シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの比較は、光通信業界で注目されている話題です。では、シングルモードSFPとマルチモードSFPについてはどうでしょうか？ シングルモードSFPとマルチモードSFPとは何ですか？ この2つをどのように見分ければよいのでしょうか？シングルモードSFPをマルチモードファイバーで使用したり、その逆に使用したりすることは可能でしょうか？この記事で答えをご確認ください。 

シングルモードSFPとマルチモードSFPの意味

シングルモードSFPとマルチモードSFPは、2種類のSFPトランシーバーです 対応する光ファイバーケーブル別のタイプ分類。SMFとは、OS2ファイバーなどのシングルモードファイバーで使用されるSFPを指します。SMFは1310nmおよび1550nmの波長で動作し、実際には1310nmを超える波長をシングルモード波長と見なすことができます。10kmを超える伝送距離に適しています。一般的なSMFのタイプは1000base-LXです。

マルチモードSFP (MMF)とは、OM2やOM3ファイバーなどのマルチモード光ファイバーパッチケーブルと併用するSFP光モジュールを意味します。MMFは850nmの波長で動作し、550m未満の距離に適しています。一般的なmmfのタイプは1000base-SXです。

smf SFPとmmf SFPの主な違いは次のとおりです。

シングルモードSFPとマルチモードSFPの違い

シングルモードSFPとマルチモードSFPはいずれもコンパクトです スモールフォームファクタ・プラガブル ものです。一見すると、両者は非常によく似ています。では、シングルモードSFPとマルチモードSFPをどのように見分ければよいのでしょうか？ここでは、いくつかのポイントをご紹介します。

外観識別 - シングルモードSFPとマルチモードSFPの比較 カラーコーディング

シングルモードSFPとマルチモードSFPは、異なる色のベールクラスプで色分けされています。色分けの規則はベンダー間で完全に統一されているわけではありませんが、一般的にマルチモードSFPのベールクラスプは黒色で、マルチモードSFP とともに使用される光ファイバーパッチケーブルは通常、オレンジ色（OM1/OM2）、アクアグリーン（OM3/OM4）、緑色（OM5）です。

図1：黒色で色分けされたベールクラスプ1G SFPはマルチモードSFPで、オレンジ色のOM1/OM2マルチモード光ファイバーパッチケーブル、およびOM3、OM4では アクアグリーン, または OM5で 緑色。

シングルモードSFPベイルクラスプの最も一般的な色は青ですが、黄色、赤などもあります。シングルモード光モジュールと併用される光ファイバージャンパーは、一般的に黄色です。

図2：青/黄/赤で色分けされたベールクラスプ1G SFPはシングルモードSFPで、多くの場合、黄色のシングルモード光ファイバーパッチケーブルと組み合わせて使用されます。

内部コンポーネントの識別 - シングルモードSFPとマルチモードSFPの比較 トランスミッター

光モジュールは主に、光電子デバイス、機能回路、光インターフェースの3つの部分で構成されています。送信機と受信機は光電子デバイスの2つの部分であり、そのうち送信機はSFPモジュールの中核部品です。

VCSELレーザーは、短距離光ファイバー伝送用のマルチモード光モジュール送信機として最も一般的に使用されています。また、FP (Fabry-Perot)またはDFB（Distributed Feedback）レーザーは、通常、中長距離伝送用のシングルモード光モジュールで使用されます。VSCELレーザーは、製造工程全体をテストできるため、生産プロセスにおいて優位性があります。FPレーザーとDFBレーザーの違いは、主に半導体材料と共振器構造にあります。

