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QFX10002 ネットワークのケーブルおよびトランシーバの計画

QFX10002を取り付ける前に、以下のトピックを確認して、システムの光インターフェイス要件およびインターフェース要件を理解してください。

QFX10002 のトランシーバー サポートの決定

QFX10002には、アップリンク、ダウンリンク、またはアクセス ポートとして使用するためのクアッド スモール フォームファクター プラガブル プラス(QSFP+)ポートがあります。これらの40ギガビットイーサネットポートは、QSFP+トランシーバー、QSFP28トランシーバー、QSFP+ダイレクトアタッチ銅線(DAC)ケーブル、およびDACブレイクアウトケーブル(DACBO)をサポートしています。QFX10002-72QまたはQFX10002-36Qの各QSFP+ポートは、ブレークアウトケーブルを使用した10ギガビットイーサネットインターフェイスとして、または単一の40ギガビットイーサネットインターフェイスとして動作するように設定できます。

また、QFX10002 では、スモール フォームファクター プラガブル(SFP)トランシーバとスモール フォームファクター プラガブル プラス(QSFP+)トランシーバを使用した管理ポートの接続にも対応しています。これらのトランシーバは、アップリンク、ダウンリンク、またはアクセス ポートでの使用はサポートされていません。

ハードウェア互換性ツールを使用して、ジュニパーデバイスでサポートされている光トランシーバに関する情報を確認できます。トランシーバーと接続タイプに加えて、光とケーブルの特性(該当する場合)が各トランシーバごとに文書化されています。ハードウェア互換性ツールを使用すると、製品で検索し、そのデバイスまたはカテゴリでサポートされているすべてのトランシーバーをインターフェイス速度またはタイプ別に表示できます。QFX10002でサポートされているトランシーバーのリストは、 ハードウェア互換性ツールにあります。

注意:

ジュニパーネットワークス技術支援センター(JTAC)は、ジュニパーが提供する光モジュールとケーブルの包括的なサポートを提供します。ただし、JTACは、ジュニパーネットワークスが認定または提供していないサードパーティの光モジュールおよびケーブルについてはサポートしません。サードパーティ製の光モジュールまたはケーブルを使用するジュニパー製デバイスの動作で問題が発生した場合、JTACは、確認された問題がサードパーティ製の光モジュールまたはケーブルの使用に関連していないとJTACが判断した場合、ホスト関連の問題の診断に役立つことがあります。JTACエンジニアは、サードパーティ製の光モジュールまたはケーブルを確認し、必要に応じてジュニパーと同等の認定コンポーネントと交換するように依頼する可能性があります。

消費電力の高いサードパーティ製の光モジュール(コヒーレントZRやZR+など)を使用すると、ホスト機器に熱損傷を与えたり、ホスト機器の寿命を縮めたりする可能性があります。サードパーティの光モジュールまたはケーブルの使用によるホスト機器の損傷は、ユーザーの責任です。ジュニパーネットワークスは、これらの使用によって生じたいかなる損害についても責任を負いません。

QSFP+、QSFP28、QSFP-DD トランシーバのケーブル仕様

QFX シリーズ スイッチで使用される 40 ギガビット イーサネット QSFP+、100 ギガビット イーサネット QSFP28、400G(QDD-400G-DR4 および QDD-400G-SR4P2)トランシーバーは、ソケット MPO-12(UPC/APC)コネクタ付きの 12 リボン マルチモード ファイバー クロスオーバー ケーブルを使用しています。ファイバーは OM3 または OM4 のいずれかです。これらのケーブルはジュニパーネットワークスでは販売していません。

注意:

機関の承認を維持するには、適切に構築されたシールドケーブルのみを使用してください。

ヒント:

正しい極性のケーブルを注文してください。ベンダーは、これらのクロスオーバーケーブルを、 キーアップからキーアップラッチアップからラッチアップタイプB、または 方法Bと呼んでいます。2 つの QSFP+ または QSFP28 トランシーバ間でパッチ パネルを使用する場合は、ケーブル設備を通して適切な極性が維持されていることを確認します。

表1 に、各ファイバーの信号を示します。 表2 は、適切な極性のためのピン間接続を示しています。

表1:QSFP+およびQSFP28光モジュールレセプタクルのピン割り当て

繊維

信号

1

Tx0(送信)

