CodingBox ドキュメント

リンクの能動端としてのトランシーバー：ファイバーに合わせたモジュール選び

すべての光ファイバーリンクはトランシーバーで終端し、ほとんどのリンクには他に能動要素がありません。モジュールは、送出パワー、波長、受信器の感度と過入力、配線盤のコネクターを決定し、さらにそのメモリを通じて、ホストがそもそもそのモジュールを受け入れるかどうかも決めます。したがって、光ファイバーに対してどのモジュールを選ぶかは、もっとも頻繁に生じる能動インフラの判断です。このページでは、この判断のうち光ファイバー側に関わる部分をトランシーバーのカテゴリーに結び付けます。モジュールがガラスの末端で何を行うか、光ファイバーの種類・距離・コネクターにどう合わせるか、データシートからバジェットをどう読み取るか、モジュールと設備の間で何が問題になり得るか、そして診断機能がモジュールをリンク内蔵の測定器へと変える仕組みについてです。

モジュールが光ファイバーの末端で行うこと

機能モジュールの部位リンクに対して決定する事項
電気から光へレーザー（VCSEL、FP、DFB、EML、波長可変）とドライバー送出パワー、波長、スペクトル幅。これによりバジェットと分散ペナルティが決まる（レーザー）
光から電気へフォトダイオード（PIN または APD）、トランスインピーダンスアンプ受信感度と過入力（受信器）
再タイミングと等化PAM4 モジュールおよびコヒーレントモジュールにおける CDR、DSP、FEC分散、PMD、ノイズに対する許容度（変調と DSP、CDR）
診断監視用フォトダイオード、センサー、DDM テーブルリンク内蔵のパワーメーター（DDM の基礎）
識別と管理I²C または MDIO 経由の EEPROM、400G 以上での CMIS ステートマシンホストがモジュールを受け入れるかどうか、どう設定するか（ホストの初期化）
光インターフェースフェルールスタブまたはレンズアレイを備えた LC または MPO レセプタクル。UPC または APC設備側がどのパッチコードと極性を用意すべきか（コネクターと光ファイバーの種類）

光ファイバーと距離に応じたモジュール選び

設備モジュールファミリー波長とレーザーコネクター伝送距離とバジェット
OM3/OM4 マルチモード、≤ 100–400 mSR（10/25G）、SR4/SR8（40–400G）、SWDM/BiDi-SR850 nm VCSEL（OM5 上の SWDM は 850–953 nm）LC 二重；パラレルは MPO-12/1610G：OM3 で 300 m、OM4 で 400 m；100G SR4：70/100 m；バジェット 1.9–2.6 dB
OM1/OM2 旧世代マルチモード1000BASE-SX；制限付きの 10G SR；モード調整コード使用時の 1000BASE-LX850 または 1310 nmLC10G SR：OM1 で 33 m、OM2 で 82 m（伝送距離表）
シングルモード、≤ 500 m～2 km400G DR4（500 m）、FR4/FR（2 km）、10G LR-lite1310 nm DFB、PAM4MPO-12 APC（DR4）、LCバジェット 3–4 dB
シングルモード、≤ 10 kmLR、LR4、LR81310 nm DFB、または CWDM4/LAN-WDM レーンLC 二重 UPC6.2 dB（10G LR）、6.3 dB（100G LR4）
シングルモード、20–40 kmER、ER41550 nm EML、または高出力の 1310 レーンLC11–18 dB；短距離リンクではアッテネーターが必要
シングルモード、80 km10G ZR；400G コヒーレント ZR1550 nm EML；コヒーレント波長可変LC23–24 dB；ZR：未増幅で 40 km、増幅で 120 km（コヒーレント長距離伝送）
2本の代わりに1本の光ファイバーBiDi ペア1270/1330、1310/1490、1310/1550、1490/1550 nmLC 単心伝送距離は二重方式と同じ；モジュールは対で使用する必要あり
合波器を介した CWDM または DWDM色付きモジュールまたは波長可変モジュール1271–1611 nm の CWDM グリッド；C バンド DWDM 50/100 GHzLC合波器経由で 20–30 dB のバジェット（CWDM トランシーバー、波長可変トランシーバー）
PON の光配線網クラス B+/C+/N1/E1 の OLT モジュール、ONU スティック1490/1310（GPON）、1577/1270 nm（XGS-PON）、バーストモード受信器OLT 側は SC レセプタクル；ODN 内は SC/APCクラス別バジェット 28–35 dB（PON の光モジュール）
ラック内、≤ 3–7 m；最大 100 mDAC 銅線；AOCなし；VCSEL 内蔵一体型設備そのものが不要（銅線と DAC）

