光モジュール研究所

光モジュールと光ファイーバーの知識を教えます。

光モジュールおよび光インターフェースに関する一般的な知識

2019-09-17 18:08:35 | SFPトランシーバー

GBICとは何ですか?





GBICは、Giga Bitrate Interface Converterの略で、ギガビットの電気信号を光信号に変換するためのインターフェイスデバイスです。 GBICは、ホットスワップ用に設計できます。 GBICは、国際標準を満たす交換可能な製品です。 GBICインターフェイスを使用して設計されたギガビットスイッチは、柔軟な互換性により市場で大きな市場シェアを獲得しています。





SFPとは何ですか?





SFPは、SMALL FORM PLUGGABLEの略で、GBICのアップグレードバージョンとして簡単に理解できます。 SFPモジュールは、GBICモジュールの半分のサイズであり、同じパネル上で2倍以上のポート数で構成できます。 SFPモジュールの他の機能は、基本的にGBICと同じです。一部のスイッチメーカーは、SFPモジュールを小型GBIC(MINI-GBIC)と呼んでいます。





将来の光モジュールはホットスワップをサポートする必要があります。つまり、モジュールは電源を切らずにデバイスに接続または切断できます。光モジュールはホットスワップ可能であるため、ネットワーク管理者はネットワークをシャットダウンせずにシステムをアップグレードおよび拡張できます。ユーザーには何の効果もありません。ホットプラグは、全体的なメンテナンスも簡素化し、エンドユーザーがトランシーバモジュールをより適切に管理できるようにします。同時に、このホットスワップ可能なパフォーマンスにより、ネットワーク管理者は、システムボードを交換することなく、ネットワークアップグレード要件に基づいて、ネットワーク管理者が送受信の総コスト、リンク距離、およびすべてのネットワークトポロジを計画できます。現在、ホットスワップ可能な光モジュールにはGBICとSFPが搭載されていますが、SFPとSFFはサイズが似ているため、回路基板に直接挿入でき、パッケージのスペースと時間を節約し、幅広い用途に対応できます。その将来の発展は期待する価値があり、SFF市場を脅かすことさえあります。





ネットワーク接続デバイスのインターフェースタイプ





BNCインターフェース





BNCインターフェースとは、同軸ケーブルインターフェースのことで、75Ω同軸ケーブル接続に使用され、不平衡信号の接続に使用される受信(RX)と送信(TX)の2つのチャネルを提供します。





光ファイバーインターフェース





ファイバーインターフェイスは、光ファイバーケーブルを接続するために使用される物理インターフェイスです。通常、SC、ST、LC、FCなどのいくつかのタイプがあります。 10Base-F接続の場合、コネクタは通常STタイプであり、FCのもう一方の端は光ファイバーステップフレームに接続されます。 FCはFerruleConnectorの略語で、外部補強方法は金属スリーブで、固定方法はスクリューバックルです。通常、STインターフェイスは10Base-Fに使用され、SCインターフェイスは通常100Base-FXおよびGBICに使用され、LCは通常SFPに使用されます。





RJ-45インターフェイス





RJ-45インターフェイスは、イーサネットで最も一般的に使用されるインターフェイスです.RJ-45は、IEC(60)603-7で標準化され、国際コネクタ規格で定義された8ポジション(8ピン)を使用する共通名です。モジュラージャックまたはプラグ。





RS-232インターフェース





RS-232-Cインターフェース(EIA RS-232-Cとも呼ばれる)は、最も一般的に使用されるシリアル通信インターフェースです。 1970年に、電子工業会(EIA)がBell Systems、モデムメーカー、シリアル通信規格のコンピューター端末メーカーと共同で開発しました。その正式名称は「データ端末装置(DTE)とデータ通信装置(DCE)間のシリアルバイナリデータ交換インターフェイス技術標準」です。この規格では、コネクタの各ピンの信号内容を指定し、各信号のレベルも指定する25ピンDB25コネクタを指定しています。