2

Tx1 (送信)

3

Tx2 (送信)

4

Tx3 (送信)

5

未使用

6

未使用

7

未使用

8

未使用

9

Rx3 (受信)

10

Rx2 (受信)

11

Rx1 (受信)

12

Rx0 (受信)

表2:QSFP + MPO光ファイバクロスオーバーケーブルのピン割り当て

ピン

ピン

1

12

2

11

3

10

4

9

5

8

6

7

7

6

8

5

9

4

10

3

11

2

12

1

QFXシリーズ光ファイバーケーブルの信号損失、減衰、分散について

光ファイバ接続に必要な電力バジェットと電力マージンを決定するには、信号損失、減衰、分散が伝送にどのように影響するかを理解する必要があります。QFX シリーズでは、マルチモードおよびシングルモード光ファイバー ケーブルなど、さまざまなタイプのネットワーク ケーブルを使用します。

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損失

マルチモード光ファイバーは、直径が十分に大きいため、光線が内部で反射します(ファイバーの壁に当たって跳ね返る)。マルチモード光ファイバーのインターフェイスには、通常、光源として LED が使用されています。ただし、LEDはコヒーレントな光源ではありません。さまざまな波長の光をマルチモード光ファイバーに送り込むため、光はさまざまな角度で反射します。光はマルチモード光ファイバー内をジグザグに進み、それが信号分散の原因となります。ファイバコア内を進む光がファイバクラッド(高屈折率のコア材料に密着した低屈折率材料の層)に放射されると、高次モード損失が発生します。これらの要因が相まって、マルチモード光ファイバーの伝送距離はシングルモード光ファイバーの伝送距離よりも短くなります。

シングルモード光ファイバーは直径が小さく、光線は 1 つのレイヤーを通してのみ内部反射します。シングルモード光ファイバーのインターフェイスには、光源としてレーザーが使用されています。レーザーが生成する光の波長は単一であり、光はシングルモード光ファイバー内を直線状に進みます。シングルモード光ファイバーは、マルチモード光ファイバーと比較して帯域幅が広く、信号の伝搬距離が長くなります。その結果、より高価になります。

QFX シリーズに接続するシングルモードおよびマルチモード光ファイバー ケーブルタイプの最大伝送距離とサポートされている波長範囲については、 ハードウェア互換性ツールを参照してください。最大伝送距離を超えると、著しい信号損失が発生する可能性があり、伝送の信頼性が低下します。

光ファイバー ケーブル内の減衰と分散

光データリンクは、受信機に到達する変調光が正しく復調されるのに十分な電力を持っている場合、正しく機能します。 減衰 は、送信中の光信号の強度の低下です。ケーブル、ケーブル スプライス、コネクターなどのパッシブ メディア コンポーネントは減衰の原因となります。光ファイバーは他のメディアよりも減衰が著しく低下しますが、それでもマルチモードおよびシングルモード両方の伝送で減衰が発生します。効率的な光データ リンクを実現するには、減衰を克服するのに十分な光を送信する必要があります。

Dispersion は、時間の経過に伴う信号の拡散です。次の 2 種類の分散が、光データ リンクを介した信号伝送に影響を与える可能性があります。

  • 色分散は、光線の速度が異なることで、時間の経過に伴い信号が拡散することです。

  • モード分散は、ファイバーの伝搬モードが異なることで、時間の経過に伴い信号が分散することです。

マルチモード伝送の場合、通常、色分散や減衰ではなく、モード分散が最大ビット レートとリンクの長さを制限します。シングルモード伝送の場合、モード分散は要因となりません。ただし、ビット レートが高くなり、距離が長くなると、色分散によって最大リンク長が制限されます。

効率的な光データ リンクを実現するには、受信機が仕様通りに動作する上で最低限必要とする強度を超えた光が必要です。さらに、総分散は、Telcordia Technologies ドキュメント GR-253-CORE(Section 4.3)および ITU(International Telecommunications Union)ドキュメント G.957 のリンク タイプに指定された制限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 バジェット内のパワー ペナルティーと見なすことができます。光パワーバジェットでは、コンポーネント減衰、パワーペナルティー(分散によるペナルティーを含む)、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。