送出パワーと受信感度を含む PMD の全一覧：イーサネット PMD リファレンス。

モジュール側から見たバジェット

パラメーター確認場所標準的な値用途
最小・最大送信パワーデータシート；DDM のリアルタイム値LR：−8.2 … +0.5 dBm；ER：−4.7 … +4 dBm；ZR：0 … +4 dBmバジェットの起点；過入力の確認
受信感度データシート（規定 BER にて、FEC 有無別）LR：−14.4 dBm；ER：−15.8 dBm；ZR：−23 dBm；PON C+：−30 dBmバジェットの終点
受信器の過入力データシートPIN で +0.5 … +3 dBm；一部の APD 型 ER/ZR で −7 … −9 dBm短距離リンクの落とし穴
分散許容量データシート10G LR は 100–200 ps/nm？ いいえ、伝送距離として規定される；ER は 800 ps/nm；ZR は 1 600 ps/nm；コヒーレントは数千旧式または非標準の光ファイバーでの伝送距離（光ファイバー特性評価）
ホストに必要な FECPMD 条項25G/100G SR/DR/FR、400G、コヒーレントでは RS-FEC が必須；LR4 ではオプション適切な FEC がないリンクにはマージンがない（FEC とオートネゴシエーション）
波長またはチャネルEEPROM（公称波長、DWDM チャネル、波長可変範囲）1310、1550、CWDM 20 nm、DWDM 50/100 GHz合波器、BiDi 相手側、PON 方式と一致させる必要あり
光ファイバー種別と長さの定格EEPROM 内の SMF、OM1–OM4 の長さフィールド例：SMF 10 km、OM3 300 m設備との整合性を確認する最初のチェック（メモリマップ）

バジェットの計算例、ペナルティ、マージンの方針：リンクバジェット設計。データシートから数値を読み取る方法：データシートの読み方。

モジュール側のコネクター、研磨、極性

モジュールのレセプタクルモジュールへのパッチコードルール
LC 二重、UPC（ほぼすべての SFP/QSFP-LR/ER/ZR）LC/UPCAPC フェルールを UPC レセプタクルに挿してはならない（損失と損傷の原因）。APC と UPC の変換は、配線盤でハイブリッドパッチコードを使って行う
LC 単心（BiDi）LC/UPC 単心光ファイバー1本；一方のモジュールの Tx 波長は、もう一方の Rx 波長と一致
MPO-12/16、UPC（マルチモード SR4/SR8）MPO/UPC、パラレル光学系では極性 B タイプキー上向き／下向きとピンのオス・メスはデータシートに従う（ブレークアウトと MPO 配線）
MPO-12 APC（シングルモード DR4/DR8）MPO/APC（緑）シングルモードのパラレル光学系では APC がデフォルト
SC（PON の OLT モジュール）モジュール側は SC/UPC、ODN 内は SC/APCODN は ORL ≥ 32 dB を得るため APC（反射と反射減衰量）
防塵キャップ—コードを挿していないレセプタクルには必ず装着する。レセプタクルも他の端面と同様に検査する（端面の検査と清掃）

ホストとの互換性

設備はモジュールの製造元を気にしませんが、ホストは気にします。EEPROM 内のベンダーコーディング、速度と FEC の設定、オートネゴシエーション、CMIS の起動処理が、良好なモジュールが良好な光ファイバー上でトラフィックを流せるかどうかを決めます。この点については、トランシーバーのカテゴリーで詳しく扱っています。ベンダーロック、サードパーティ製光モジュール、光モジュールの検証、ポート設定のレシピ、CMIS の問題。

