100G 光ファイバーケーブル: 100 ギガビット イーサネットに適したケーブルを選択する方法

10G から 100G へのジャンプは単に「10 倍速い」だけではありません。これは根本的に異なるケーブル アーキテクチャです。- 異なるファイバ タイプ、異なるコネクタ形式、異なるトランシーバ モジュール、および 1 本のケーブルを引く前に行う選択に応じて異なる到達限界が異なります。

データセンターチームが 40,000 ドル相当の OM3 マルチモード トランク ケーブルを購入した結果、100G QSFP28 光ファイバーには、彼らが実行する距離に最低限 OM4 が必要であることが判明したのを見てきました。誤差の許容範囲が広い10Gでは起こらないミスだ。 100G では仕様が厳しくなり、失敗した場合のコストも高くなります。

このガイドでは、どのファイバ タイプ、どのコネクタ、どのトランシーバ、そして各組み合わせが実際に - にどのくらい到達するか、それを裏付ける IEEE 標準番号を使用して、実際の決定点について説明します。

100G イーサネット: 実際には何が伝送されているのでしょうか?

まず、重要な用語の注意事項です。正しい名称は次のとおりです。100G「100GB」ではなく（100ギガビット）です。 「GB」はギガバイト、記憶単位を意味します。 「G」または「Gb」はギガビット、つまり伝送速度を意味します。一部の製品ページでは「100GB」と表示されていますが、-これは技術的に間違っており、仕様書や RFP で間違った略語を使用すると、誰かが下調べをしていないことを示します。

100 ギガビット イーサネット (100GbE) は、IEEE 802.3ba (2010) およびその後の修正によって定義されています。単一波長で単一レーザーを使用する 10GbE とは異なり、ほとんどの 100GbE 実装では信号が複数の領域に分割されます。複数の車線- 4×25G または 10×10G - を使用すると、合計 100G スループットを達成できます。これらのレーンがどのように伝送されるかは、ファイバーの種類とトランシーバー モジュールに完全に依存します。

100G のファイバーの種類: 実際に重要な到達テーブル

これはほとんどの購入者が必要とする表ですが、IEEE および MSA 仕様に従って、各ファイバー グレードの各 100G トランシーバー タイプでサポートされる最大到達距離 - を提供する記事はほとんどありません。

要点:OM3 では 100G で 70 メートルしか到達できません。一部のデータセンター設計では、最上位のラックから最上位の行までの配線には十分ですが、より長い構造化されたケーブル配線には不十分です。 OM4 は 100 メートルまで伸びます。ケーブル設備がそれより遠くまで到達する必要がある場合は、シングルモード領域に入ります。-

OM3 対 OM4 対 OM5: 100G のマルチモード グレードはどれですか?

3 つすべてが 50 µm コアのレーザー最適化マルチモード ファイバーです。-違いはモーダル帯域幅- 長距離にわたって高速信号を伝送する能力:-

実践的なアドバイス:現在、100G データセンターに新しいマルチモード ケーブルを引き込む場合、OM4 が最小値となります。 OM3 は、到達距離を 70 メートル - に制限するレガシー グレードで、一部の導入環境では問題ありませんが、ラック密度が増加し、ケーブル パスが長くなると、窮地に陥ります。

OM5 は SWDM (短波波長分割多重) の広帯域機能を追加し、MPO ブレークアウト経由で 8 または 12 のファイバーを必要とする代わりに、単一二重ファイバー ペアで 4 つの波長を送信します。ファイバーのメーターあたりのコストは高くなりますが、200G/400G の移行を想定したグリーンフィールド構築の場合、OM5 の二重化の利点により、総ケーブルコストを大幅に削減できます。

コネクタのタイプ: 100G での MPO と LC

ここが、100G ケーブル配線が 10G と物理的に異なる点です。

100G-SR4を使用しますMPO-12コネクタ単一のマルチファイバー プッシュオン インターフェースに 8 本のアクティブ ファイバー（送信 4、受信 4）を備えています。-これは並列光学アプローチです - 4 つのレーンのそれぞれに独自のファイバー ペアが割り当てられます。

100G-SWDM4、DR1、FR1、LR4、ER4使用デュプレックス LC コネクタ- 2 本のファイバー、1 つは送信、1 つは受信。多重化はトランシーバー内で行われます (SWDM4/LR4 の場合は波長多重化、DR1/FR1 の場合は PAM4 変調)。

