MPO トランシーバーを理解する: 光接続の総合ガイド

2024 年 8 月 30 日

キャサリン

光通信エンジニア

今日のデジタル世界は急速に変化しており、これまで以上に高速で信頼性の高いデータ転送が求められています。 マルチファイバープッシュオン（MPO）トランシーバー 大容量に対応できる効率的なネットワークを実現する光接続ソリューションのニーズの最前線に立つのが、この企業です。MPO トランシーバーの構成と、現在の通信システムやデータセンター内での動作方法を調べて、MPO トランシーバーを詳しく説明します。ネットワークが非常に複雑化した、より複雑なインフラストラクチャでこれらのデバイスを使用してネットワークパフォーマンスを向上させるには、MPO テクノロジに関連する技術仕様と利点を知っておく必要があります。そうすることで、MPO を適切に使用して、中断のない接続を確立できるようになります。

MPO トランシーバーとは何ですか?

MPOトランシーバーの紹介

マルチファイバープッシュオン（MPO）トランシーバーは高密度複数のファイバーを終端するように設計された光コネクタ小型フォームファクタ内で、これらのタイプのトランシーバは通常、12ファイバーまたは24ファイバーの標準構成に従っており、スペースを節約し、設置を簡素化できます。データセンターと通信ネットワークMPOトランシーバーは、複数の光ファイバーを並列に使用して、データ伝送速度と全体的な帯域幅容量を最大化します。この技術は、特に効率的で信頼性の高い接続を必要とする高速ネットワークを扱う場合に役立ち、マルチファイバープッシュオンコネクタは、今日のあらゆるネットワークに不可欠な部分となっています。光ネットワークシステム。

MPO トランシーバーはどのように機能しますか?

MPO トランシーバーは、並列光通信のルールに従って機能します。これらのトランシーバーにはそれぞれ、並列に走る複数のファイバーがあり、多数のコネクタを必要とせずに複数のチャネル間でデータを送信できます。電気データ信号は、レーザーダイオードまたは垂直共振器面発光レーザー (VCSEL) アレイの助けを借りて光信号に変換され、その後、これらのファイバーを介して送信されます。受信側では、光検出器が光信号を電気信号に戻します。この方法により、MPO トランシーバーは、従来の単一ファイバーシステムよりもはるかに高いデータレートを実現しながら、遅延を減らし、帯域幅の使用率を最大化できます。さらに、MPO インターフェイスは、ユーザーが 1 つのコネクタのみを使用して複数のファイバーを接続できるようにすることで接続を簡素化し、高密度環境での設置の全体的な効率を向上させます。

ネットワークにおけるMPOトランシーバーの応用

MPO トランシーバーは、高速データ伝送と高密度ファイバー展開をサポートできるため、さまざまなネットワークアプリケーションでますます使用されるようになっています。次のようなさまざまな用途があります。

データセンター: 迅速なストレージソリューションが不可欠なクラウドコンピューティングやビッグデータアプリケーションでは、MPO トランシーバーによりスイッチとサーバー間の高帯域幅接続を確立して高速処理が可能になります。
通信ネットワーク: これらのデバイスは、エンドユーザーへのブロードバンドアクセスに必要な容量を作成するバックボーンまたはメトロネットワークインフラストラクチャの一部を形成します。
エンタープライズネットワーク: ローカルエリアネットワーク (LAN) の速度を上げることにより、MPO トランシーバーは、企業がこのリソースに対する需要を拡大し続ける中で、企業の帯域幅のニーズに対応します。
コンテンツ配信ネットワーク (CDN): これらのトランシーバーは複数の高速チャネルを同時に処理できるため、オンラインでのコンテンツの配信が非常に効率的です。これにより、アクセス時間が短縮され、全体的なユーザーエクスペリエンスが向上します。
ミッションクリティカルなアプリケーション: MPO トランシーバーは、中断のないデータフローが医療施設のストリーミングサービスにとって極めて重要な金融サービスでよく使用されます。これらの分野では、信頼性が高く、常に一貫した高品質の接続を提供できるため、このタイプのテクノロジに大きく依存しています。

