1000BASE-LX/LH SFP の説明: 距離、仕様、互換性、および購入ガイド

キャンパス全体または建物間で 2 つのネットワーク スイッチを接続します。これを可能にするコンポーネントは、1000BASE-LX/LH SFP モジュールである可能性が高くなります。このコンパクトな光ファイバー トランシーバーは、銅線が到達できない距離でも予測可能な 1 Gbps リンクを提供します。また、シンプルで標準化されており、広くサポートされているため、長距離ギガビット イーサネットのデフォルトの選択肢であり続けています。簡単に言うと、1000BASE-LX/LH SFP は、二重ファイバ ペアで 1310nm の光を介して 1 Gbps データを送信するホットスワップ可能なモジュールで、シングルモード ファイバでは最大 10 km、長距離定格バージョンでは最大 20 km まで到達します。

この記事では、この指定の実際の意味、これらのモジュールがさまざまな種類のファイバでどのように動作するか、購入前に確認すべきこと、およびリンクを維持するためにモジュールの周囲の電源環境を計画する方法について説明します。

1000BASE-LX/LHの意味

この名称は、1998 年にギガビット イーサネットをファイバーに導入した仕様である IEEE 802.3z に由来しています。「1000」はメガビット/秒のデータ レート、「BASE」はベースバンド シグナリング、「LX」は 1310 nm で動作する長波長光学系を示します。 「LH」接尾辞は長距離の略であり、独立した IEEE 条項ではなくベンダー拡張です。シングルモード ファイバー経由での到達距離が 10 km から 20 km に拡張されます。現在販売されているほとんどのモジュールには両方のマークが付いており、1 つのユニットで両方の範囲を提供します。

フォーム ファクターは、一般に SFP と呼ばれるスモール フォーム ファクターのプラグ可能モジュールです。ホットスワップ可能で、3.3V 電源で動作し、デュプレックス LC 光インターフェイスを備えています。光学系はスイッチのメインボードではなくモジュール内にあるため、モジュールを変更するだけで、同じスイッチ ポートで短いマルチモード リンクまたは長いシングルモード リンクを処理できます。

1000BASE-LX と 1000BASE-LH

2 つのラベルは、同じトランシーバーに印刷されている場合でも、異なる到達保証を説明しています。 IEEE 802.3z では、シングルモード ファイバー上で最大 10 km の 1000BASE-LX が定義されています。 LH 延長は、IEEE 文書ではなくメーカーのテストによって強制され、さらに 10 km の距離を保証します。したがって、LX/LH というラベルの付いたモジュールは、10 km および 20 km のスパンだけでなく、より短いスパンもカバーしており、ほぼすべてのシングルモード ギガビット リンクの安全なデフォルトになります。

マルチモードの動作はどちらのラベルでも同じです。 LX 仕様では、設置されたケーブルのモード帯域幅に応じて、50/125 μm および 62.5/125 μm マルチモード ファイバで 550 m が許可されます。従来の FDDI グレードの 62.5/125 µm ファイバでは、550 m まで到達するにはモードコンディショニング パッチ コードが必要です。コードは、差動モードの遅延を避けるために、中心からわずかに外れた光をマルチモード コアに送り出します。

• シングルモードファイバーで 10 km、LX 仕様によって保証されています。
• シングルモードファイバーで 20 km、LX/LH 定格モジュールで保証。
• 最新の 50/125 µm マルチモード ファイバーで 550 m、LX 仕様で保証されています。
• 従来の FDDI グレードの 62.5/125 µm ファイバーで 550 m、モードコンディショニング パッチ コードで実現。

互換性と購入のリスク

SFP モジュールは、接続するスイッチに比べれば小さな購入品ですが、不用意に選択するとリンク全体が停止する可能性があります。ほとんどの現場での問題の原因は 3 つの互換性要因です。

MSA コンプライアンスとベンダーの検証

SFP 設計は、元のモジュール メーカー間のマルチソース契約 (MSA) に従っています。 MSA 準拠モジュールはどのようなケージにも適合し、正しい 3.3 V 電源を供給しますが、内部の管理メモリが依然として問題を引き起こす可能性があります。一部のスイッチ オペレーティング システムでは、ベンダー コードをチェックし、そのコードが予想されるリストと一致しない場合はポートの有効化を拒否します。大量購入する前に、スイッチ モデルが検討しているモジュールを受け入れられることを確認するか、スイッチ ベンダーが検証済みとしてリストしているモジュールを選択してください。

デジタル診断モニタリング

最新の LX/LH モジュールは、デジタル診断モニタリング (DDM または DOM と略称) をサポートしており、スイッチ管理インターフェイスを通じて内部温度、供給電圧、送電、および受電をリアルタイムで報告します。このテレメトリを使用すると、コネクタに埃が蓄積したり、レーザーが古くなったりするにつれてリンクが劣化するのを監視できます。監視プラットフォームがこのデータに依存している場合は、モジュールが DDM をサポートしていること、およびスイッチが管理ソフトウェアに値を公開していることを確認してください。

