イーサネット スイッチで一般的に使用される光スイッチには、SFP、GBIC、XFP、XENPAK などがあります。
彼らの英語のフルネーム:
SFP: スモール フォーム ファクター プラグ可能トランシーバー、スモール フォーム ファクター プラグ可能トランシーバー
GBIC: ギガビット インターフェイス コンバータ、ギガビット イーサネット インターフェイス コンバータ
XFP: 10 ギガビット smallForm-factor プラグイン可能なトランシーバー 10 ギガビット イーサネット インターフェイス
小型パッケージのプラガブルトランシーバー
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10 ギガビット イーサネット インターフェイス トランシーバー セット パッケージ。
光ファイバーコネクター
光ファイバコネクタは、光ファイバと光ファイバの両端のプラグから構成され、プラグはピンと周囲の係止構造から構成される。光ファイバコネクタは、ロック機構の違いにより、FCタイプ、SCタイプ、LCタイプ、STタイプ、KTRJタイプに分類できます。
FCコネクタはネジロック機構を採用しており、最も早く発明され最も使用されている光ファイバ可動コネクタです。
SCはNTTが開発した角型ジョイントです。ネジ接続なしで直接抜き差しできます。FCコネクタに比べて操作スペースが小さく使いやすいです。ローエンドのイーサネット製品は非常に一般的です。
LC は、LUCENT が開発したミニタイプの SC コネクタです。サイズが小さく、システムで広く使用されています。これは、将来の光ファイバーアクティブコネクタの開発の方向性です。ローエンドのイーサネット製品は非常に一般的です。
ST コネクタは AT&T によって開発され、バヨネット タイプのロック機構を使用しています。主なパラメータは FC および SC コネクタと同等ですが、企業では一般的に使用されていません。通常、マルチモードデバイスが他のメーカーと接続するために使用され、ドッキング時にさらに使用されます。
KTRJのピンはプラスチックです。それらはスチールピンによって位置決めされています。嵌合回数が増えると嵌合面が摩耗し、長期安定性はセラミック ピン コネクタほど良くなくなります。
繊維の知識
光ファイバーは光波を伝送する導体です。光ファイバは光の伝送方式からシングルモードファイバとマルチモードファイバに分けられます。
シングルモード ファイバでは、光伝送の基本モードは 1 つだけです。つまり、光はファイバの内部コアに沿ってのみ伝送されます。シングルモードファイバはモード分散が完全に回避されており、伝送帯域が広いため、高速・長距離のファイバ通信に適しています。
マルチモード ファイバには複数の光伝送モードがあります。分散または収差により、このファイバは伝送性能が悪く、周波数帯域が狭く、伝送速度が低く、距離が短いです。
光ファイバ特性パラメータ
光ファイバーの構造は、事前に製造された石英ファイバーロッドによって描画されます。通信に使用されるマルチモードファイバとシングルモードファイバの外径は125μmです。
スリムボディはコア層とクラッド層の2つの領域に分かれています。シングルモードファイバのコア径は8～10μm、マルチモードファイバのコア径は2種類の標準仕様があります。コア径は62.5μm（アメリカ規格）と50μm（ヨーロッパ規格）です。
インターフェイス ファイバーの仕様は次のように説明されています。62.5μm / 125μm マルチモード ファイバー。62.5μm はファイバーのコア直径を指し、125μm はファイバーの外径を指します。
シングルモードファイバーは1310nmまたは1550nmの波長を使用します。
マルチモード ファイバーは主に 850 nm の光を使用します。
シングルモードファイバーとマルチモードファイバーは色で区別できます。シングルモード ファイバの外側ボディは黄色、マルチモード ファイバの外側ボディはオレンジがかった赤色です。
ギガビット光ポート
ギガビット光ポートは、強制モードとセルフネゴシエート モードの両方で動作します。802.3 仕様では、ギガビット光ポートは 1000M レートのみをサポートし、2 つの全二重 (Full) および半二重 (Half) 二重モードをサポートします。
