挿入損失の課題とは

2020 年 1 月 30 日/一般

設計段階で挿入損失を慎重に計算し、取り付け後に永続リンクのテストに合格し、チャンネルがライブになった後にパフォーマンスの低下に直面したことはありますか?

この時点では、損失バジェットはアプリケーションに基づいており、トランスミッタの経年変化や汚れた接続を考慮して、チャネル内のすべてのコンポーネントの損失を合計することで算出されていることはご存知のはずです(ブログを読む)。そして、永続リンクとチャンネルのテスト間の相違も理解されていると思います(ブログを読む

ただし、永続リンクを取り付け、テスト、認定した後、何が損失に影響するか常にわかっているわけではありません。そのため、損失の計算方法と最終的な永続リンクテストの結果を記録して文書化し、取り付けとテストの完了後に損失とパフォーマンスへの影響を把握することが不可欠です。

クイックリフレッシャー

設計段階で損失バジェットを計算する場合、まずIEEE規格で指定されている特定のアプリケーションの損失限度を知る必要があります。次に、ファイバー、コネクタ、スプライシング、スプリッター、カプラなど、リンク内のすべてのコンポーネントを考慮する必要があります。コネクタの場合、これは製造元が指定した損失を含めることを意味します(通常0.2〜0.5dB)。 スプリッターの場合、損失は出力の数によって異なります。たとえば、1:16スプリッターの一般的な損失はポートあたり 12dB であり、1:32スプリッターの一般的な損失はポートあたり 15dB です。スプライスの場合は 0.1dB と低損失ですが、業界規格では最大値を 0.3dB に規定しています。スプライスの質は技術者の能力によってばらつきがあるため、この値は損失バジェットの算出に役立ちます。

挿入損失は長さに直接関係するため、リンク内のケーブルの長さもバジェットに含める必要があります。たとえば、レーザー用に最適化された OM4 マルチモード・ケーブルの伝送損失は、850nm 波長で 3dB/km です。この値は 0.003dB/m に相当します。つまり、ケーブルの長さが 50 メートルの場合、損失は約 0.15dB、100 メートルでは 0.3dB になります。

送信機と受信機の違いに基づいて、機器メーカーの仕様ごとに機器を考慮する必要があります。また、送信機の経年変化による伝搬損失の発生にも考慮して、余裕を持った算出が必要になります。

損失を計算し、フルーク・ネットワークスの SimpliFiber®Pro などの光源とパワーメーターまたはフルーク・ネットワークスの CertiFiber®Pro などの光損失テストセット(OLTS)を使用してテストを行う準備が整ったら、エンドツーエンドチャネル全体または永続リンクのテスト対象を理解する必要があります。合格しやすいという理由でチャネルテストを好む人もいますが、永続リンクはネットワークの真の基礎であるため、テストする必要があります。パッチコードと機器は頻繁に移動されるため、チャネルをテストすると、検出されない可能性のある基礎の問題を見逃す可能性があります。

次のステップは?

永続リンクを適切に計算し、テストに合格した場合、チャネルは正常で機能していると考える人がいるかも知れません。しかし、10 Gigから40 Gigに移行するなど、顧客がより高速のネットワークに移行することに決めると、どうなるでしょうか。 または、クロスコネクトを実装して、さらに接続を追加すると、どうなりますか?または、中間にあるスイッチを取り外し、2 つの永続リンクを 1 つの長いリンクに結合すると、どうなりますか?または、移動、追加、変更中にファイバーの端面をきれいに保つことができなかった場合はどうなりますか?リンクを既に取り付けてテストした後、ネットワークが正常に機能しない理由がここにあります。

まず、アプリケーションごとに損失制限は異なります。顧客が、損失制限の厳しい高速ネットワークにリンクを移行することを計画している場合、設計段階での計算には速度制限を考慮する必要があります。顧客が高速ネットワークに移行する予定がないと断言する場合でも、最終的にこの決断を変更する場合があります。たとえば、10 Gig オーバー マルチモード(10GBASE-SR)を実行するシステムを設計する場合、最大チャネル挿入損失は 400 m の OM4 マルチモードで 2.9dB です。ただし、顧客が40 Gigマルチモードシステム(40GBASE-SR4)にアップグレードすることを決定した場合、最大チャネル挿入損失は 150 m の OM4 で 1.5dB です。システムがわずか 10 Gig 向けに設計および実装されている場合、計画外のアップグレードによってどのように問題が起こるかは簡単にわかります。そのため、現在と将来の両方で、損失バジェットを決定するために、どのアプリケーションが使用されるかについて、あなたと顧客が事前に同意することが不可欠です。

次に、顧客が、管理目的でスイッチの設置場所にクロスコネクトを展開するため、別のパッチパネルを追加することを決定したとしましょう。相互接続だけでリンクを計算、取り付け、テストした後に、顧客がパッチパネルを追加する場合、本質的に別の接続ポイントと追加の損失が追加されます。これは軽微な変更のように思えますが、挿入損失の制限が厳しい場合に、別の接続に 0.2dB を追加すると制限を超えてしまい、パフォーマンスの問題が発生する可能性があります。

挿入損失テストに合格した2つの永続リンクを接続すれば、制限を超えないように思えますが、必ずしもそうではありません。データセンター内で、コアスイッチのパッチパネルから中間スイッチのパッチパネルへの永続リンクと、そこからサーバーキャビネット内にあるアクセススイッチのパッチパネルへの別の永続リンクを取り付けてテストするとします。中間スイッチが削除され、2つの永続リンクが1つになると、別の接続ポイントとケーブル長が追加され、制限を超える可能性があります。

そして、ファイバー端面のクリーン度が問題になります。顧客がファイバーポートに対して複数回にわたる移動、追加、変更、または改ざんを行い、端面を適切にクリーニングして検査しない場合、取り付け時にクリーンだったポートが汚れてチャネルに損失をもたらす可能性があります。

最善の対策

顧客に満足してもらい、高性能なネットワークを提供することが望ましいですが、予想外の再作業は回避したいものです。

損失バジェットの計算には、アプリケーション(計画および将来の両方)、ファイバー長、接続数、特定のベンダーが指定したコンポーネントの損失、および少しの基本的な計算だけが必要になります。ケーブルベンダーが、コンポーネントの損失計算機を提供している場合もあります。実際、フルーク・ネットワークスの CertiFiber®Pro OLTS(Versiv™ ケーブル配線認証システムの一部)および LinkWare™Live クラウドサービスには、低損失および超低損失ファイバコンポーネント向けに CommScopeのSYSTIMAX® リンク損失計算機もテスターに組み込まれています。

ケーブルプラントを設置して挿入損失のテストを行ったら、顧客がテスト対象、結果、マージン、高速ネットワークへの移行、接続ポイントの追加、または将来に発生する端面の汚れによる影響を正確に把握していることを確認してください。また、何らかの変更が加えられた場合、顧客が取り付けおよび挿入損失のテストで問題が発生したと苦情を述べていることを必ず文書化してください。ケーブル配線の認定は、立証責任なしでは無効です。結果(および使用したテストパラメーター)を文書化するには、LinkWare™Live などのサービスを使用してテスト結果をアップロード、管理、アーカイブするのが最善の方法です。