構造化されたケーブル配線の場合、この区別がインフラストラクチャ設計を推進します。

SR4 トランシーバーは入手可能な中で最も安価な 100G 光ファイバーであるため、並列光ファイバー (MPO) が現在の 100G データセンター導入で主流となっています。ただし、MPO トランク、カセット、パッチ パネルのインフラストラクチャ コストは加算されます。 SWDM4 とシングル-ラムダ 100G トランシーバー（DR1、FR1）が成熟し、価格が低下するにつれて、業界は 100G ではデュプレックスに移行し、400G と 800G では MPO 並列光を確保しています。

構造化されたケーブル配線システムを構築またはアップグレードする場合は、高品質のケーブル システムを使用してください。-光ファイバーコネクタそしてパッチコード100G が要求する挿入損失バジェットに基づいて評価されています。 100G では、0.1 dB ごとが 10G よりも重要になります - リンク損失バジェットはより厳しくなります。

移行の質問: 10G → 40G → 100G → 400G

100G インフラストラクチャを計画するときに実行できる最も賢明な方法の 1 つは、次スピード層。アップグレード パスの一般的な仕組みは次のとおりです。

マルチモードで 10G ～ 100G:既存のプラントが OM4 の場合、ファイバーを再利用できます。 10G SFP+ トランシーバーを 100G QSFP28 SR4 に交換し、LC パッチ パネルを MPO カセット パネルに交換すると、同じファイバー上で 100G を実行できます。 OM3 も機能しますが、70 メートルまでしか機能しません。

マルチモードで 100G ～ 400G:400G-SR8 は 16 ファイバーの MPO{9}}16 を使用します。 100G の 24 ファイバー MPO トランクを設置した場合 (ベスト プラクティス)、ケーブルを再接続しなくても 400G の容量が得られます。

シングルモードで 100G ～ 400G:{2}}400G-DR4 は、100G-SR4 と同じ MPO-12 コネクタの設置面積を使用しますが、OS2 シングル-モードを使用します。最初からシングル-モードをインストールした場合、移行はトランシーバーのみになります。

教訓:今日必要な量よりも多くの繊維を摂取します。 24- ファイバー MPO トランクのコストは 12 ファイバー トランクよりわずかに高くなりますが、ケーブル プラントに触れることなく 400G の移行パスが得られます。シングルモードで実行する場合、同じ導管に予備のファイバを設置すると、設置時にはほとんど費用がかからず、後で多額の費用が節約されます。

現場から得た設置のヒント

すべての接続をテストします。100G では、OM4 上の SR4 の合計リンク損失バジェットは約 1.9 dB - で、これにはケーブル減衰、接続損失、コネクタ挿入損失が含まれます。両端に MPO コネクタとカセット ブレークアウトがあるため、パス内にはおそらく 4 つの嵌合コネクタ ペアが存在します。 MPO 接続あたり 0.35 dB (標準) では、ケーブル損失が発生する前にすでに 1.4 dB に達しています。ほとんど余裕がありません。コネクタが汚れていたり位置がずれていたりすると、すでに非常に薄い予算が食い込まれてしまいます。-

MPO コネクタを注意深く清掃してください。MPO フェルールには、1 つのコネクタに 8 または 12 個のファイバ端面があります - 1 本のファイバが汚染されると、リンク全体が停止します。 MPO-専用のワンクリック クリーナー-を使用し、すべてのフェルールを検査します。MPOの検査範囲交尾前。

繊維グレードを混合しないでください。OM4 トランク上で OM3 パッチ コードを実行すると、OM3 へのリンク全体のパフォーマンスが低下します。チャネル - トランク ケーブル、パッチ コード、カセット - 内のすべてのコンポーネントは、同じファイバー グレード以上である必要があります。

すべてにラベルを付けます。100G 密度では、MPO トランク、ブレークアウト カセット、二重パッチ コードがすべて同じキャビネット内にあるため、ラベルのないケーブル配線は追跡不可能になります。すべてのケーブル、すべてのパネル ポート、すべてのカセットの位置の両端にラベルを付けます。あなたの将来の自分 -、またはこのキャビネットに触れる次の技術者 - はあなたに感謝するでしょう。

よくある質問