光ファイバー ケーブルの電力バジェットと電力マージンの計算

このトピックの情報と光インターフェイスの仕様を使用して、光ファイバー ケーブルの電力予算と電力マージンを計算します。

ヒント:

ハードウェア互換性ツールを使用して、Juniper Networks デバイスでサポートされているプラガブルトランシーバに関する情報を見つけることができます。

電力バジェットと電力マージンを計算するには、次のタスクを実行します。

光ファイバー ケーブルの電力バジェットの計算方法

光ファイバー接続が正しく動作するために十分な電力を確保するには、リンクが送信できる最大電力量である電力バジェットを計算する必要があります。電力バジェットを計算するときは、実際のシステムのすべての部分がワーストケースのレベルで動作していなくても、ワーストケースの分析を使用して許容誤差を提供します。電力バジェット(PB)のワーストケース推定値を計算するには、最小トランスミッタ電力(PT)と最小レシーバ感度(PR)を仮定します。

PB = PT – PR

次の架空の電力バジェットの式では、デシベル(dB)とデシベル(1ミリワット(dBm)で測定された値を使用しています。

PB = PT – PR

PB = -15 dBm – (-28 dBm)

PB = 13デシベル

光ファイバーケーブルの電力マージンの計算方法

リンクのパワー バジェットを計算した後、パワー バジェット(PB)から減衰またはリンク損失(LL)を差し引いた後に利用可能な電力量を表すパワー マージン(PM)を計算できます。PM の最悪の場合の推定値は、最大 LL を前提としています。

PM = PB – LL

PMが ゼロより大きいことは、電力バジェットが受信機を動作させるのに十分であることを示します。

リンク損失を引き起こす要因には、高次モード損失、モード分散と色分散、コネクター、スプライス、ファイバー減衰などがあります。 表3 は、次のサンプル計算で使用される係数の推定損失量を示しています。機器やその他の要因によって発生する信号損失の実際の量については、ベンダーのドキュメントを参照してください。

表 3: リンク損失の原因の推定値

リンク損失係数

推定リンク損失値

高次モード損失

シングル モード - なし

マルチモード - 0.5 dB

モード分散と色分散

シングル モード - なし

マルチモード - 帯域幅と距離の積が 500 MHz-km 未満の場合はなし。

コネクタの不良

0.5デシベル

スプライス

0.5デシベル

ファイバー減衰

シングル モード - 0.5 dB/km

マルチモード - 1 dB/km

以下の計算例では、電力バジェット(PB)が13dBの全長2kmのマルチモードリンクについて、 表3の推定値を使用しています。この例では、5 つのコネクタ (コネクタあたり 0.5 dB、つまり 2.5 dB) と 2 つのスプライス(スプライスあたり 0.5 dB、または 1 dB)、および高次モード損失(0.5 dB)のファイバー減衰(2 km @ 1 dB/km、または 2 dB)の合計としてリンク損失(LL)を計算します。電力マージン(PM)は次のように計算されます。

PM = PB – LL

PM = 13 dB – 2 km (1 デシベル/キロ) – 5 (0.5 デシベル) – 2 (0.5 デシベル) – 0.5 デシベル

PM = 13デシベル – 2デシベル – 2.5デシベル – 1デシベル – 0.5デシベル

PM = 7デシベル

以下の計算例では、電力バジェット(PB)が13dBの全長8kmのシングルモードリンクについて、 表3の推定値を使用しています。この例では、7 つのコネクタのファイバー減衰(8 km @ 0.5 dB/km、つまり 4 dB)と損失(コネクタあたり 0.5 dB、つまり 3.5 dB)の合計としてリンク損失(LL)を計算します。電力マージン(PM)は次のように計算されます。

PM = PB – LL

PM = 13 dB – 8 km (0.5 dB/km) – 7(0.5 dB)

PM = 13デシベル – 4デシベル – 3.5デシベル

PM = 5.5デシベル

どちらの例でも、計算された電力マージンはゼロより大きく、これは、リンクが送信に十分な電力を持ち、最大レシーバ入力電力を超えないことを示しています。