ミッドボード・オプティクスと光ファイバー接続

ミッドボード光ファイバー接続とは？

ミッドボード光ファイバー接続は、プリント基板（PCB）内に埋め込まれた光ファイバー接続、またはシステム内のアクティブデバイスの近くに配置された光ファイバー接続の使用を指します。従来のエッジマウント光インターフェースとは異なり、ミッドボード接続では、光ファイバーケーブルやコネクターを電子システムの奥深くに配置し、ミッドボード光システムをサポートします。この技術は、シグナルインテグリティの向上、挿入損失の低減、電磁干渉（EMI）の心配のない長距離のデータ伝送速度の向上に役立ちます。

 

ミッドボード光ファイバー接続の用途と必要性

データレートが急増し続ける中、電気通信、データセンター、ハイパフォーマンス・コンピューティング（HPC）、航空宇宙などの業界では、堅牢な高速接続ソリューションが必要とされています。ミッドボード光ファイバー接続は、高速光ネットワーキング機器内の効率的なファイバー伝送を確保することにより、サーバーやストレージシステムの超高速相互接続をサポートするために必要です。

システム・レベルの電子-光（E/O）ドメイン変換の大部分は、プラガブル・トランシーバを介してフロント・パネルで行われる。プラガブル・トランシーバー・ソリューションは確立されたソリューションですが、帯域幅とファイバー密度が高くなるとボトルネックになります。ミッドボード・オプティクスは、フロントパネルからE/O変換を行うための代替ソリューションを提供します。

ミッドボード光ファイバー接続の必要性は、従来の銅線相互接続と比較して、より高いデータ転送速度、消費電力の削減、および信号損失の低減に対するニーズの高まりに起因しています。速度が100Gbpsを超えると、PCB上の銅線は長距離にわたってシグナルインテグリティを維持するのに苦労します。一方、光ファイバーは、減衰やEMIに関する問題を排除することで、実行可能なソリューションを提供します。さらに、光ファイバーをチップに近づけることは、信号の劣化を最小限に抑え、全体的な効率を高めるため、最適な性能を達成するために非常に重要です。これはまた、故障時にチップを素早く切り離して交換することを可能にし、ダウンタイムとメンテナンスコストを削減します。

 

ミッドボード光学系の利点

データセンター・スイッチにミッドボード・オプティクスを使用することで、データセンター全体で単一のタイプのスイッチを利用できるという大きなメリットが得られる。従来のフロントパネル・トランシーバー・アプローチではこの利点は得られず、その結果、市場には多数の薄いポート（SFP+など）を持つリーフ/エッジ・スイッチや、少数の大きなポート（QFSPなど）を持つスパイン/コア・スイッチなど、さまざまなタイプのスイッチが存在することになる。しかし、ミッドボード・オプティクスのトランシーバーを使用し、ASICメーカーがデバイス全体に帯域幅を割り当てる柔軟性を活用すれば、スイッチごとにポート数とその帯域幅をカスタマイズすることが可能です。その結果、1種類のスイッチでデータセンター全体に対応できる。このスイッチは、たとえば10Gで128ポート、40Gで32ポート、あるいは異なるポート数と速度の組み合わせなど、ソフトウェアで再構成・調整できる。これにより、スケールメリットの最大化が可能になり、データセンターのインフラを柔軟に適応・改善することができる。

 

ミッドボード接続の課題

ネットワーク・スイッチ内にミッドボード光接続を導入することは、主にこのような環境の厳しい熱的・空間的制約に起因するいくつかの課題をもたらします。スイッチは大きな熱を発生するため、継続的な熱ストレスの下で性能と寿命を維持するには、信頼性と耐久性の高い光コネクタが不可欠です。さらに、高ファイバー密度は、データセンターにおける帯域幅需要の増大に対応するための重要な要件であり、コンパクトでありながら効率的な光インターフェイスが必要となります。

もう一つの重要な要素は、保守のためのアクセスの容易さである。コネクタは、ネットワーク運用を中断させることなく、故障した光学部品の交換を容易にするために、迅速な嵌合および嵌合解除を可能にしなければならない。シグナルインテグリティと機械的安定性を確保しながら、これらの要件のバランスをとることは、ミッドボード光接続ソリューションを進歩させる上で、依然として重要なエンジニアリング上の課題である。

 

センコーが提供するソリューションを中心に紹介

ミッドボードの光ファイバー接続ソリューションは、複数の企業が提供していますが、SENKO Advanced Componentsは、その革新的なアプローチで際立っています。SENKOのマイクロフェルールテクノロジーは、超小型のフォームファクターで正確なファイバーアライメントを可能にし、挿入損失を低減し、全体的な接続の信頼性を向上させることで、パフォーマンスをさらに向上させます。

ファイバー数の多いソリューションには、SENKOのMid-Board Multi-Connector (MBMC) MTコネクターがあり、複数のMTフェルールが必要な場合には、スタッカブルMTソリューションがあります。また、フェルールの汚れに対する耐性を向上させるAirMTフェルールを配備するオプションもあります。

ファイバー接続のためのスペースが非常に限られている場合には、SENKOのメタリックPICコネクター（MPC）も選択肢となります。MPCは、光ファイバーからの光ビームをミッドボード光学系に集光するマイクロミラーアレイを備えたプレス加工された金属製光ベンチから構成されています。

結論

ミッドボード光ファイバー接続は、銅線相互接続の限界を克服することにより、高速データ伝送に革命をもたらしています。より高いパフォーマンスと信号ロスの低減が求められる中、PCBに組み込まれた光ファイバーは理想的なソリューションを提供します。課題はあるものの、SENKOのような企業は、シームレスな統合、信頼性、優れた性能を保証する先進的なミッドボード光ファイバーソリューションで道を切り開いています。高速コネクティビティへの需要が高まるにつれ、ミッドボード光ファイバー技術は、次世代のデータ通信インフラストラクチャにおいて重要な役割を果たし続けるでしょう。