RJ-11インターフェイス





RJ-11インターフェイスは、通常電話回線インターフェイスと呼ばれるものです。 RJ-11は、Western Electricが開発したコネクタの一般名です。その形状は、6ピンコネクタとして定義されています。以前はWExWとして知られていました。xは「アクティブ」、コンタクト、またはワイヤを意味します。たとえば、WE6Wには1〜6の番号が付いた6つの接点がすべてあり、WE4Wインターフェイスは4つのピンのみを使用し、最も外側の2つの接点(1と6)は使用せず、WE2Wは中央の2つのピンのみを使用します。





CWDMおよびDWDM





インターネット上でのIPデータサービスの急速な成長に伴い、伝送回線帯域幅の需要が増加しています。 DWDM(高密度波長分割多重)テクノロジーは、回線帯域幅の拡大を解決する最も効果的な方法ですが、CWDM(粗波長分割多重)テクノロジーには、DWDMと比較してシステムコストと保守性の利点があります。





CWDMとDWDMは両方とも、波長分割多重化技術に属し、異なる波長の光を単一コアファイバに結合し、一緒に送信できます。





CWDMの最新のITU標準はG.695で、1271 nm〜1611 nmの間隔が20 nmの18波長チャネルを指定します。通常のG.652ファイバのウォーターピーク効果を考慮すると、16チャネルが一般的に使用されます。チャネル間隔が大きいため、マルチプレクサとレーザーの両方がDWDMデバイスよりも安価です。





DWDMのチャネル間隔は0.4 nm、0.8 nm、1.6 nmなどであり、間隔が小さいため、追加の波長制御デバイスが必要になるため、DWDMテクノロジに基づくデバイスはCWDMテクノロジに基づくデバイスよりも高価です。





PINフォトダイオードは、高ドーピング濃度のP型とN型の半導体と、I(真性、真性)層と呼ばれる軽くドーピングされたN型材料の間にあります。軽いドーピングにより、電子濃度は非常に低く、拡散後、広い空乏層が形成され、応答速度と変換効率を改善できます。





APDアバランシェフォトダイオードは、光/電気変換だけでなく、内部増幅も備えており、その増幅は、チューブ内部のアバランシェ増倍効果によって達成されます。 APDはゲインを備えたフォトダイオードであり、光レシーバーの感度が高い場合、APDの使用はシステムの伝送距離を延長するのに有益です。



光ファイバーに関する一般的な知識

2019-09-17 17:53:51 | SFPトランシーバー

光ファイバコネクタ





光ファイバコネクタは、ファイバの両端にあるプラグで構成され、プラグはピンと周辺ロック構造で構成されています。さまざまなロックメカニズムに従って、ファイバコネクタはFCタイプ、SCタイプ、LCタイプ、STタイプに分類できます。





FCコネクタは、スレッドロックメカニズムを採用しており、最も早く、最も使用されている発明である光ファイバ可動コネクタです。





SCは、NTTが開発した角形ジョイントで、ネジ接続なしで直接挿抜できるため、FCコネクタに比べて操作スペースが小さく、使いやすいです。ローエンドイーサネット製品は非常に一般的です。





LCは、LUCENTが開発したMiniタイプSCコネクタで、サイズが小さく、システムで広く使用されており、将来の光ファイバコネクタの開発の方向性を示しています。ローエンドイーサネット製品は非常に一般的です。





STコネクタはAT&Tによって開発され、バヨネットロックメカニズムを使用します。主なパラメータはFCおよびSCコネクタと同等ですが、会社では一般的ではありません。通常、他のメーカーと接続するマルチモードデバイスで使用されます。ドッキング時にもっと使用します。





光ファイバーの知識









光ファイバーは、光波を伝送する導体です。光ファイバは、光伝送モードからシングルモードファイバとマルチモードファイバに分けることができます。





シングルモードファイバでは、光伝送には基本モードが1つしかありません。つまり、光はファイバの内部コアに沿ってのみ伝送されます。モード分散が完全に回避されるため、シングルモードファイバは広い伝送帯域を持ち、高速で長距離のファイバ通信に適しています。





