データセンターには、サーバー、スイッチ、ストレージのポートに適合した高速ネットワークリンクが必要です。「データ光モデム」は性能規格ではありません。E1およびRS485光モデムは、特定の低速用途向けであり、高速Ethernetの代替ではありません。本記事では、Ethernetの光通信について、変換、容量、モジュール選定、バックアップ経路の検証を中心に説明します。
モジュール、メディアコンバーター、スイッチを区別する
光モジュールは通常、対応ホストまたはスイッチのスロットに装着し、該当する電気／光伝送を行います。独立したマルチポートスイッチではなく、電源、管理、データ処理は引き続きホストに依存します。外付けメディアコンバーターは、銅線接続の機器を光ファイバー経由で延長するための独自の筐体、電源、メディアインターフェースを備えています。バッファリング、管理、スイッチングの機能については、製品固有の裏付けが必要です。
スイッチに適切な光ポートがすでにある場合、対応モジュールと光ファイバーを使う方が、外付け機器を追加するより管理が容易なことがよくあります。一方、10Gの銅線ポートしかない機器には、適切な10Gメディアコンバーターの導入が妥当な場合があります。その電源、発熱、障害点、保守費用も考慮してください。光機器を増やせば本質的に信頼性が高まるわけではありません。
サーバートラフィックが光ファイバーを通る仕組み
サーバーのNICは、上位層のデータからEthernetフレームを形成します。インターフェース回路は対応する物理層に従って電気信号を生成し、モジュールの送信部がそれを光の変化に変換します。対向側の光検出器と後段の回路が、スイッチまたはNIC向けに情報を復元します。これはあくまでネットワーク通信であり、ファイルを発光する画像に変えるものではありません。
速度が異なると、符号化、変調、レーン数、誤り訂正も異なる場合があります。単一のトランシーバー経路で原理を説明することはできますが、それによってFast Ethernet、10G、またはそれ以上の速度のモジュール間の相互運用性が確立されるわけではありません。筐体が適合すること、コネクターが共通であること、LEDが点灯することは、条件の一部を満たすにすぎません。対応するホストとモジュールの組み合わせが依然として必要です。
規模を論じる前に帯域幅の単位を確認する
リンク速度にはビット毎秒を用いますが、ファイルサイズには一般にバイトを用います。8ビットで1バイトです。すべてのオーバーヘッドを無視すると、10 Gbit/sは1.25 GB/sに換算されます。アプリケーションの性能は、さらにオーバーヘッド、サーバー処理、ストレージ、共有トラフィックにも左右されます。毎秒数十テラバイトという過去の主張には、使用機器、インターフェース数、試験条件の明示が必要です。
8台のサーバーがそれぞれ2 Gbit/sを、1本の10 Gbit/s出力回線に送信すると仮定すると、合計需要は16 Gbit/sです。アクセスリンクが正常でも、その共有出力回線でのキュー滞留や損失は防げません。これらの仮定値はオーバーサブスクリプションを説明するものであり、構成を指定するものではありません。定常トラフィック、バースト、拡張余裕を含めて検討してください。室内全体のポート容量の合計は、個々の出力回線の容量ではありません。
互換性を項目ごとに確認する
まず、ホストが対応する速度とフォームファクターを確認します。次に、両端の光物理層規格、光ファイバー、波長、コネクター、距離、受光範囲を確認します。2芯の光ファイバー接続では、ローカルのTXを対向側のRXに接続します。BiDiには相補的な両端の組み合わせが必要であり、両側を任意に同一構成にすればよいわけではありません。並列多芯光接続にもレーンと極性の規則があります。2芯接続の図を、こうしたすべてのリンクの指針にはできません。
一部の高速リンクでは、前方誤り訂正の設定を一致させる必要があります。FECは冗長な符号を追加することで、限られた誤りを復元できますが、あらゆる損傷を訂正したり、ひどく破損したケーブルを修復したりすることはできません。組み合わせを確定するには、「すべてのプロトコルに対応」という表現よりも、ホストの対応一覧やモジュールの相互運用性情報の方が有用です。それでも受け入れ時には、実際のポート状態とエラーを確認してください。
