10Gbps光モジュールを選ぶ際は、まずスイッチのポートが対応しているかを確認し、次に光ファイバー、光ポート規格、両端の光パワーを適合させます。「10ギガビット」と表示されたモジュールを購入しても、どのSFPスロットに挿しても動作するとは限りません。本記事ではプラガブル光モジュール、特に10G SFP+を取り上げます。これと、ネットワークポートおよび電源を備えた単体の光トランシーバーでは、購入対象が異なります。
1．まず区別する：光モジュールを買うのか、単体のトランシーバーを買うのか？
スイッチに対応するSFP+光ポートがすでにあり、光ファイバーを接続したい場合、通常はモジュールとパッチコードを選ぶ必要があります。端末にネットワークケーブル用インターフェースしかなく、現場で光ファイバーを使用する必要がある場合は、単体の光電変換装置が必要になることがあります。光モジュールはホストから給電を受け、ホスト回路とデータを交換します。一方、単体のトランシーバーには独自の電源、銅線ケーブル用インターフェース、関連する処理回路も含まれます。どちらも「光トランシーバー」と呼ばれることがあるため、見積もりを依頼する際は、ホストの型番、ポートの写真、業務上の要件を添えることをお勧めします。
SFPとSFP+は外観が似ていますが、外観だけで対応速度は決まりません。ホストのポートが対応する速度、特定の種類のモジュールを受け入れるかどうか、ファームウェアに制限があるかどうかを、すべて互換性一覧で確認する必要があります。ギガビットスロットに10Gモジュールを挿して、スイッチが10Gにアップグレードされたと考えることはできません。QSFPシリーズは電気レーン数が多く、パッケージも異なるため、プラグの大きさだけでSFP+のアップグレード用代替品として扱うことはできません。
2．モジュールは電気データをどのように光に変換するのか？
送信方向では、ホストが電気データをモジュールに送り、駆動回路がレーザーを制御して情報に応じて出力光を変化させ、その光を光ファイバーで伝送します。受信方向では、受光素子が受信した光の変化を電気信号に変換し、受信回路が処理してホストに渡します。実際の符号化、信号処理、内部の集積構成はモジュールの設計によって異なります。図は基本的な関係のみを示しており、特定の型番の内部構造を表すものではありません。
一般的なデュアルLCの2芯光ファイバーモジュールは、送信用と受信用の2つの光チャネルを使用します。左端のTXを右端のRXに、右端のTXを左端のRXに接続することで、各方向でデータを伝送できます。1芯双方向モジュールは、相補的な波長を使い、同じ光ファイバーの心線で送受信するため、対になる仕様を選ぶ必要があります。同じ方向のモジュールを2つ購入して使うことはできません。モジュールが誤った組み合わせを自動修正することも、スイッチのために任意のプロトコル変換を行うこともありません。
3．SRとLRの選び方：まず既設の光ファイバーを確認する
SRとLRは異なる光インターフェースの動作条件を表しており、単に「短距離」と「長距離」の2つの価格帯として理解することはできません。一般的な10GBASE-SRはマルチモード光ファイバーを、10GBASE-LRはシングルモード光ファイバーを使用します。光ファイバーのグレード、波長、コネクタ、速度、両端のインターフェース規格を併せて確認する必要があり、距離はそのうちの1項目にすぎません。
公開仕様の例として、Ciscoの10G SRモジュールの表には、OM3で最大300メートル、OM4で最大400メートルと記載され、LRには標準シングルモード光ファイバーで10キロメートルと記載されています。これらは該当する製品と伝送媒体の条件下での能力であり、すべてのブランドや現場のリンクを保証するものではありません。既設のマルチモード光ファイバーのグレードが異なる場合、300メートルという値をそのまま適用することはできません。本記事では、これらの値を飛暢科技製品の仕様値として扱っていません。
1本の光ケーブルに複数の心線が含まれ、パッチパネル、融着接続部、異なるパッチコードを経由する場合があります。一端から他端まで実際に使用する2本の心線と、その全経路で光ファイバーの種類が一貫しているかを確認する必要があります。機器室にある短いパッチコードの色だけで判断してはいけません。LCやSCはコネクタの形状を示すものであり、モジュールが必ずシングルモード、マルチモード、または特定の速度であることを示すものではありません。端面の種類も適合させる必要があり、UPCとAPCを任意に直接接続することはできません。
4．公称伝送距離だけでなく、受信パワーの確認も必要
光は光ファイバーの心線を伝わる間に減衰し、コネクタ、融着接続部、その他の部品でも損失が加わります。受信側では、光が強ければよいとは限りません。十分な信号が必要である一方、過負荷の上限もあります。光パワーが適切な範囲に収まることはリンク動作の必要条件の1つですが、それだけで速度、符号化、ホストとの互換性、サービス設定がすべて正しいことにはなりません。
設計時には、モジュールの仕様上の最小送信パワーと受信感度から許容損失を見積もり、伝送路、コネクタ、部品の損失を差し引いたうえで余裕を確保します。非常に短いリンクに高出力の長距離用モジュールを組み合わせる場合は、最大送信条件に対して受信過負荷も確認する必要があります。両方向でパラメータが異なることがあるため、それぞれ別々に計算してください。一端だけを試験してリンク全体が合格だと判断することはできません。
