光ファイバは帯域幅が異なるため、同じトランシーバでも実現可能な距離が異なります。TIA-492AAADによると、OM4光ファイバはネットワークの信頼性が高く、設計の柔軟性も向上しており、150メートルの距離まで接続できます。IEEE 802.3ba規格では、OM3光ファイバの最大伝送距離は100メートルと規定されています。Cisco QSFP-40G-SR4 QSFP+を例に挙げると、OM3では100メートル、OM4では150メートルの距離をサポートできます。次の図は、40G-SR4と40GBASE-LR4 QSFP+を示しています。
40GインフラストラクチャにはOM3とOM4の両方のMMFを導入できますが、どちらがより適しているでしょうか？実際、一部の上級エンジニアは、データセンターにOM3またはOM4のケーブル配線を設置するかどうかは、長さの要件に大きく左右されると述べています。彼らは、OM4ファイバーがデータセンター内の次世代ネットワークの範囲を大幅に拡張し、OM3ファイバーよりもEMBが大きいため、このより長い範囲を実現できると判断しました。OM4光ファイバーを使用すると、40/100Gイーサネットは、OM3と比較して、コアからディストリビューションへのチャネルとアクセスからディストリビューションへのチャネルのリンクの60％を追加で到達できます。これにより、40G/100GイーサネットとOM4ファイバーの市場での受け入れが迅速化されるはずです。
シングルモードファイバー経由の40GbE
40GBase-LR4オプティクスは、送信用に4本のストランド、受信用に4本のストランドを使用するSR4オプティクスと同じマルチレーンテクノロジーを採用しています。ただし、1つの例外があります。各レーンに1本のファイバーストランドを使用する代わりに、WDMテクノロジーを使用して4つの送信レーンすべてを1本のファイバーストランドに多重化し、4つの受信レーンすべてを別の1本のファイバーストランドに多重化することで、既存のシングルモードファイバー設備を活用できます。このため、標準のLC（QSFPモジュールの場合）またはSC（CFPモジュールの場合）接続が使用されるため、10GbE接続からの簡単なアップグレードが可能です。40GBASE-LR4のチャネルコストはSR4オプティクスよりもはるかに高く、これが40GBASE-LR4の普及を制限する主な要因となっています。ただし、Cisco QSFP-40G-LR4などの40GBASE-LR4は最大10kmまで到達できます。
結論
この記事を読んで、40Gネットワークに最適なケーブルを選ぶコツはつかめたでしょうか？予算が限られていて、伝送距離が短い場合は、レーザー最適化マルチモードケーブルが最適です。一方、高密度で長距離のネットワークを構築したい場合は、シングルモードケーブルの方が適しています。Fiberstoreは、幅広い種類の40Gトランシーバーとケーブルを製造しています。必要なものは、こちらから見つかります。ご興味のある方は、お気軽にお問い合わせください。
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