距離表示の比較ではなく光パワーバジェットを評価する
光パワーバジェットでは、送信から受信までに許容される光パワー損失を評価します。光ファイバー長、コネクター、融着接続、保守余裕を含めてください。受信器には受光感度の下限と過入力の上限の両方があります。長距離用モジュールを短いジャンパーで接続する場合、マニュアルに従って減衰が必要になることがあります。安定しそうだという理由だけで最も強い送信器を選んだり、汚れを診断するためにポートをのぞき込んだりしないでください。
対応している場合は、実際の送受光パワー、ポートエラー、モジュール温度を記録し、測定条件を踏まえて診断情報を解釈します。ローカル側の光パワーが十分でも、受信信号のタイミングやアプリケーションのスループットが適切であるとは限りません。断続的な障害では、光ファイバーだけを繰り返し交換するのではなく、電源、ホストとモジュールの対応、冷却、設定も確認する必要があります。
予備の光ファイバーだけでは運用上の冗長性にならない
可用性を確保するには、まず障害検出が必要であり、次に利用可能な経路へ転送を切り替えるための対応機能が必要です。同じトレイ上の光ファイバーは同時に切断される可能性があります。同じ上流ブレーカーの配下にある電源も、共通の障害を受ける可能性があります。予備ポートを数えるのではなく、物理経路、機器、電源、アプリケーションプロトコルを個別に確認してください。
制御せずに両方のレイヤー2経路を有効にすると、ループが発生する可能性があります。適切に対応し、正しく設定されたループ制御または保護機能を使用してください。アグリゲーション、スパニングツリー、ルーティング、専用保護は、それぞれ異なるアーキテクチャ向けです。2本の心線を任意に1台のコンバーターへまとめないでください。図は経路の分離だけを説明しています。切り替え時間とアプリケーションの復旧時間は、実際の機器、プロトコル、トラフィックによる試験が必要です。
FCTELの10G製品が適する用途
FCTELのFCM-10Gページには、10G銅線インターフェース1つと光インターフェース1つ、モジュール診断、ループバック試験、光側の信号再生が記載されています。これは銅線接続を光ファイバーで延長するための候補であり、E1モデムをデータセンターのコアスイッチに変えるアップグレードではありません。診断機能は光通信の調査に役立ち、関係者間で調整したループバックは保守試験を支援できます。
そのページに記載された一部の規格名、配線、電源の項目は確認が必要であり、技術上の保証事項としてそのまま転記してはいけません。発注前に、モジュールのバージョン、ホストおよび対向機器との互換性、10G銅線接続のケーブルカテゴリーと到達距離、電源、冷却を確認してください。製品の裏付けなしに、ネットワークの高速化、あらゆる冗長化プロトコルへの対応、暗号化をうたってはいけません。
正常時と障害時の両方を受け入れ試験する
正常であることが確認された対応モジュールとジャンパーを用い、短距離リンクで基準を確立してから、設置した経路を試験します。各方向と双方向同時負荷、バースト、カウンター、アプリケーションの処理完了、継続運転を確認してください。承認された時間帯に、光ファイバー障害、再起動、電源異常を個別に試験し、実際の切り替えと復旧による影響を記録します。障害を発生させるために、稼働中の本番環境を勝手に切断しないでください。
引き継ぎには、ポートID、モジュール、物理経路、光パワー測定値、バックアップを含めます。光ファイバーは銅線区間の制約の一部を軽減しますが、遅延ゼロ、エネルギー消費ゼロ、永続的な互換性を保証するものではありません。あらゆる光経路を高速データモデムと呼ぶよりも、適切な機器を選び、不要な変換を減らす方が有用です。
参考資料：FCTEL FCM-10G 製品詳細;Ciscoの光インターフェースFECに関する資料。機能は発注構成に照らして確認してください。図は一般的な説明図です。
中国語の技術記事から翻訳。原文の初公開日：2024-06-26。原文の最終改訂日時：2026-10-13T14:22:45+08:00。 中国語の原文を読む