DFBは製造コストが高く、高速かつ長距離伝送向けに設計されています。

以下は、さまざまな伝送用途向けに異なる送信機を搭載した、QSFPTEK製SFPモジュールの例です。

• Cisco SFP-10G-SR 互換10GBASE-SR SFP+には、 VCSEL 最大300mの短距離伝送用トランスミッター。

• Cisco GLC-LH-SM 互換性のある1000BASE-LX/LH SFPは、最大10kmの長距離伝送に対応するFPトランスミッターを搭載しています。

• Cisco QSFP-40G-LR4 互換40GBASE-LR4 QSFP+には、最大10kmの長距離伝送に対応するDFBトランスミッターが搭載されています。

• Cisco QSFP-100G-ZR4-S Compatible 100GBASE-ZR4 QSFP28は、最大80kmの長距離伝送に対応するEMLトランスミッターを搭載しています。

仕様 & 機能

シングルモードSFPとマルチモードSFPの比較 波長

マルチモードSFPの最も一般的な中心波長は、短距離伝送用の850nmです。また、中距離（標準的には2km）用途向けに設計された一部のSFPでは、1310nmの波長が使用されます。シングルモード光モジュールは、動作中心波長範囲がより柔軟で、一般的には1310nmおよび1550nmです。

シングルモードSFPとマルチモードSFPの比較 距離

SFPモジュールの用途は、その動作波長に関連しています。 上記のように、マルチモードSFPは主に850nmの波長で動作し、短距離伝送に最適です。ただし、850nm波長のMMF SFPモジュールの最大距離はデータレートによって異なり、100m（例：Cisco Compatible SFP-25G-SR-S, QSFP-100G-SR4-S）、150m（例：Cisco互換 QSFP-40G-SR4）、300m（Cisco互換など SFP-10G-SR）、550m（例：Cisco互換 MGBSX1). さらに、1310nmの波長で動作する一部のマルチモードSFPは、最大20kmまでデータを伝送できます。

シングルモードSFPは、伝送距離によって10km、20km、40km、80km、100km、120kmなどに分類できます。10G SFP+を例にすると、Cisco互換 SFP-10G-LR 1310nmでは10km用、Cisco互換 SFP-10G-ER 1550nmでは40km用で、Cisco互換です SFP-10G-ZR 1550nmでは80km用です。モデル名から最大距離を判別できます。

シングルモードSFPとマルチモードSFPの価格比較

一般に、シングルモードSFPはマルチモードSFPよりも高価です。製造コストが異なり、その主な要因はトランスミッターです。VSCELトランスミッターを搭載したマルチモードSFPは、FP/DFBまたはEMLレーザーを搭載したシングルモードSFPよりも安価です。シングルモードSFPとマルチモードSFPの価格は、QSFPTEK Websiteで確認できます。

シングルモード対マルチモードSFPの注目トピックに関する議論

以前、シングルモードSFPとマルチモードSFPの違いは、SFPと組み合わせて使用するシングルモードまたはマルチモードの光ファイバーケーブルを指すと説明しました。著者は、相互接続に関する疑問が一部のフォーラムで活発な議論を巻き起こしていることに気づきました–シングルモードSFPはマルチモードファイバーで動作するのでしょうか？マルチモードSFPでシングルモードファイバーを使用できるのでしょうか？以下の段落では、このトピックに関する著者の見解を説明します。

マルチモードファイバーを使用したシングルモードSFP

シングルモード SFP をマルチモードケーブルで使用できますか？私の答えは「はい」です。シングルモード SFP は、100 メートル以内の短距離伝送でマルチモードファイバーと動作します。ただし、これは最後の手段としての解決策と考えるべきです。

原則として、実現可能です。この点を理解するには、シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの違いを掘り下げる必要があります。

まず、シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの光源を特定します。マルチモードファイバーを使用するインターフェースでは一般にLEDを光源として使用し、一方でシングルモードファイバーを使用するインターフェースではレーザーを光源として使用します。

次に、シングルモード光ファイバーとマルチモード光ファイバーのコア径を区別します。シングルモード光ファイバーのコアは非常に細く - 9um/7um/5um、一方、マルチモード光ファイバーのコアは太く - 62.5um (OM1)/50um (OM2/OM3/OM4/OM5) です。 

