パラレル光ファイバーを使用した高データレート伝送へのアップグレード

パラレル光は、一種の光通信技術と、パラレル光トランシーバーとしても知られている、情報を送受信するリンクの両端のデバイスを表します。従来の光通信と比較して、パラレル光通信は、300 m未満の短距離マルチモードファイバーの高データ伝送を目的とした信号伝送に異なるケーブル構造を採用しています。従来の光ファイバートランシーバーは、40GbEのような高速伝送の需要の増加に対応できません。一方、並列光学テクノロジーは、40 / 100GbE伝送のコスト効率の高いソリューションです。

パラレルオプティカルテクノロジーと従来のシリアル光通信の比較は、パラレルオプティカルとは何か、それが高データレート伝送に対するコスト効果の高いソリューションである理由をよりよく説明します。この記事の以下では、2つの側面からの2つの光通信技術の比較を提供します：接続方法と主要コンポーネント。

パラレルオプティックの接続方法
文字通り、パラレルオプティクスとシリアルオプティクスは信号を異なる方法で送信します。従来のシリアル光通信では、リンクの両端に1つの送信機と1つの受信機があります。たとえば、エンドAのトランスミッタはエンドBのレシーバと通信し、単一の光ファイバを介して単一のデータストリームを送信します。また、エンドBのトランスミッターとエンドAのレシーバーの間に別のファイバーが接続されています。このようにして、2つのファイバーによって二重チャネルが実現されます。

パラレル光通信では、デュプレックス伝送は別の方法で実現されます。信号は複数のパスを介して送受信されるため、パラレル光通信は従来の光通信よりも高いデータレートをサポートできます。これは、リンクの両端にあるパラレル光通信用のデバイスに複数の送信機と受信機が含まれているためです。たとえば、2010年にIEEE 802.3baは、8つのファイバーを使用してそれぞれ10ギガビットイーサネットで4つのデュプレックスチャネルを送信する40GBASE-SR4物理メディア依存マルチモードパラレル光ソリューションを承認しました。この場合、エンドAの4つの10 GbpsトランスミッターがエンドBの4つの10 Gbpsレシーバーと通信し、合計データレート40 Gbpsで単一のデータストリームを4つの光ファイバーに分散します。

Parallel Opticの主要コンポーネント
複数のファイバーを介して信号を送信するパラレル光通信。これは、従来のシリアル光通信に比べて大きな利点があります。また、高速データ転送をサポートするには、さまざまなコンポーネントが必要です。

コネクタ：前述のように、シリアル光通信のデュプレックス伝送では、デュプレックスLCコネクタなどの2ファイバデュプレックスコネクタを使用して、光学系を他のデバイスにリンクします。一方、パラレル光通信では、マルチファイバを使用して、より高いデータレートに到達します。したがって、12ファイバーMPOコネクターなどのマルチファイバーコネクターは、他のデバイスとの接続に使用されます。 MPOコネクタは、パラレル光通信をサポートする1​​つの重要なテクノロジです。

光トランシーバー光源：並列伝送のもう1つの補完的な技術は、並列光学系の光源であるVCSEL（垂直共振器面発光レーザー）です。従来の光学系の端面発光型半導体レーザーと比較すると、VCSELはより優れた光出力を形成しており、そのエネルギーをより効率的に光ファイバーに結合できます。さらに、VCSELは上面から放射するため、個々のデバイスに切断される前に、大規模な生産バッチ（ウエハー）の一部としてテストすることができるため、レーザーのコストを大幅に削減できます。次の表は、VCSELと端面発光型半導体レーザーの比較です。製造コストが安く、テストが簡単で、必要な電流が少なく、高いデータレートをサポートしているため、VCSELを使用したパラレル光は、従来のシリアル光と比較して40 / 100GbE伝送に到達するためのより良い選択です。

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40 / 100GbE伝送用のパラレルオプティック
IEEEにはすでに、光ファイバーケーブルでの40Gbpsおよび100Gbps動作のための物理層仕様と管理パラメーターが含まれています。ここでは、マルチモードファイバー上の40Gbpsおよび100Gbps向けの2つの一般的な並列光ソリューションを紹介します。 40Gの場合、40GBASE-SR4トランシーバーが通常使用されます。これには、送信リンクと受信リンクに最低8つのOM3 / OM4ファイバーが必要です（Txには4つのファイバー、Rxには4つのファイバー）。 100GBASE-SR10トランシーバーは100Gbps伝送用であり、Tx / Rxリンクに最低20のOM3 / OM4ファイバーが必要です。Txに10ファイバーが使用され、他の10はRxに使用されます。

結論
40 / 100GbEを含むより高速な光ファイバー伝送として、並列光ファイバーとMPOテクノロジーの機能と使用法は進化し、形を作り続けています。 パラレル光通信が将来のトレンドになるかどうかは不明です。 ただし、多くのケーブルおよびネットワークの専門家は、MPOテクノロジーでサポートされているパラレル光通信は、現在、40 / 100GbE伝送用に十分に準備された環境を装備する方法であると指摘しています。