尖ったはなし_大LT2023春 in Aizu

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June 14, 23

ネットワーク光ファイバ

スライド概要

ネットワークの通信ケーブルとして使用される光ファイバのお話です。
※2023年5月14日（日）に開催された会津大学公認の技術系サークルZli（ジライ）主催の「大LT 2023 春 in Aizu」でのLT資料です。

Ｊストリーム（for Engineer）

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1997年の設立以来、動画配信を主軸に事業展開。コーポレートメッセージ「もっと素敵な伝え方を。」を掲げ、テクノロジーを通じて世の中のコミュニケーションをよりよくすることを目指しています。自社で保有･運営する独自のコンテンツ配信ネットワーク（CDN=Content Delivery Network）を活用した動画配信に加え、長年のノウハウを活かした動画の企画・制作・運用やWebサイト制作、システム開発、動画広告による収益化支援まで総合的なサービスとソリューションを提供。取引実績はメディア、大手企業をはじめ年間1,200社・10,000案件以上です。手がける技術領域は、ネットワークの物理層からアプリケーション層にわたり、日本屈指の大規模配信や最先端案件の実績も多数あります。エンジニア向けオウンドサイト「Voice」公開中！　https://voice.stream.co.jp/

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各ページのテキスト

Zli 大LT 2023 春 in Aizu 尖ったはなし株式会社 Jストリームネットワークインフラ部テックリード H. I. 2023-05-14

自己紹介株式会社Jストリームネットワークインフラ部テックリード H. I. • 2020年度入社、新卒4年目 • I am ネットワークエンジニア - お仕事では、Jストリームの配信基盤となる - 普段コーディングはあんまりしない - PHP + Laravel チョットデキルちょっとできる • プライベートでもネットワーク触ってる - エンタープライズ機器をおうちに置いて - イベントのネットワークスタッフとして ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 9

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自己紹介株式会社Jストリームネットワークインフラ部テックリード H. I. • 2020年度入社、新卒4年目 • I am ネットワークエンジニア - お仕事では、Jストリームの配信基盤となるNW機器・サーバの面倒を見てる - 普段コーディングはあんまりしない - PHP + Laravel チョットデキルちょっとできる • プライベートでもネットワーク触ってる - エンタープライズ機器をおうちに置いて - イベントのネットワークスタッフとして ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 10

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自己紹介株式会社Jストリームネットワークインフラ部テックリード H. I. • 2020年度入社、新卒4年目 • I am ネットワークエンジニア - お仕事では、Jストリームの配信基盤となるNW機器・サーバの面倒を見てる - 普段コーディングはあんまりしない - PHP + Laravel チョットデキルちょっとできる • プライベートでもネットワーク触ってる - エンタープライズ機器をおうちに置いてキャッキャウフフする人 - イベントのネットワークスタッフとして参加したりする ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 11

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光ファイバとは光ファイバ透明度の高い石英ガラスやプラスチックなどで作られる、光信号の伝送路屈折率の高いコアを屈折率の低いクラッドで覆うことで、光を遠くまで伝えることが出来る直径約125μm ※ 人間の髪の毛が約100μm 直径約9〜50μm cf: 屈折率の違いにより発生する全反射浅い角度でコアに光を入れると、ケーブル内を全反射して遠くまで光が届く仕組み ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 16

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光ファイバの用途・メリット光ファイバは主にネットワーク領域におけるデータ通信に利用される一般の家庭で利用されるLANケーブル（UTP: Unshield Twisted Pair ケーブル）と用途は同じ UTPケーブル光ファイバ材質：メタル信号：電気信号伝達速度：遅い電磁ノイズ耐性：弱い材質：石英ガラス・プラスチック信号：光信号伝達速度：早い電磁ノイズ耐性：強い →伝送距離が短い →通信帯域が狭い（通信が遅い） →伝送距離が長い →通信帯域が広い（通信が早い） ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 17

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光ファイバの用途・メリット光ファイバは主にネットワーク領域におけるデータ通信に利用される一般の家庭で利用されるLANケーブル（UTP: Unshield Twisted Pair ケーブル）と用途は同じ光ファイバ UTPケーブル材質：メタル信号：電気信号伝達速度：遅い電磁ノイズ耐性：弱い材質：石英ガラス・プラスチック信号：光信号伝達速度：早い電磁ノイズ耐性：強い →伝送距離が短い →通信帯域が狭い（通信が遅い） →伝送距離が長い →通信帯域が広い（通信が早い）問題：光ファイバの通信帯域はどれぐらいでしょうか？ a. 10Gbps b. 100Gbps c. 400Gbps d. 1Tbps ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 18