第三に、以下の伝送モードについて理解する シングルモードファイバーとマルチモードファイバーの比較. シングルモードファイバーの伝送モードでは、光はファイバーコアの軸に沿って進むため、分散と電力損失を回避できます。マルチモードファイバーの伝送モードは屈折です。光信号はファイバーコアの境界面で連続的に反射されるため、多くの分散が生じ、光エネルギーが浪費されます。

マルチモードパッチケーブルのファイバーコア径は広いため、光源をこの非常に広いファイバーコアに接続できるように設計されていますが、マルチモードファイバーの伝送方式により伝送距離は長くありません。

実際の使用状況については、当社の専門家がラボで該当するテストを実施しました。使用した製品構成は、2× Cisco GLC-LH-SM Compatible 1000BASE-LX/LH SFP、1× 100m OM3 MMF fiber patch cable、および2× Cisco SG110 gigabit switchです。その結果、短距離伝送では、マルチモードファイバーでシングルモードSFPを使用することが実際に可能であることが示されました。ただし、マルチモードファイバーの特性上、長距離用途の伝送にこの方法を使用することは推奨されません。実際の状況に基づいて判断する必要があります。Spiceworksコミュニティの他のユーザーからは、電力損失、CRCエラー、リンクフラッピングなどの実際のフィードバックが寄せられています。一刻を争うほど緊急の状況であれば、試してみることはできます。短期的な緊急対応には役立つ可能性があります。

シングルモードファイバーを使用するマルチモードSFP

マルチモードトランシーバーをシングルモードファイバーで使用できますか？ 私の答えは–可能ではありますが、推奨はしません。マルチモードSFPをシングルモードファイバーに接続すると緑色のライトが点灯することは確認できますが、技術的にはいくつかの問題があります。

上記で述べたように、シングルモードパッチケーブルのファイバーコア径は非常に狭いです。さらに、 マルチモードモジュールのLED光源は非常に拡散性が高くなっています。そのため、マルチモードSFPでシングルモードファイバーを使用すると、LEDから放射された信号の一部しか、細いシングルモードファイバーのコアに入りません。また、シングルモードファイバーのコアに入る際に、大きな信号損失や減衰、深刻なモード分散も発生します。

これが、そうすることをお勧めしない理由です。不規則な使用には常にリスクが伴い、予期せぬ障害につながる可能性があります。特にSMB、企業、データセンターでの商用利用において、リンクがいつ切れるか分からないという不安を毎日抱えて過ごしたくはないはずです。マルチモードSFPとシングルモードファイバーを相互接続する必要がある場合は、モード調整パッチケーブル、またはシングルモードからマルチモードへのメディアコンバーターを使用する方が安全です。

結論

シングルモードSFPとマルチモードSFPとは、組み合わせて使用する光ファイバーケーブルによって分類されるSFPモジュールの種類を指します。シングルモードSFPとマルチモードSFPを識別するにはどうすればよいでしょうか？簡単かつ迅速な方法は、SFPモジュールのクラスプの色を見分けることです。黒色に色分けされたベールクラスプを備えるSFPはマルチモードSFPを表し、青色、黄色、赤色のSFPベールクラスプはシングルモードSFPを表します。この2種類のSFPモジュールには、ほかにも送信機の種類、動作中心波長、最大伝送距離、シングルモードSFPとマルチモードSFPの価格などの大きな違いがあります。シングルモードSFPとマルチモードファイバーの混在使用については、緊急時の使用は可能ですが、信頼性はありません。マルチモードSFPをシングルモードファイバーと組み合わせて使用することは、原理および技術上の問題があるため、避けてください。最後に、最高の接続性能を実現するため、シングルモードSFPにはOS2ファイバーを、マルチモードSFPにはOM2/OM3ファイバーを使用することを著者は強く推奨します。