マルチモードファイバには、複数のモードの光伝送があり、分散や収差により、このような光ファイバの伝送性能は低く、周波数帯域は狭く、伝送速度は小さく、距離は短くなります。





光ファイバー特性パラメータ





光ファイバの構造は、石英ファイバロッドによって事前に作成されており、通信用のマルチモードファイバとシングルモードファイバの外径は両方とも125μmです。





スリミングは、コアとクラッド層の2つの領域に分かれています。シングルモードファイバコアのコア直径は8〜10μm、マルチモードファイバコアの直径には2つの標準仕様があり、コア直径は62.5μm(米国標準)と50μm(ヨーロッパ標準)です。





インターフェイスファイバの仕様には、62.5μm/ 125μmマルチモードファイバの記述があります。そのうち62.5μmはファイバのコア径を指し、125μmはファイバの外径を指します。





シングルモードファイバーは、1310 nmまたは1550 nmの波長を使用します。





マルチモードファイバは、850 nmの波長を使用します。





シングルモードファイバとマルチモードファイバは色で区別できます。シングルモードファイバの外側ボディは黄色で、マルチモードファイバの外側ボディはオレンジレッドです。





光ファイバーはどのように機能しますか?





通信用の光ファイバーは、プラスチックの保護層で覆われた細い髪のようなガラスフィラメントで構成されています。ガラスフィラメントは本質的に2つの部分から成ります:9〜62.5μmのコア直径と125μmの直径を有する低屈折率ガラス材料。使用する材料と異なるサイズに応じて、他の種類の繊維もありますが、最も一般的な繊維についてはここで説明します。光は、光ファイバのコア部分の「全反射」モードで伝送されます。つまり、光が光ファイバの一端に入射した後、コア層とクラッド界面の間で前後に反射され、光ファイバの他端に伝送されます。コア直径が62.5μm、クラッド外径が125μmの光ファイバーは、62.5 / 125μm光と呼ばれます。





マルチモードファイバーとシングルモードファイバーの違いは何ですか?





マルチモード:





数百から数千のモードで移動できるファイバーは、マルチモード(MM)ファイバーと呼ばれます。コアとクラッドの屈折率の放射状分布に応じて、ステップマルチモードファイバと段階的マルチモードファイバにさらに分割できます。ほとんどすべてのマルチモードファイバのサイズは50/125μmまたは62.5 / 125μmであり、帯域幅(ファイバによって送信される情報の量)は通常200 MHz〜2 GHzです。マルチモード光トランシーバは、マルチモードファイバで最大5 kmの伝送を行うことができます。発光ダイオードまたはレーザーが光源として使用されます。





シングルモード:





1つのモードのみを伝搬できるファイバーは、シングルモードファイバーと呼ばれます。標準シングルモード(SM)ファイバーの屈折率プロファイルは、コア径がマルチモードファイバーよりもはるかに小さいことを除いて、ステップファイバーに似ています。





シングルモードファイバのサイズは9〜10/125μmで、帯域幅は無限であり、マルチモードファイバよりも損失特性が低くなっています。シングルモード光トランシーバは、長距離伝送に使用されることが多く、時には150〜200キロメートルに達します。細いLDまたはスペクトル線を備えたLEDが光源として使用されます。





違いとつながり:





通常、シングルモードデバイスはシングルモードファイバとマルチモードファイバの両方で動作しますが、マルチモードデバイスはマルチモードファイバでの動作に限定されます。





光ファイバケーブルを使用した場合の伝送損失はどのくらいですか?





これは、透過光の波長と使用するファイバーの種類によって異なります。





850 nm波長がマルチモードファイバに使用される場合:3.0 dB / km





1310 nm波長がマルチモードファイバに使用される場合:1.0 dB / km





1310nm波長がシングルモードファイバに使用される場合:0.4 dB / km





1550 nmの波長がシングルモードファイバに使用される場合:0.2 dB / km