温度定格

商用グレードのモジュールは通常、摂氏 0 ～ 70 度で定格されており、空調の効いたサーバー ルームには適していますが、多くの LX/LH リンクが存在する加熱されていないキャビネットや屋外のエンクロージャには適していません。工業用温度モジュールは、範囲をおよそ摂氏 -40 度から 85 度まで拡張し、より堅牢なレーザー ドライバーとハウジングを使用します。モジュールが霜、直射日光、または筐体の熱にさらされる可能性がある場合は、多少コストが高くても工業用バージョンを選択してください。

電力および物理環境の計画

長いファイバー リンクでは、レーザーの故障よりも、一方の端の機器の電源喪失による故障の方がはるかに頻繁に発生します。スイッチ、メディア コンバータ、ルータが通信用クローゼット、サーバー ルーム、道路脇のキャビネット、または仮設事務所に設置されている場合、パワー チェーンは光予算と同じくらい注意を払う必要があります。過負荷保護により、故障したデバイスによる回路の低下が防止され、クリアなリセット スイッチにより回復時間が短縮されます。ネットワーク機器のラックでは、過負荷保護機能を備えた電源タップが実用的な防御の第一線となります。

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屋外および一時的なリンクにより、別のレイヤーが追加されます。現場調査、建設プロジェクト、イベント ネットワークでは、常設の主配線がない場所への 1 Gbps ファイバー リンクが必要になることがよくあります。ファイバー自体には電力が供給されませんが、遠端のメディアコンバーターまたは小型スイッチには安全な電源が必要です。屋内および屋外での使用に適したケーブル リールは、ケーブルを機械的損傷から保護し、迅速な回復のためにコイル状に保ちながら、主電源を機器に供給します。リールのケーブル長と容量によって遠端機器が適切な電圧を受信できるかどうかが決まるため、特定のモデルを選択する前に、ケーブル リールの適切なケーブル長と容量を決定する方法を確認してください。

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モニタリングは光信号を超えて拡張する必要があります。遠くにあるスイッチが反応しなくなった場合、光が失われると、何かが故障したことがわかります。原因がファイバーの破損なのか、モジュールの障害なのか、それともブレーカーの落ちなのかはわかりません。自己診断機能を備えた配電ユニットは、障害情報を自動的に検出して報告できます。この機能は、電源タップの自己診断機能の分析で検討されました。このテレメトリは、トランシーバー自体の DDM データと組み合わされて、ブラインド ファイバー リンクを観測可能なシステムに変えます。

実用的な購入チェックリスト

1000BASE-LX/LH モジュールを比較する場合は、このリストを参照してください。インストールしたモジュールは、最初の試行で動作する可能性がはるかに高くなります。

1. 実際のファイバー距離を測定し、パス内のすべてのパッチ パネルを数えます。 10 km 近くのスパンには LX/LH 到達距離が必要です。マルチモード ファイバの 550 m 未満のスパンには、正しいファイバを備えた同じモジュールのみが必要です。
2. ファイバの種類と両端のコネクタを確認してください。シングルモード リンクは 9/125 µm ファイバーを使用します。マルチモード リンクは 50/125 µm または 62.5/125 µm を使用します。 LC の端面を清潔に保ってください。新しい設置ではコネクタの汚れが挿入損失の増加の最も一般的な原因となるためです。
3. モジュールがスイッチのブランドとモデルに対して検証されていることを確認します。この 1 つのステップにより、現場での互換性の問題のほとんどが解消されます。
4. DDM/DOM テレメトリが必要かどうかを決定します。チームが監視に依存している場合は、少額のコストを節約するためだけにデジタル診断を省略したモジュールを購入しないでください。
5. オフィスではなく、エンクロージャに応じて温度グレードを選択してください。非加熱の屋外キャビネットおよび産業用エンクロージャには、-40 ～ 85 ℃の定格が必要です。
6. 重要なリンクごとに少なくとも 1 つのスペア モジュールを購入し、保管する前にスペアをテストしてください。スペアには、インストールされているユニットと同じファームウェア バージョンが搭載されている必要があるため、後で交換しても新たな問題が発生することはありません。

最終的な推奨事項

1000BASE-LX/LH は、特殊な機器を使用せずに距離の問題を解決できるため、20 年間重要な意味を持ち続けています。 1 つのモジュール タイプは 10 km および 20 km のシングルモード スパンをカバーし、適切なパッチ コードを使用して最大 550 m のマルチモード ファイバで動作し、標準的な SFP ケージに適合します。発生する障害が光学的なものであることはほとんどありません。それらは、互換性のないモジュール コード、温度定格の見落とし、リモート エンドの電源問題によって発生します。

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物理層を規律正しく保ちます。ファイバーの両端にラベルを貼り、試運転中に取得した光パワーの測定値を記録し、予備のパッチコードを保管します。 1000BASE-LX/LH リンクは、正しく指定され、正しく設置され、適切に電力が供給されている場合、ネットワーク内で最も信頼できるコンポーネントの 1 つです。