これらの例は、現代のネットワーク要件をサポートする際にこれらのデバイスがいかに適応性があり、かつ不可欠であるかを示しています。

MPOトランシーバーの種類と仕様

さまざまな種類の MPO トランシーバー: SR4、PSM4 など

さまざまな種類の MPO トランシーバーが、さまざまなネットワーク要件と仕様に対応します。その中で、主に 2 つのタイプがあります。

ショートレンジ 4 (SR4): このタイプは、短距離データ伝送用に設計されています。通常、SR4 トランシーバーはマルチモードファイバーを使用し、100 メートルの距離で 100 Gbps の速度でデータを伝送できます。限られた範囲内で高帯域幅が必要なデータセンターアプリケーションに最適です。
パラレルシングルモード 4 (PSM4): SR4 とは異なり、PSM4 トランシーバーはシングルモードファイバーを採用しており、500 Gbps のデータレートを維持しながら、最大 100 メートルの長距離データ通信が可能です。このような設計により信号損失が低減されるため、このタイプは通信ネットワークなどの長距離用途に適しています。

LR4 (Long Range 4) と DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) は、多様なネットワーク環境向けに最適化されたさまざまな機能を備えた他のタイプの MPO トランシーバーです。これらの違いを理解することで、専門家はインフラストラクチャのニーズに適したトランシーバーを選択できます。

仕様: データレート、コネクタ、ファイバー

ネットワークアプリケーションでは、最高のパフォーマンスを確保するために、MPO トランシーバーは特定の重要な仕様を満たす必要があります。これには、コネクタタイプ、データレート、ファイバー仕様が含まれます。

データレート: MPO トランシーバーで一般的に指定されるデータレートには、10 Gbps、25 Gbps、100 Gbps などがあります。これらのレートは、サイズの拡大によりより多くの帯域幅を必要とするクラウドサービスやデータセンターなどのさまざまなアプリケーションで必要とされています。
コネクタ: 通常、MPO トランシーバーで使用されるコネクタは MPO/MTP タイプ、つまりマルチファイバー終端プッシュオンコネクタです。この設計により、多数のファイバーを同時に接続できるため、接続の効率が向上し、必要な個々の接続数が減るため、大規模な導入が簡素化されます。
ファイバー: MPO トランシーバーは、マルチモードファイバーとシングルモードファイバーで動作するように設計されています。マルチモードファイバーは一般に短距離アプリケーション (SR4) で使用され、シングルモードファイバーは長距離アプリケーション (PSM4) に必要です。トランシーバーの信号整合性と全体的なシステムパフォーマンスは、選択したファイバーによって影響を受けます。

これらの仕様を知ることで、ネットワークのニーズに適した MPO トランシーバーを選択でき、環境によって生じるさまざまな課題に効果的に対処できるようになります。

Nvidia Networking の MPO SR4 を理解する

MPO SR4 トランシーバーは、短距離ネットワークでの高速データ転送を処理するために構築されており、特に 100G イーサネットアプリケーション向けに最適化されています。これらのトランシーバーは、Nvidia Networking の製品の 850 つである 100nm 波長のマルチモードファイバーテクノロジに基づいており、OM4 マルチモードファイバーで通常約 XNUMX メートルの短距離で信号を効率的に送信できます。

SR4 構成では、レーンあたり 25 Gbps で送信可能な 100 つのアクティブレーンを使用して、合計 XNUMX Gbps のデータレートを実現します。この設計により、利用可能な帯域幅が最大化され、展開時に柔軟性を高める MPO/MTP コネクタを使用することでケーブルインフラストラクチャが簡素化されます。

さらに、特に堅牢性 (低レイテンシ) と信頼性の機能が Nvidia の MPO SR4 トランシーバーに組み込まれているのは、これらの指標が高性能コンピューティング環境とデータセンターの運用に不可欠であるためです。このような属性により、ネットワークエキスパートは、現代のインフラストラクチャにおける情報伝送の高まるニーズに対処しながら、最高のパフォーマンスを実現できます。

データセンターでMPOトランシーバーを使用する利点

費用対効果と効率性

データセンターで MPO トランシーバーを使用すると、コストを節約し、運用を効率化できます。まず、1 つのコネクタを介して多数のデータストリームを送信することで、ケーブルシステム全体を削減し、設置関連の費用を削減できます。この簡素化されたケーブルインフラストラクチャにより、材料コストが削減され、データセンター内での管理と拡張が容易になるため、ネットワークアーキテクチャをより迅速に拡張または再構成できます。

さらに、高密度 MPO トランシーバーの省スペース機能により、サーバーラック上のスペースを節約できるため、データセンターの任意の物理領域で 1 平方フィートあたりの接続数を増やすことができます。この機能は、スペースの拡大による拡張を必要とせずに帯域幅の需要の増加に対応できるため、不動産が限られた環境を扱う場合に特に役立ちます。

