光ファイバーケーブルの種類：シングルモードとマルチモード

光ファイバーケーブルはデータを電気パルスではなく光として伝送するため、銅線よりもはるかに長い距離を伝送でき、電磁干渉の影響を受けません。2つのファミリーはシングルモードとマルチモードです。シングルモードはコアが9 µm、クラッドが125 µm（9/125と表記）で、1310 nmと1550 nmの光を使用し、OS1とOS2のグレードがあります。マルチモードはコアが50 µmまたは62.5 µm、クラッドが125 µmで、850 nm（および1300 nm）を使用し、OM1からOM5までのグレードがあります。シングルモードは数キロメートルに達し、マルチモードは数百メートルに達します。どちらを選ぶかは、主に距離、速度、両端の電子機器のコストによって決まります。

シングルモード vs マルチモード：コアの違い

シングルモードファイバーはコアが非常に小さいため、光は基本的に1つの経路を進みます。これによりモード分散（異なる光路がわずかに異なる時間に到着することでパルスが広がる現象）がなくなり、長距離でも信号がクリーンに保たれます。シングルモードは建物間のリンク、キャンパスバックボーン、キャリアネットワークに使用されます。

マルチモードファイバーはコアが大きく、多くの光路が同時に進むことができます。トランシーバーが低コストの光源を使用するため、光を送るコストが安くなりますが、パルスが早く広がるため、到達距離は短くなります。マルチモードは建物内、フロア間、ラック間、データセンター内で使用されます。

マルチモードのグレードとジャケット色

マルチモードは帯域幅とレーザー光源との相性によってグレード分けされます。グレードはジャケットに印刷されており、ジャケット色は視覚的な手がかりになります。

• OM1: 62.5 µmコア、オレンジのジャケット。古い設備。
• OM2: 50 µmコア、オレンジのジャケット。
• OM3: 50 µmレーザー最適化、アクアのジャケット。
• OM4: 50 µm、アクアのジャケット（バイオレットの場合もある）。
• OM5: 50 µm広帯域（850-953 nm）、ライムグリーンのジャケット。

シングルモードは黄色です。未知のケーブルを見ている場合、色でファミリーがわかり、多くの場合グレードもわかります。マルチモードグレードの完全な比較については、OM1、OM2、OM3、OM4、OM5マルチモードファイバーの比較をご覧ください。

一般的な速度での到達距離

ファイバーリンクが伝送できる距離は、グレード、波長、トランシーバーによって決まります。以下の数値は、一般的なイーサネットタイプの標準的な到達距離です。

建物内の配線では、OM3またはOM4が通常10G以上で距離をカバーします。建物間のリンクでは、シングルモードが標準的な選択です。リピーターなしで距離をカバーし、建物間の地電位差や雷サージの影響を受けないためです。

コネクタと研磨

ファイバーコネクタはポートとパッチパネルに合わせて選びます。LCは1.25 mmフェルールを持ち、SFPモジュールで一般的なコネクタです。SCは2.5 mmフェルールとプッシュプルボディを持ちます。STは2.5 mmフェルールとツイストロックバヨネットを持ち、古い規格です。MPO/MTPは40Gおよび100Gパラレル光学用に1つのフェルールに12または24本のファイバーを収めます。

研磨は重要です。UPCコネクタは青いボディと平坦な端面を持ちます。APCコネクタは緑のボディと8度の角度がついた端面を持ちます。APCコネクタとUPCコネクタを絶対に接続しないでください。端面が接触せず、リンクが失敗するかコネクタが損傷します。コネクタタイプと研磨の詳細については、ファイバーコネクタの種類：LC、SC、ST、MPO、UPC vs APCをご覧ください。

建物、キャンパス、建物間でのファイバー選択

単一の建物内では、マルチモードが通常実用的な選択です。OM3またはOM4は10Gを300 mまたは400 mまで、40G/100Gをより短い距離でサポートし、トランシーバーはシングルモード同等品より安価です。新しい建物内配線にはアクアのOM3またはOM4を使用してください。OM1とOM2は古く、10Gを33 mまたは82 mに制限します。

キャンパスでは、建物間を結ぶリンクがあるため、シングルモードが標準です。OS2は長距離屋外配線用のグレードです。シングルモードトランシーバーは10GBASE-LRで10 km、10GBASE-ERで40 kmに達するため、キャンパスリングや遠隔建物へのリンクは中間機器なしでカバーできます。

建物間では、ケーブル自体が屋外定格でなければなりません。屋内ケーブルはUV暴露や直接埋設に対応していません。屋外ケーブルには耐UVジャケットが必要で、直接埋設ケーブルはジェル充填またはフラッドタイプで水を防ぎます。配線が建物に入る場合、ケーブルは入口で屋内定格タイプに移行する必要があります。

リンクの両端では、トランシーバーがファイバーと速度に一致する必要があります。SFPは1 Gbps、SFP+は10 Gbps、SFP28は25 Gbps、QSFP+は40 Gbps、QSFP28は100 Gbpsです。ラック内の短いリンクには、DAC（ダイレクトアタッチ銅）ケーブルが別々の光学機器なしで2つのSFPポートを接続します。パッシブSFP+ DACケーブルは最大7 mです。AOC（アクティブ光ケーブル）はトランシーバーが組み込まれた固定ファイバーケーブルで、より長い距離用です。モジュールとケーブルの詳細については、SFPおよびSFP+モジュール、DACおよびAOCケーブルをご覧ください。

何が問題になるか

ファイバーで最も一般的な間違いは、グレードと研磨の不一致、汚れたコネクタ、ケーブルの過度な曲げです。

• APCとUPCの接続。 角度のついた端面と平坦な端面は接触しません。リンクが失敗するかコネクタが損傷します。コネクタボディの色を確認してください：青はUPC、緑はAPCです。
• 距離に対する間違ったグレード。 OM1で10GBASE-SRは33 m、OM2は82 mです。OM1で100 mを計画した配線は機能しません。トランシーバーを注文する前にジャケットに印刷されたグレードを確認してください。
• 汚れた端面。 ファイバー端面のほこりの粒が光を遮断または散乱させます。接続する前にすべてのコネクタを清掃し検査してください。
• きつい曲げ。 ファイバーには最小曲げ半径があります。急な曲げは損失やひび割れを引き起こします。ケーブルメーカーの曲げ半径に従ってください。
• トランシーバーとファイバーの不一致。 シングルモードトランシーバーにはシングルモードファイバーが必要で、マルチモードトランシーバーにはマルチモードファイバーが必要です。両者は互換性がありません。
• 屋外での屋内ケーブル使用。 屋内ケーブルは耐UV性がなく、直接埋設用のフラッド処理もされていません。劣化したり水が入ったりします。
• ポートに対する間違ったコネクタ。 LC、SC、STは互いに接続できません。MPO/MTPはパラレル光学用であり、LCの代替ではありません。

ファイバーは電気を伝送しないため、電磁干渉や地電位差、建物間の雷サージの影響を受けません。これが、建物間のリンクに銅線ではなくファイバーが使用される大きな理由です。

テストに関する注意

導通テスターは光が通過することを示しますが、リンクが規格を満たしていることを証明するものではありません。認定テスターは、挿入損失や反射減衰量を含め、ファイバータイプの限界に対してリンクを測定します。TDRやOTDRは障害点までの距離を示します。新規設置では、すべてのリンクをテストし文書化してください。すべてのケーブルの両端にラベルを付けてください。