リンクの測定器としてのモジュール

DDM の値リンクについて分かること詳細
Tx パワー実際に光ファイバーへ入るパワー。データシートの範囲と比較するパラメーター
Rx パワー到達するパワー。遠端 Tx から近端 Rx を引いた値が設備損失Rx パワーとリンクバジェット
レーザーバイアス電流一定の Tx パワーで上昇する場合、レーザーの経年劣化を示すTx バイアス電流とレーザーの経年劣化
温度、電圧ホストの冷却状態と電源品質温度と電圧
アラームと警告のしきい値モジュール自身が持つ限界値。ホストがアラームに使用しきい値とアラーム
VDM（400G 以上、コヒーレント）FEC 前の BER、波長分散、DGD、OSNR（DSP から見た光ファイバーの状態）VDM と FEC 指標
精度規格値は ±3 dB、典型的な絶対精度は ±1–2 dB；相対精度は ±0.1 dB。トレンド把握には適するが、認証用途には向かない精度と限界

モジュールと設備の間でよくある不整合

不整合症状対処法
SR（850 nm）モジュールをシングルモード光ファイバーで使用リンクが確立しない、または数メートルの範囲でしか確立しないLR モジュール、または適切な光ファイバーに変更
LR（1310 nm）モジュールをマルチモード光ファイバーで使用短距離では動作するが、モードノイズと CRC エラーが発生SR モジュール；1000BASE-LX のみモード調整パッチコードで対応可
10G SR を OM1/OM2 で 33/82 m を超えて使用リンクフラッピング、エラーOM3/OM4、またはシングルモード LR に変更
UPC コードを APC 設備に接続、またはその逆3–5 dB の損失、反射、端面の損傷ハイブリッドコードを使用し、研磨方式を一致させる（物理的な不整合）
両端で同じ Tx 波長の BiDi モジュールを使用リンクが確立しない1270 と 1330、または 1310 と 1490 を組み合わせる
DWDM モジュールが異なるチャネルを使用パワーは正常だがリンクが確立しない同じチャネルに合わせるか、チューニングする（波長可変トランシーバー）
ER または ZR を 2 km のリンクで使用受信器の過入力、高パワーによるエラー5–10 dB のアッテネーターを追加
ホスト側の速度または FEC の不一致モジュールは認識されるがリンクが確立しないPMD に応じて速度と FEC を設定（速度とレートの問題）
MPO の極性誤り一部のレーンが不通、他は正常B タイプのコードを使用し、ピンのオス・メスを確認
PON の OLT クラスが ODN 損失に対して不足遠端の ONU が切断されるクラス C+ に変更、または分岐数を減らす（PON の問題）
商用温度モジュールを屋外キャビネットで使用温度アラーム、夏季のレーザードリフト産業用（I-temp）モジュールに変更（温度グレード）

ライフサイクルと環境

側面指針
温度グレード屋内ラックは C-temp（0 … +70 °C）；屋外キャビネット、局舎、電柱は I-temp（−40 … +85 °C）
電力クラス400G 以上のモジュールは 8–25 W を消費。ホスト側のケージと気流がこれに対応している必要あり（電力と消費）
経年劣化レーザーは 10–20 年。交換の判断基準は使用年数ではなく、バイアス電流の上昇やパワーの低下
世代交代プラガブルモジュールは速度の段階が上がるたびに 5–7 年で更新。光ファイバーはそのまま使い続ける
予備品型式ごとに 5–10 %。ベンチで試験し、防塵キャップを付けた状態で静電気防止袋に保管（安全対策と取り扱い）

CodingBox では

CodingBox は、モジュールが設備に接続される前に、その識別情報、波長、コネクターコード、光ファイバー長の定格、リアルタイムの DDM を読み取ります。これにより、上の対応表を手元のモジュールと照らし合わせて確認できます。LR か SR か、1310 か 1550 か、UPC LC か APC MPO か、必要な距離に対応しているか、規定のクラス内で送信しているか、そしてそのコーディングがホストの要件を満たすかどうかです（Check transceiver、Code database、アプリ内の DDM）。

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