40/100GbE伝送における極性とMPO技術

Fibermart
2015年11月21日(Sat)
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データセンター、大規模企業の機器室、中央オフィスなど、限られたスペースへの設置において、ケーブル径の縮小と光ファイバーリンクによる接続密度の向上が極めて重要であることが実証されています。市場が40/100G伝送へと移行するにつれ、ケーブル配線時の混雑を軽減し、機器のケーブル配線を容易にするため、ネットワーク設計者は今日のデュプレックス光ファイバー伝送にMPO/MTP技術とコンポーネントを採用するようになりました。しかし、ネットワーク設計者は、MPO/MTPコンポーネントを用いて、これらのアレイ接続の適切な極性をエンドツーエンドでどのように確保するかという新たな課題に直面しています。

従来、光ファイバーリンクは全二重通信に2本の光ファイバーを必要とします。リンク上の機器が両端で正しく接続されていることを確認することは非常に重要です。しかし、リンクに2本以上の光ファイバーが含まれる場合、特に高データレート伝送に多芯MPOコンポーネントを使用する場合、光ファイバーネットワーク全体で正しい極性を維持することはより複雑になります。幸いなことに、終端処理済みのMPOコンポーネントは、極性維持のための人間工学に基づいた設計を採用しており、TIA 568規格では、適切な接続を確保するためのシステム構成方法を3つ提供しています。この記事では、MPOシステムにおける極性と40/100GbEの偏波接続ソリューションについて詳しく説明します。

MPOコンポーネントの極性

MPOシステムにおいて正しい極性を維持するには、まずMPOシステムを構成するコンポーネントの特性を理解する必要があります。このセクションでは、MPOシステムで使用される基本的なコンポーネントを紹介します。

MPO コネクタ: 40/100 GbE 伝送の極性を理解するには、まず MPO テクノロジーのキーである MPO コネクタを紹介する必要があります。MPO コネクタには通常 12 本のファイバーがあります。24 本のファイバー、36 本のファイバー、および 72 本のファイバーも使用できます。各 MTP コネクタには、本体によって追加された平らな面の 1 つにキーがあります。キーが下にある場合、これはキーダウンと呼ばれます。キーが上にある場合、これはキーアップ位置と呼ばれます。この方向では、コネクタの各ファイバーホールは左から右に順番に番号が付けられ、ファイバー位置、または P1、P2 などと呼ばれます。位置 1 がどこにあるかを示す白い点がコネクタの片側に追加でマークされています。(次の図を参照) このキーの方向によって、MTP ケーブルの極性も決まります。

MPOアダプタ：MPO（オス）コネクタは、MPOアダプタを使用してMPO（メス）コネクタと嵌合します。各MPOコネクタにはキーが付いているため、MPOアダプタには2種類あります。

タイプA：キーアップからキーダウン。片側のキーが上向き、反対側のキーが下向きです。2つのコネクタは互いに180°回転して接続されています。 タイプB：キーアップからキーアップ。両方のキーが上向きです。2つのコネクタは互いに同じ位置で接続されています。

MPO ケーブル: ケーブルの両側に 2 つの MPO コネクタ (オス/メス) が付いた MPO トランクケーブルは、MPO モジュールを相互に接続する永久リンクとして機能し、12、24、48、72 ファイバーで利用できます。

MPO ハーネスケーブルは、MPO 側にオス/メスコネクタ、反対側に複数のデュプレックス LC/SC コネクタが接続されており、マルチファイバーケーブルから個別のファイバーまたはデュプレックスコネクタへの移行を可能にします。

MPOカセット：モジュラーMPOカセットは、通常12芯または24芯の工場終端済みファンアウトを内蔵した密閉型ユニットです。これにより、トランクケーブルから引き込まれた光ファイバを、MPOコネクタ（背面）付きのデュプレックスケーブルに分配し、さらに一般的なLCまたはSCインターフェース（前面）に接続することができます。以下は、6芯のデュプレックスLCインターフェースとMTPコネクタを備えたMTPカセットです。