さらに、MPO トランシーバーは従来のトランシーバーよりも Gbps あたりの消費電力が少ないことが多く、長期的には電気代が安くなります。これらの点を総合すると、総所有コストが有利になり、コストパフォーマンスのバランスを求める現代の高性能 DC にとって MPO は魅力的な選択肢となります。

高帯域幅と高速機能

MPO トランシーバーは、高速データ転送が最も必要とされる現代のデータセンター向けに設計されています。これらのトランシーバーはそれぞれ、多数のギガビット/秒 (Gbps) をサポートでき、高度な多重化テクノロジを使用することで 400 Gbps を連続的に送信できるものもあります。

さらに、パラレルオプティクステクノロジを備えた MPO トランシーバは、特にリアルタイム処理アプリケーションを扱う場合に、信号の整合性を向上させながら遅延を減らします。これらのデバイスは高速伝送を可能にするため、データセンターが大量のデータ転送を効率的に処理するのに役立ちます。そのため、帯域幅を大量に消費するプログラムに適しており、パフォーマンス品質を犠牲にすることなく、急速に増加するネットワークトラフィックに対応できます。言い換えると、これらのデバイスがなければ、特定のネットワークに統合しても、全体的な速度機能が向上しません。

スケーラビリティと柔軟性

MPO トランシーバーは、高性能データセンターで高い適応性と拡張性を発揮します。主な利点の 1 つは、MPO システムがさまざまなニーズに合わせて簡単に調整できることです。このモジュール性により、すべてをやり直さずに新しいトランシーバーを追加したり、古いトランシーバーを調整したりできます。

さらに、MPO はさまざまなチャネルをサポートしているため、データセンターはさまざまなチャネルやケーブルに応じて帯域幅を調整し、さまざまな要件に対応できます。この柔軟性は、トラフィック量の急激な増加や変動を経験する可能性のある組織にとって不可欠です。これは、ネットワークリソースをより効率的に利用して、そのような期間を通じてパフォーマンスだけでなく信頼性も維持し、移行中に発生する可能性のある中断を制限できるためです。企業は MPO テクノロジーを使用して堅牢なネットワークを構築できます。このネットワークは、今日のニーズに対応し、急速な技術開発に伴う将来の変化にも対応できます。

MPOトランシーバーのインストールとメンテナンス方法

MPOトランシーバーのインストールガイド

MPO トランシーバーを設置する際には、正常に動作し、最も望ましい結果が得られるように、多くの必要な手順に従う必要があります。まず、光ファイバークリーバー、研磨キット、安全装置など、必要なすべての機器を準備する必要があります。

準備: まず、現在のネットワークインフラストラクチャに適合する正しい MPO コネクタタイプとファイバータイプ (シングルモードまたはマルチモード) を特定します。すべてのトランシーバーとそれぞれのパッチケーブル間の互換性を確認します。
接続部のクリーニング: 信号損失につながる汚染を防ぐために、糸くずの出ないワイプと光学クリーニング溶液を使用して MPO のコネクタを適切にクリーニングすることが重要です。
接続設定: MPO トランシーバーをスイッチまたはその他のネットワークデバイスのスロットに挿入します。コネクタが正しい方向を向いていることを確認し、位置ずれなどによるデータ転送の問題が発生しないようにしてください。
テスト: インストールが完了したら目視検査を実施し、電力計を使用して接続の継続性と損失を確認します。スループットはネットワーク指定の要件を満たす必要があるため、これも検証する必要があります。
ドキュメント: パフォーマンスメトリックを含むインストールパラメータをポートの割り当てとともに記録しておくと、将来のトラブルシューティング時に役立つことがあります。

メンテナンスのために、定期的にコネクタの清潔さをチェックし、所定の間隔でネットワークパフォーマンスを検証して、潜在的な問題を軽減してください。インストールとサービスの両方に関して、障害が発生するとコンプライアンスと整合性関連のパフォーマンスが損なわれる可能性があるため、常に製造元のガイドラインに厳密に従ってください。

MPOトランシーバーのメンテナンスとトラブルシューティング

メンテナンスとトラブルシューティングは、高速ネットワークにおける MPO トランシーバーの管理の基本的な側面です。定期的な検査では、コネクタにほこりやゴミが付着していないか確認し、必要に応じて適切な方法で清掃する必要があります。光パワーメーターやネットワークアナライザーなどの診断ツールを使用してネットワークパフォーマンスを監視し、信号品質の低下をできるだけ早く検出できるようにする必要があります。

