銅線からファイバへのメディアコンバーターアプリケーションガイド
2021年4月23日読了時間約1分
ネットワークシステムでは、従来広く使用されている銅線イーサネットネットワークに加えて、長距離ネットワークと高帯域幅を実現するために、光ファイバネットワークが家庭や企業の所有者に徐々に採用されています。しかし、ほとんどの主要なルーターとエッジネットワークデバイスにはファイバポートがないため、ほとんどの場合、銅線からファイバへのメディアコンバーターが必要になります。
イーサネット銅線からファイバメディアコンバーターのアプリケーション
銅線から光ファイバへのメディアコンバーターは、メディアコンバーターまたは光ファイバメディアコンバーターの重要な分野です。銅線と光ファイバケーブルのシームレスな変換を実現するために広く導入されており、伝送距離を大幅に延長し、効率を向上させます。実際、光ファイバメディアコンバーターは、実際のシナリオでさまざまな用途に使用されています。具体的には、銅線から光ファイバへのメディアコンバーターは、イーサネット銅線から光ファイバへのメディアコンバーター、TDM（時分割多重）銅線から光ファイバへのメディアコンバーター、シリアルから光ファイバへのメディアコンバーター、および特殊な光ファイバメディアコンバーターの4種類に大まかに分類できます。ここでは、銅線から光ファイバへのメディアコンバーターの一般的な用途をそれぞれ挙げます。
イーサネット銅線から光ファイバへのメディアコンバーターは、10/100/1000Mbpsまたは10Gbpsをサポートする最も基本的なタイプであり、ポイントツーポイント、高密度光ファイバ配線、冗長光ファイバ/銅線アプリケーションなど、さまざまな一般的なシナリオに適用されます。
ポイントツーポイントアプリケーション
ポイントツーポイント接続は、2つの通信エンドポイントまたはノード間のデータ リンクです。これは最も基本的で直接的な使用法です。たとえば、一対のメディアコンバーターは、ファイバケーブルを介して2つのイーサネットスイッチ(またはルーター、サーバー、ハブ)を接続するポイントツーポイント接続で使用したり、スイッチをワークステーションやファイルサーバーに接続したりするために使用できます。
銅線から光ファイバへのメディアコンバーターの最大伝送距離は、銅線ケーブルの種類と光ファイバメディアの種類によって異なることに注意すべきです。Cat 5eのような標準的なイーサネットの銅線ケーブルは、100メートルの制限がありますが、Cat 6a上の10GBASE-Tは55～100メートルに及びます。マルチモード・ファイバーは、より短い距離（例えば、1000BASE-SXで550m）に使用されます。シングルモード・ファイバーは、1000BASE-LXでは5kmまでと、より長い距離に使用されます。実際の距離は、ケーブルの品質などの要因によっても異なります。
図1: ポイントツーポイントアプリケーション
高密度ファイバ配線アプリケーション
大規模なデータセンター、企業、キャンパスネットワークでは、高密度ファイバ配線が必要です。このような場合、多数のファイバメディアコンバーターが導入されます。管理の効率化と省スペース化のため、通常は冗長電源シャーシにインストールされます。
以下は、典型的なアプリケーション シナリオのデモです。一部のメディア コンバーターは冗長電源シャーシにインストールされ、ネットワークのコアにある UTP スイッチ デバイス (A) から高密度ファイバーを配線するために使用されます。イーサネット スイッチ (B) は、ファイバー経由でスタンドアロン メディア コンバーターを使用してネットワーク コアに接続されています。別のメディア コンバーターは、ファイバー ツー デスクトップ (FTTD) アプリケーション (C) で PC RJ45 ポートに接続されています。イーサネット スイッチ (D) は、コア スイッチにリンクされたメディア コンバーターにファイバー経由で直接接続されています。
図2: 高密度ファイバ配線アプリケーション
冗長ファイバ/銅線アプリケーション
冗長イーサネット・メディア・コンバータは、ファイバまたは銅線接続によるリンクの冗長性を提供するために3ポートで設計されています。内蔵のDIP（デュアル・インライン・パッケージ）スイッチにより、コンバータを2ポート冗長モードとして設定することができ、自動回復機能をサポートします。片方のケーブルリンクが断線した場合、冗長リンクが有効になり、100%のアップタイムを保証します。ISP（インターネット・サービス・プロバイダー）、テレコム、病院、銀行、企業など、10ms（ミリ秒）未満で自動回復するファイバまたは銅線リンクを必要とするミッションクリティカルなネットワークアプリケーション向けに設計されています。
さらに、冗長リンクは複数の経路で確立することができ、同一地域内で冗長性を提供する並列経路でも、異なる場所に分散した経路でも、物理的な障害や局所的な障害に対するネットワークの回復力を高めることができます。
図3：冗長アプリケーション
TDM銅線から光ファイバへのメディアコンバータのアプリケーション
TDM銅線から光ファイバへのメディアコンバーターは、銅線ケーブルからの電気信号を光信号に変換することで、光ファイバ経由のTDMデータ伝送を可能にします。従来のTDMベースの通信ネットワークを拡張するために不可欠なこのコンバーターは、帯域幅の拡大、電磁干渉に対する耐性、長距離でのデータの整合性の大幅な向上など、光ファイバ技術の利点を従来のTDMシステムで活用できるようにします。T1/E1コンバーターとT3/E3コンバーターは、2つの一般的なタイプです。多くの場合、アプリケーションは建物、建物群、またはキャンパス内にあります。
