101 シリーズ:光ファイバー・コネクターについて

2019 年 1 月 2 日 / 101 シリーズ

光ファイバー・コネクターのプラグには、ファイバーとアダプターを固定するための突き出したフェルールが付いています。このフェルールを使ってファイバーの位置合わせと篏合を行い、接続点を形成します。1970 年代に初めて導入されたフェルールは金属製または硬質プラスチック製でした。1980 年代半ばのセラミックス・フェルールの登場により、高精度の位置合わせが可能になり、挿入損失が低減されました。

低い挿入損失性能、低コスト、高密度化、あるいは容易な成端を実現するために、過去数十年間でさまざまな光ファイバー・コネクターが市場に投入されてきました。実際、Fiber Optic Association によると、約 100 種類の光ファイバー・コネクターがあるそうです。幸いなことに、現在のケーブル配線設備ではこのうちわずか一部のコネクターしか使用されていないため、すべてのコネクター・タイプについて知る必要はありません。規格に準拠したこれらのコネクターは EIA/TIA-604 Fiber Optic Connector Intermateability Standards (FOCIS) で規定されています。

一般に使用されているタイプとその違いについて見ていきましょう。

共通の 2.5mm コネクター

SC、FC および ST 光ファイバー・コネクターはすべてフェルール径が 2.5mm であるため、専用のハイブリッド・アダプターを使って組み合わせることができます。NTT(日本電信電話株式会社)によって開発された SC コネクターは、その四角い形状によって容易に識別でき、ばね式フェルールとプッシュプル機構を使用して嵌合するスナップイン構造を採用しています。SC は TIA-604-3(FOCIS-3)で規定されており、単芯または 2 芯タイプがあります。挿入損失性能に優れ、素早い実装が可能であることから、1990 年代まで最も幅広く使用されてきました。現在も、単芯および 2 芯アプリケーションにおいて、2 番目に広く使用される光ファイバー・コネクターです。

角形のプラスチック製 SC とは異なり、丸型ネジ締め方式コネクターの FC(フェルール・コネクター)は、セラミックス・フェルールの周りにステンレス鋼ハウジングを備えています。TIA-604-4 (FOCIS-4) で規定される FC はアライメント・キーを使用しており、ねじ締め方式でしっかりと固定できるため、高振動環境での使用に適しています。この数年間、最も人気が高かったシングルモード・コネクターでしたが、コストが高いため、現在ではこれに代わって他のコネクター・タイプが広く使用されています。

TIA-604-2 (FOCIS-2) で規定される ST コネクター・タイプは、1980 年代後半に AT&T 社により開発されました。このばね式コネクターは、形状は FC と非常に似ていますが、ネジ締め方式ではなく、バヨネット締結型です。This quick connecting bayonet design originally made ST connectors popular for campus, enterprise and military multimode networks, but because it does not support an angled polish (i.e., APC) preferred for today’s telco and FTTX singlemode deployments (you can read more about that here), its use has declined considerably over the past decade.

スモール・フォーム・ファクター

1990 年代後半になると、高密度環境に対応した SFF(スモール・フォーム・ファクター)コネクターに対する需要が増加しました。小型の低損失コネクターを求める通信回線の顧客向けに Lucent Technologies 社が開発した LC コネクターは、最も広く使用されている SFF コネクターです。Lucent 社のライセンス料が高額であったため、当初すぐには普及しませんでしたが、フェルール径が 1.25mm であること(SC、ST および FC コネクターの 2 分の 1)、低挿入損失性能、全体的な信頼性の高さにより、現在最も人気のあるコネクター・タイプになっています。RJ45 メタル線コネクターと同様に、LC はラッチ構造になっているためしっかりと装着でき、外れることはありません。こういった構造と小型化により、高密度ネットワークに適しています。また、成端作業も簡単に行え、単芯と 2 芯タイプ、シングルモード(APC または UPC)およびマルチモードがあります。LC は TIA-604-10 (FOCIS-10) で規定されています。

日本で多く使用されている MU など、1.25mm コネクターは他にもありますが、LC コネクターはネットワーク機器に広く使用されていることもあり(Cisco SFP トランシーバーはすべて LC 型です)、シングルモードとマルチモード両方の実装で LC コネクターが主流になっています。2 芯マルチモードの実装において LC コネクターと対抗する唯一の SFF コネクターは MT-RJ コネクターです。TIA-604-12 (FOCIS 12) で規定される MT-RJ は、AMP 社によって開発された安価な 2 芯マルチモード・コネクターです。プラスティック・フェルールはファイバー 2 芯に対応し、ピンを使って位置を合わせます。この構造では、セラミックス・フェルールと同等の篏合品質を得ることができないため、LC よりも挿入損失が大きくなります。また、MT-RJ の位置合せピンは、LC と比べてクリーニングが難しいため、機器メーカーにあまり支持されませんでした。

マルチファイバーによる高速化(高密度化)

おそらく、今日よく耳にする光ファイバー・コネクターは、高速マルチファイバー・アプリケーション(4 芯で 10 または 25 Gbps の伝送、あるいは 4 芯で 10 または 25 Gbps の受信を実現する 8 ファイバー 40 および 100 Gig アプリケーションなど)に対応した MPO(マルチファイバー・プッシュ・オン)コネクターです。小型で管理が容易な MPO は、バックボーンの 2 芯アプリケーションでもよく使用されます。このアプリケーションでは、MPO は、カセットやファンアウト・アセンブリーを使って LC または SC などの 2 芯コネクター・タイプに分けられます。

MPO は TIA-604-5 (FOCIS 5) で規定されており、商標名である MTP と呼ばれることもあります。8~72 本のファイバーを接続でき、今日のマルチファイバー・アプリケーションでは、8 または 12 ファイバー・アレイが最も一般的す。嵌合時のファイバー端面アライメントを確保するために、MPO コネクターはオス(ピンあり)またはメス(ピンなし)のいずれかになっています。MPO コネクターはマルチファイバー・ピン構造であるため、伝送側のファイバーがもう一端の受信側ファイバーと揃うように適切に配置する必要があります。このため、ファイバー位置 1 を示すために、MPO コネクターに上側にはキー、側面には白い点が付けられています。You can learn more by visiting our MPO Learn About.

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