3つの偏光方式に対応する3本のケーブル

TIA 568規格では、適切な極性を確保するための3つの方法が定義されており、それぞれメソッドA、メソッドB、メソッドCと呼ばれています。これらの規格に準拠するために、3つの異なる接続方法には、それぞれタイプA、タイプB、タイプCと呼ばれる構造の異なる3種類のMPOトラックケーブルが使用されています。このセクションでは、まず3つの異なるケーブルについて説明し、次に3つの接続方法について説明します。

MPOトランクケーブルタイプA：タイプAケーブル（ストレートケーブルとも呼ばれます）は、片端にキーアップMPOコネクタ、反対側にキーダウンMPOコネクタを備えたストレートケーブルです。これにより、ケーブル両端のファイバーの位置が同じになります。例えば、片側のコネクタの位置1（P1）にあるファイバーは、もう一方のコネクタのP1に接続されます。12芯MPOタイプAケーブルのファイバー配列は、以下のようになります。

MPOトランクケーブルタイプB：タイプBケーブル（リバースケーブル）は、ケーブルの両端にキーアップコネクタを使用します。このタイプのアレイ接続では反転が生じ、両端のファイバーの位置が逆になります。片方の端のP1のファイバーは、反対側の端のP12のファイバーと接続されます。次の図は、12芯タイプBケーブルのファイバー配列を示しています。

MPOトランクケーブルタイプC：タイプCケーブル（ペア反転ケーブル）は、両側にキーアップコネクタとキーダウンコネクタが1つずつ付いたタイプAケーブルに似ています。ただし、タイプCでは、片端の隣接するファイバーペアが反対側で反転されています。例えば、片端の位置1にあるファイバーは、ケーブルの反対側では位置2にシフトします。また、片端の位置2にあるファイバーは、反対側では位置1にシフトします。タイプCケーブルのファイバー配列は、次の図に示されています。

3つの接続方法

極性方式によって使用するMTPトランクケーブルの種類は異なります。ただし、いずれの方式でも、光ファイバー回線を実現するにはデュプレックスパッチケーブルを使用する必要があります。TIA規格では、エンドツーエンドの光ファイバーデュプレックス接続を実現するために、LCまたはSCコネクタで終端された2種類のデュプレックス光ファイバーパッチケーブルも定義されています。A対A型パッチケーブル（クロスバージョン）とA対B型パッチケーブル（ストレートバージョン）です。

次の部分では、TIA 標準で定義されている適切な偏波接続を維持するために、MPO システム内のコンポーネントがどのように使用されるかを示します。

方法A：接続方法Aは次の図に示されています。タイプAトランクケーブルは、リンクの両側にあるMPOモジュールを接続します。方法Aでは、極性を補正するために2種類のパッチコードを使用します。左側のパッチケーブルは標準的なデュプレックスA-to-Bタイプで、右側のパッチケーブルはデュプレックスA-to-Aタイプです。

方法B：接続方法Bでは、リンクの両側にある2つのモジュールをタイプBトラックケーブルで接続します。前述の通り、タイプBケーブルのファイバー配置は両端で逆になっています。そのため、両端とも標準的なA-Bタイプのデュプレックスパッチケーブルを使用します。

方法C：方法C接続では、ペア反転トランクケーブルを使用して、リンクの両側のMPOモジュールを接続します。両端のパッチコードは、標準的なデュプレックスA-Bタイプです。

正しい極性で40/100GbEにアップグレード

40G/100G伝送におけるMPO/MTPコネクタの使用は、マルチモード光ファイバーを用いて複数の10G伝送を並列に伝送し、受信時に再結合することで実現されます。この方式は標準化されています。以下は、それぞれ40Gおよび100G伝送ソリューションを提供するためのものです。

40G伝送接続

40G伝送では通常、12芯MPO/MTPコネクタが使用されます。信号の送受信には、合計12のポジションに8レーンが使用されます。MPO/MTPコネクタの端面（上部にキーがある）を見ると、左端の4つのポジションが送信に、右端の4つのポジションが受信に使用され、中央の4つのポジションは未使用です。次の図は、光レーンの割り当てを示しています。（Txは送信、Rxは受信を表します）このアプローチでは、40GBase-SR4に従って、各方向に10Gの並列レーンを使用して40Gを伝送します。