dBmは光パワーの絶対レベルを表し、dBは損失や比を表すためによく使われます。この2つの単位を混同してはいけません。あくまで計算例ですが、送信パワーがマイナス5 dBm、経路損失が4 dBなら、推定受信パワーはマイナス9 dBmです。合格かどうかは、対象モジュールの受信範囲と比較する必要があります。この例は飛暢科技のいずれのモジュール仕様も表していません。現場での測定では適切な測定器、波長設定、作業手順を使用し、光ポートを決して直接のぞき込まないでください。
5．互換性、温度、消費電力：なぜ最後に確認してはいけないのか？
スイッチがモジュールの型番を読み取れることは、識別処理の一部が完了したことを示すだけであり、あらゆるサービス負荷で安定することを意味しません。ホストの型番、ハードウェアバージョン、ソフトウェアバージョン、ポートモード、モジュールのコーディング要件をサプライヤーに確認してください。デジタル診断に対応している場合、温度、電源、送受信パワーを確認できますが、診断値としきい値はモジュールの実装に依存しており、すべての測定器やサービス試験の代わりにはなりません。
モジュールはホスト内に取り付けられ、その放熱は盤内温度、ポート密度、ホストの通風の影響を受けます。モジュールの仕様上の動作温度と保管温度は異なり、スイッチに産業用温度範囲の表示があっても、挿入するすべてのモジュールがその範囲を満たす証明にはなりません。複数のポートに同時にモジュールを実装する場合は、特にホストが許容するモジュールあたりの消費電力と、全体の放熱条件を確認してください。筐体を触って温かいと感じることは温度診断の代わりにはならず、ましてや装置の放熱構造を勝手に変更する根拠にはなりません。
ホットスワップは、対応する保守方法であって、サービス稼働中に自由に抜き差ししてよいという意味ではありません。ホストのマニュアルに従って保守時間帯を設け、静電気対策を実施し、プルリングと防塵キャップを正しく使用してください。まず光インターフェースを点検し、必要なら適切な工具で清掃した後、再度点検します。汚れは損失と反射を増やします。抜き差しを繰り返しても問題が解決しない場合があり、汚れを広げるおそれもあります。
6．選定の順序を示す2つのシナリオ
同じ建物内の2台のスイッチを10Gで相互接続する必要があり、リンク長は約180メートルで、OM3の2芯光ファイバーが利用できることを確認済みとします。ホストが対応する10G SR構成を評価できますが、両端のモジュール、経路全体の光ファイバーの種類、接続損失を確認する必要があり、受入判定は実際のサービス試験に基づいて行うべきです。光ファイバーのグレードが不明な場合は、まず記録を確認するか測定してください。「距離が300メートル未満」という条件だけを根拠にしてはいけません。
次に、工場敷地内の2棟の建物間に、約2キロメートルのシングルモード2芯光ファイバーがあるとします。ホストが対応する10G LRの組み合わせを評価し、両方向のパワーバジェットと過負荷条件をそれぞれ確認する必要があります。心線が1本しかない場合は、2芯用モジュールの片側を未使用にするのではなく、相補的な波長を使用する互換性のある1芯双方向構成を評価する必要があります。この2つの例は技術的な検討方法を示すもので、具体的な型番の選定に代わるものではありません。
7．飛暢科技の製品をどのように比較し、引き渡し時に何を記録すべきか？
飛暢科技の公式ウェブサイトに掲載されている 管理型産業用ラックマウント10G 光4ポート・電気8ポート レイヤー3スイッチの製品ページには、対応する複数の速度をサポートできる光ポート4個と、ギガビットRJ45ポート8個が記載され、SFP情報の読み取りなどの管理機能も示されています。このポート構成は、複数の光アップリンクとローカルの電気ポート接続を評価する際に役立ちますが、各ポートの速度、モジュールの型番、ファームウェアの対応状況は引き続き確認する必要があります。ページで使用されているSFP/SFP+という名称もメーカーに確認すべきであり、外観から推測することはできません。
引き渡し記録には、少なくともホストとモジュールの型番、ソフトウェアバージョン、両端の速度、光ファイバーの種類と心線番号、波長、コネクタ、受信パワーの実測値、負荷試験の結果を含めてください。試験は短距離リンクでのループバック試験から始め、その後に現場の光ファイバーを接続し、インターフェースエラー、スループット、パケット損失、再接続の状況を記録します。リンクランプの点灯やpingの成功だけでは、全負荷時の安定性を証明できません。異常が発生した場合は、一度に1つの条件だけを変更し、問題がモジュール、伝送路、ポート設定、サービス側のいずれにあるかを切り分けます。
技術参考資料：Cisco 10G SFP+公式仕様, Ciscoモジュールの取り付け手順 および前述の飛暢科技の製品ページ。本記事の模式図は制作時に確認しており、一般的な仕組みの説明に使用しています。実際の飛暢科技のモジュール、内部設計、実測の証拠を示すものではありません。
中国語の技術記事から翻訳。原文初公開：2023-11-24。原文最終改訂：2026-10-13T20:24:48+08:00。 中国語の原文を読む