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光トランシーバ（光信号）の種類光トランシーバ種類通信速度 SFPスロット利用するケーブル 1G-SX / 1G-LX 1Gbps SFP 2芯MMF / 2芯SMF 550m / 10km 10G-SR / 10G-LR 10Gbps SFP+ 2芯MMF / 2芯SMF 300m / 10km 25G-SR / 25G-LR 25Gbps SFP28 2芯MMF / 2芯SMF 100m / 10km 50G-SR / 50G-LR 50Gbps SFP56 2芯MMF / 2芯SMF 100m / 10km 40G-SR4 / 40G-LR4 40Gbps QSFP+ 8芯MMF / 2芯SMF 150m / 10km 10G x4レーン 100G-SR4 100Gbps QSFP28 8芯MMF 100m 25G x4レーン 100G-CWDM4 100Gbps QSFP28 2芯SMF 2km 25G x4レーン 100G-LR4 100Gbps QSFP28 2芯SMF 10km 25G x4レーン 200G-SR4 200Gbps QSFP56 8芯MMF 100m 50G x4レーン 400G-LR8 400Gbps QSFP-DD 2芯SMF 10km 50G x8レーン ... ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 最大距離備考 and more... 23

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光ファイバのデメリットメリット（再掲）光ファイバは電気信号ではないため、電気ノイズに強く通信が高速・伝送距離が長いデメリット - デリケートなため、扱いに注意が必要 ‣ 材質がガラスのため、曲げると折れる ‣ ファイバの端面に汚れがあると光が伝わらない正常なファイバ折れたファイバ - コストが掛かる ‣ 1通信路につき、光トランシーバが2つ（両端）と光ファイバが2本（TX/RX: 送信/受信） ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 26

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WDM（Wavelength Division Multiplexing: 光波長多重）波の独立性波は互いにほかの波の進行を妨げたり、振幅、波長、速度を乱したりはしない光は波であり、粒子である光波長多重光通信では光のON/OFFにより0と1を表現している → 光の色＝波長は問わない 1本のファイバ上に異なる色の信号＝波長の異なる波を複数重ねる →それぞれの色＝波長毎に独立した通信を行うことが出来る 25Gの光信号を4つ重ねると、100Gの通信が出来るようになる →100G-CWDM4 100Gの通信を大量に重ねると.......後はわかるな！！ ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 出典：電気通信主任技術者過去問題解説.com https://denkitsushin.com/blog-entry-40.html 30

https://denkitsushin.com/blog-entry-40.html

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ネットワーク以外の光通信高速・長距離の通信ケーブル光ファイバの長所である電気ノイズを受けないという特徴を活かし、高い周波数で高速な通信を行う通信ケーブルの長距離化の手段として光ファイバが近年利用され始めている HDMI 1.4 8.16Gbps 100m ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. Thunderbolt 10Gbps 20m Thunderbolt3 40Gbps 50m 31

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return 0; 以上、尖ったはなしでした。ご清聴ありがとうございます。 • 参考文献 - 光ファイバとは？セブンシックス https://www.sevensix.co.jp/useful/opticalfiber_011/ - 理科便覧ネットワーク - 全反射浜島書店 https://www.hamajima.co.jp/rika-binran/term/?/term/11123 - SFP28-25G-AOC FS https://www.fs.com/products/68337.html - SFP28-25G-DAC FS https://www.fs.com/products/65861.html - 波の独立性金沢大学 https://w3e.kanazawa-it.ac.jp/math/physics/high-school_index/wave/henkantex.cgi?target=/math/physics/high-school_index/wave/wave_independency.html#:~:text=2つの波が同時に,波の独立性という%EF%BC%8E - KM-HD20-FB100 サンワサプライ https://www.sanwa.co.jp/product/syohin?code=KM-HD20-FB100 - 「Thunderbolt光ケーブル」サンプル出荷開始ー住友電工 ASCII.jp https://ascii.jp/elem/000/000/687/687495/ - Thunderbolt 3 アクティブ光ケーブル認証を取得 ©J-Stream Inc. All Rights Reserved. 住友電工 https://sei.co.jp/company/press/2020/04/prs040.html 32