断続的な接続を経験する場合、トランシーバーが既存のハードウェアと互換性があるかどうかを確認する必要があります。これには、ファームウェアのバージョンが一致していることや、すべてのケーブルがしっかりと接続されていることが含まれます。問題が継続的に発生する場合は、再調整するか、故障した部品を交換する必要がある場合があります。過去のパフォーマンスデータを確認すると、再発する問題を特定し、ネットワークに大きな障害が発生する前に早期に修正することができます。これらのメンテナンス手順に従うことで、施設はネットワーク全体の整合性を維持しながら、MPO トランシーバーの寿命を延ばすことができます。

長期使用のベストプラクティス

MPO トランシーバーは長期的に使用する必要があります。こうすることで、ネットワークの信頼性と効率性を大幅に向上できます。まず、トランシーバーが破損しないように、一定の温度と湿度の範囲内で保管または操作される管理された環境を維持する必要があります。次に、摩耗につながる可能性のある絡まりを防ぎながらコネクタへのストレスを回避するために、正しいケーブル管理技術を使用する必要があります。

また、メンテナンス作業中の人為的ミスを最小限に抑えるために、MPO トランシーバーの最適な取り扱いとインストール方法について担当者が定期的にトレーニングを受けることも重要です。高品質の互換性のあるコンポーネントのみを使用し、インストールとアップグレードに関するメーカーの指示に従うことで、最大限のパフォーマンスが保証され、機器全体の寿命が延びます。最後に、行われたすべてのメンテナンス作業、達成されたパフォーマンスメトリック、および行われた修理を記録する強力なシステムがあれば、長期的な傾向を特定し、インフラストラクチャ投資に関する戦略的な決定に役立てることができます。

MPOトランシーバーの互換性と標準

Cisco 互換 MPO トランシーバー

Cisco 互換の MPO トランシーバーは、業界規制に違反することなく、Cisco ネットワーク機器とうまく調和するように作られています。これらのトランスミッターには、さまざまなネットワークニーズに不可欠な 40G や 100G など、さまざまなバリエーションがあります。これらのデバイスを選択する際には、光トランシーバーのコンプライアンスに関する Multi-Source Agreement (MSA) 標準を満たし、他のメーカーの製品と連携して動作することを保証する必要があります。

Cisco 互換 MPO トランシーバーの主要メーカーは、通常、Cisco の運用要件への準拠を保証するために詳細な技術仕様を提供しています。これらのブランドは、低消費電力、高データレート、厳しい環境条件に対する強力な耐性を特徴としています。認定と保証を提供するサプライヤは、Cisco 環境内であらゆるタイプの MPO トランシーバーを使用する際の信頼性を高めます。選択とインストール時に慎重に検討することで、ネットワークの効率と寿命が向上します。

MPOトランシーバーのMSA規格を理解する

MPO トランシーバーのマルチソースアグリーメント (MSA) 規格は、異なるメーカーが製造した光トランシーバー製品が相互に動作するためのルールを定めています。これらの規格では、他の機器と通信してネットワークで適切に動作するように、どのように構築すべきかが規定されています。また、デバイスの外観、ピンの位置、許容される追加帯域幅の量やリターンロスの良し悪しなど、どの程度適切に動作すべきかも規定されています。つまり、これらの品質は、製品がさまざまな環境にうまく適合するかどうかを知るのに役立ちます。MSA のガイドラインに従うことで、部品の互換性が実現されるだけでなく、ネットワークを強力に保つために重要な、すべてのデバイス間で一貫したパフォーマンスと品質が保証されます。選択した MPO トランシーバーがこれらのルールに準拠しているかどうか、また互換性の問題のない安定したネットワークパフォーマンスが保証されているかどうかを確認する必要があります。

マルチモード光ファイバーケーブルとシングルモード光ファイバーケーブル

マルチモード光ファイバーケーブルとシングルモード光ファイバーケーブルは、コアサイズが異なり、信号を効果的に伝送できる距離も異なるため、ネットワークインフラストラクチャでの役割が異なります。マルチモードケーブルのコアは重要です。通常、コアの幅は約 50 または 62.5 ミクロンで、これにより、多くの光モードが同時に通過できます。そのため、この設計は、通常 2 キロメートルまでの短い距離に使用され、ローカルエリアネットワーク (LAN) やデータセンターに適しています。