T1インターフェイスは通常北米で使用され、1.544Mbpsの伝送レートを提供し、24個の個別チャンネルをカプセル化します。一方、E1インターフェイスはヨーロッパおよびその他の地域で一般的で、2.048Mbpsの大容量で、30チャンネルを収容します。
T3（44.736Mbps）とE3（34.368Mbps）は、T1/E1の高次バージョンで、より高い帯域幅を提供するため、大量のデータ転送シナリオで特に有用です。
T1/E1アプリケーション
T1/E1銅線から光ファイバへのメディアコンバーターは、多くの場合、T1またはE1接続のインストールとメンテナンスをサポートする診断機能を備えています。これらのコンバーターにより、光ファイバが静電干渉ノイズの影響を受けないキャンパスまたは産業環境に光ファイバを展開できるため、これらのコンバーターは特に重要です。
このアプリケーションでは、T1/E1メディアコンバーターのペアを使用して、境界点（サービスプロバイダーからのハンドオフ）を光ファイバのある別のテナントビルに拡張します。これらはペアで動作し、光ファイバ上のTDM回線の距離を拡張します。
図4: T1/E1アプリケーション
T3/E3アプリケーション
T3/E3銅線から光ファイバへのコンバータは、同軸から光ファイバへの変換を提供し、フレーム化または非フレーム化、チャネル化またはフラクショナル非チャネル化データストリームで動作するためにフレーミングに依存せずに使用できます。これらは、光ファイバ経由でPBX（構内交換機）、マルチプレクサ、ルーター、ビデオサーバーなどのデバイスに接続するために使用できます（図5を参照）。T3/E3メディアコンバータは、通信境界点を拡張するためのコスト効率の高いソリューションも提供します。
図5: T3/E3アプリケーション
シリアルからファイバへのメディアコンバーターのアプリケーション
シリアルからファイバへのメディアコンバータは、シリアル通信プロトコル(RS-232、RS-485、RS-422など)と光ファイバネットワーク間のギャップを埋めるデバイスです。これらのコンバータは、光ファイバ技術の利点を活用して、シリアル通信をより長い距離に拡張することを可能にします。これらのコンバータは、接続された全二重シリアルデバイスの信号ボー レートを自動的に識別し、ポイントツーポイントとマルチポイントの両方の構成をサポートします。
RS-232アプリケーション
RS-232ファイバメディアコンバータは、必須のハードウェアフロー制御信号をサポートし、非同期で動作することで、さまざまなシリアルデバイスとの信頼性の高い接続を実現します。RS-232のアクセシビリティは人気の一因となっていますが、伝送距離が短く、ノイズ干渉に弱いという制限があります。RS-232の大きな制限の1つは、ポイントツーポイント通信プロトコルであり、マルチドロップ構成をサポートする能力が制限されます。この設定では、各デバイスが送信権限を管理する必要があり、RS-232のシングルエンド信号は、このような複雑なデバイス通信向けに設計されていません。
このアプリケーションでは、PCはシリアル接続を介してターミナルサーバーにアクセスします。この接続では、2つのRS-232ファイバメディアコンバーターを使用してファイバケーブルとLANケーブルの統合を実現します。
図6: RS-232アプリケーション
RS-422アプリケーション
RS-422ファイバメディアコンバーターは、RS-232コンバーターに比べて大幅に強化された機能を提供します。より長距離でデータを送信でき、マルチドロップネットワーク構成をサポートし、電磁干渉に対する優れた耐性を発揮して、ノイズ耐性が向上します。
このアプリケーションでは、RS-422コンバーターはブックエンド構成で展開され、ファイバ経由のシリアルネットワーク距離の延長を可能にします。これらはファイバリンクの両端にインストールされ、シリアルホスト/コントローラーとマルチドロップシリアルデバイス間の接続のためのメディア変換を提供します。
図7: RS-422アプリケーション
RS-485アプリケーション
RS-485ファイバメディアコンバーターは、1台のコンピューターが多数のデバイスの操作を調整するさまざまなマルチポイントシステムで広く使用されています。RS-422に匹敵するマルチドロップ機能と長距離データ伝送効率を誇るRS-485コンバーターは、強化された制御機能と受信機能を備えており、より信頼性が高く効率的なデバイス管理と通信を可能にします。
図8: RS-485アプリケーション
結論
銅線から光ファイバへのメディア・コンバーターは、伝送距離と円滑なネットワーク・アップグレードに対する要求がますます高まっているため、長期にわたって大きな需要があり続けるでしょう。現代のネットワーキングに欠かせない橋渡し役として、レガシーな銅線インフラと先進の光ファイバとの互換性を可能にし、すぐに大規模なオーバーホールをすることなく、到達距離と帯域幅の拡張を容易にするコンバーターは、既存のシステムを経済的に最適化します。イーサネット、TDM、シリアル・アプリケーションはそれぞれ、接続品質、耐干渉性、ネットワーク拡張機能を強化するコンバーターによって恩恵を受けます。データセンター、産業環境、電気通信において、このようなメディア・コンバータの導入は、データ・ネットワークが堅牢で、適応性があり、将来も保証されたものであることを保証します。その結果、銅線から光ファイバへのメディアコンバータは、従来の接続性を現代のデータ通信の高速で弾力性のある要求と融合させようとするあらゆる組織にとって、重要な投資となります。
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