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    EX シリーズ スイッチ光ファイバー ケーブルの信号消失、減衰、分散を理解する

    光ファイバー接続に必要なパワー バジェットとパワー マージンを判断するには、信号消失、減衰、分散が伝送に与える影響について理解する必要があります。 EX シリーズ スイッチでは、マルチモードおよびシングルモードの光ファイバー ケーブルなど、さまざまな種類のネットワーク ケーブルを使用できます。

    マルチモードおよびシングルモード光ファイバー ケーブルの信号消失

    マルチモード ファイバーは直径が大きいので、光線は内部で反射し(ファイバーの壁に当たってはね返り)ます。 マルチモード ファイバーのインターフェイスは、通常光源に LED を使用します。 しかしながら、LED はコヒーレントな光源ではありません。 LED はマルチモード ファイバーにさまざまな波長の光を送り込み、そこで光が異なる角度で反射します。 光線はマルチモード ファイバーの中をジグザグに進むため、信号は分散されます。 ファイバー心線を移動する光がファイバーのクラッド(屈折率の低いマテリアルと屈折率の高いコアマテリアルが密着したレイヤー)に入ると、高位モード損失(HOL)が発生します。 これらの要因が重なることにより、マルチモード ファイバーの伝送距離がシングルモード ファイバーよりも短くなります。

    シングルモード ファイバーは直径が非常に小さいため、光線は 1 つのレイヤーのみを通って内部反射します。 シングルモード ファイバーのインターフェイスは、光源としてレーザーを使用します。 レーザーは単一波長の光を生成し、その光はシングルモード ファイバーをまっすぐに進みます。 シングルモード ファイバーはマルチモード ファイバーより帯域幅が広く、信号をより遠くまで運ぶことができます。 そのためより高価になります。

    最大伝送距離を超えた場合は著しい信号消失が発生し、伝送の信頼性が低下する場合があります。 EX シリーズ スイッチで使用されるシングルモードおよびマルチモードの光ファイバー ケーブルの最大伝送距離と波長範囲については、「EX シリーズ スイッチでサポートされるプラガブル トランシーバ」を参照してください。

    光ファイバー ケーブルでの減衰および分散

    光データ リンクが正しく機能するには、レシーバーに届いた変調光が、正しく復調されるのに十分なパワーを保持している必要があります。 Attenuationとは、伝送中に光信号の力が減少することです。 減衰は、ケーブル、ケーブル接合部、コネクタ等のパッシブ メディア コンポーネントが原因となります。 光ファイバーの減衰は他のメディアに比べて大幅に低減されますが、それでもマルチモードやシングルモード伝送の両方で発生します。 効率的な光データ リンクの実現には、減衰を克服するだけの十分な光が必要です。

    Dispersionとは、時間の経過とともに信号が広がることです。 次の 2 つのタイプの分散が、光データ リンクを介した信号伝送に影響する可能性があります。

    • 色分散 - 光線の速度が異なることで、時間の経過とともに信号が分散します。
    • モーダル分散 - ファイバーの伝搬モードが異なることで、時間の経過とともに信号が分散します。

    通常マルチモード伝送では、色分散や減衰ではなく、モーダル分散が最大ビットレートとリンク長を制限します。 シングルモード伝送では、モーダル分散は要因にはなりません。 ただしビットレートが高く距離が長い場合、色分散が最大リンク長を制限します。

    効率的な光データ リンクを実現するには、レシーバーが仕様内の動作に最低限必要なパワーを超える、十分な光が必要です。 また総分散は、Telcordia Technologies ドキュメント GR-253-CORE(Section 4.3)および International Telecommunications Union(ITU)ドキュメント G.957 に規定されるリンク タイプの限度内でなければなりません。

    色分散が許容限度に達した場合、その影響はパワー バジェットでのパワー ペナルティと見なすことができます。 光パワー バジェットは、コンポーネント減衰、パワー ペナルティ(分散によるものを含む)、予期しない損失に対する安全マージンの合計を考慮する必要があります。

    Published: 2014-04-14