一方、シングルモード光ファイバーのコア幅は約 9 ミクロンで、40 つの光モードのみが通過できます。これにより信号損失が大幅に減少し、XNUMX キロメートルを超える長距離伝送が可能になります。これらは、広域ネットワーク (WAN) や、広大な地理的領域にわたる通信に高帯域幅容量が必要なあらゆる状況で一般的に使用されています。

マルチモード光ファイバーケーブルを使用するかシングルモード光ファイバーケーブルを使用するかは、特定のアプリケーション要件、距離の考慮、および必要な帯域幅の使用状況によって異なります。これらの相違点を理解することは、効率的で信頼性の高いネットワークを設計するために不可欠です。

参照ソース

光ファイバ

トランシーバ

イーサネット

よくある質問（FAQ）

Q: MPO トランシーバーとは何ですか? また、どのように機能しますか?

A: MPO トランシーバーは、高密度アプリケーション向けに作られた光トランシーバーモジュールの一種です。複数のファイバーに接続された MPO ケーブルを介して光信号を送受信することで機能し、短距離での高速データ転送を可能にします。

Q: MPO トランシーバーを使用する利点は何ですか?

A: MPO トランシーバーを使用すると、狭いスペースで多数の接続が可能になり、ケーブル配線が簡素化され、高いデータレートで動作できるなど、いくつかの利点があります。したがって、これらのモジュールは、データセンターなど、スペースと効率が重要な領域では不可欠です。

Q: MPO トランシーバーにおける SMF と MMF の違いは何ですか?

A: 光ファイバートランシーバーでは、SMF (シングルモードファイバー) と MMF (マルチモードファイバー) は異なるタイプを指します。シングルモードファイバーは長距離通信に使用され、OM4 マルチモードファイバーなどのマルチモードファイバーは短距離用に設計されていますが、データセンター内ではより高速です。

Q: MPO トランシーバーは他のネットワークデバイスにどのように接続しますか?

A: 他のネットワークデバイスは、28 つのコネクタに多数のファイバーを含む MPO ケーブルで接続されます。これにより、qsfpXNUMX、sfp、およびその他のタイプのトランシーバーとの相互接続が容易になり、スムーズな情報伝送が保証されます。

Q: MPO トランシーバーはどのようなアプリケーションでよく使用されますか?

A: MPo タイプの一般的な用途には、データセンター、エンタープライズネットワーク、高性能コンピューティング環境などがあります。イーサネット、ファイバーチャネル、InfiniBand をサポートしているため、短距離での高速接続が可能です。

Q: MPO トランシーバーを使用したケーブルの最大距離はどれくらいですか?

A: MPO トランシーバーで使用されるケーブルの最大距離は、使用される光ファイバーケーブルの種類によって異なります。たとえば、OM4 マルチモードファイバーは 100 m をカバーできますが、長距離シングルモードファイバーは、アプリケーションに応じてより長い距離に使用できます。

Q: MPO トランシーバーと互換性のある特定のモジュールはどれですか?

A: MPO トランシーバーと互換性のあるモジュールには、qsfp28 100gbase-sr4 850nm 100m dom、40g qsfp、および psm4 トランシーバーモジュールがあり、高速データ転送をサポートし、既存のネットワークインフラストラクチャとシームレスに統合できます。

Q: MPO トランシーバーモジュールの一般的な特性は何ですか?

A: 代表的な機能としては、最大 100g の高データレートのサポート、qsfp28 MSA 標準への準拠、850 nm 波長を使用したマルチモードアプリケーション、高密度接続のためのファイバーパッチコードまたは MPO ケーブルとの連携などがあります。

Q: MPO トランシーバーについて、OMC と DOM は何を意味しますか?

A: マルチチャネル機能は OMC (光マルチチャネル通信) によって表されます。つまり、これらのデバイスは複数のファイバーを介して同時に情報を送受信できます。デジタル光モニタリングにより、リアルタイムのパフォーマンスをモニタリングでき、この特定のタイプの受信機/送信機モジュールによる信頼性の高いデータ伝送が保証されます。

Q: DC 効率レベルにどのような影響がありますか?

A: MPO を使用すると、高密度の相互接続が可能になるため、データセンターの運用効率が大幅に向上します。これにより、ケーブル配線の複雑さが軽減され、スペースの利用率が向上し、運用中に発生する総コストが削減されると同時に、大量のトラフィックをいつでも処理できるため、全体的なネットワークパフォーマンスが向上します。