オートネゴシエーションと強制の最も基本的な違いは、両者が物理リンクを確立するときに送信されるコード ストリームが異なることです。オートネゴシエーション モードは、コンフィギュレーション コード ストリームである / C / コードを送信しますが、強制モードはアイドル コード ストリームである / I / コードを送信します。
ギガビット光ポートの自動ネゴシエーション プロセス
まず、両端が自動ネゴシエーション モードに設定されます。
両者は相互に / C / コード ストリームを送信します。3 連続の / C / コードを受信し、受信したコード ストリームがローカルの動作モードと一致した場合、Ack 応答付きの / C / コードを相手に返します。Ack メッセージを受信した後、ピアは 2 つが相互に通信できると判断し、ポートを UP 状態に設定します。
次に、一方の端を自動ネゴシエーションに設定し、もう一方の端を必須に設定します
自己ネゴシエーション側は /C/stream を送信し、強制側は /I/stream を送信します。強制側は、ローカル側のネゴシエーション情報をローカル側に提供することができず、リモート側にAck応答を返すこともできないため、セルフネゴシエーション側はDOWNとなる。ただし、強制側自身は /C/ コードを識別でき、相手側が自分と一致するポートであるとみなして、ローカル側のポートを直接 UP 状態に設定します。
第三に、両端が強制モードに設定されます
双方がお互いにストリームを送信/I/します。/I/ストリームを受信した後、一方の端はピアを自分自身と一致するポートであるとみなし、ローカルポートを直接UP状態に設定します。
繊維はどのように機能するのでしょうか?
通信用の光ファイバーは、保護プラスチック層で覆われた髪の毛のようなガラスフィラメントで構成されています。ガラスフィラメントは基本的に 2 つの部分で構成されています。コア径 9 ～ 62.5 μm と、直径 125 μm の低屈折率ガラス材料です。光ファイバーには使用される材料やサイズに応じて他にもいくつかの種類がありますが、ここでは最も一般的なものについて説明します。光はファイバのコア層内を「全反射」モードで伝送されます。つまり、光はファイバの一端に入射した後、コアとクラッドの界面の間で往復反射され、その後、ファイバのコア層に伝送されます。ファイバーのもう一方の端。コア径62.5μm、クラッド外径125μmの光ファイバを62.5/125μm光といいます。
マルチモードファイバーとシングルモードファイバーの違いは何ですか?
マルチモード:
数百から数千のモードを伝播できるファイバーは、マルチモード (MM) ファイバーと呼ばれます。コアとクラッドの屈折率の半径方向分布に従って、ステップ マルチモード ファイバとグレーデッド マルチモード ファイバに分けることができます。ほとんどすべてのマルチモード ファイバーのサイズは 50/125 μm または 62.5/125 μm で、帯域幅 (ファイバーによって送信される情報量) は通常 200 MHz ～ 2 GHz です。マルチモード光トランシーバーは、マルチモード ファイバーを通じて最大 5 キロメートルまで送信できます。光源として発光ダイオードまたはレーザーを使用します。
シングルモード:
1 つのモードのみを伝播できるファイバーは、シングルモード ファイバーと呼ばれます。標準シングルモード (SM) ファイバの屈折率プロファイルは、コア直径がマルチモード ファイバよりもはるかに小さいことを除いて、ステップ型ファイバの屈折率プロファイルと似ています。
シングルモードファイバのサイズは9-10/125μmで、マルチモードファイバに比べて帯域幅が無限大で損失が低いという特徴があります。シングルモード光トランシーバーは主に長距離伝送に使用され、場合によっては 150 ～ 200 キロメートルに達することもあります。光源にはスペクトル線の狭いLDまたはLEDを使用してください。
違いとつながり:
シングルモード機器は通常、シングルモード ファイバまたはマルチモード ファイバで動作しますが、マルチモード機器はマルチモード ファイバでの動作に限定されます。
光ケーブルを使用した場合の伝送損失はどのくらいですか?
これは、送信される光の波長と使用されるファイバーの種類によって異なります。
マルチモードファイバーの850nm波長：3.0dB/km
マルチモードファイバーの1310nm波長: 1.0 dB / km
シングルモードファイバーの1310nm波長：0.4dB/km
シングルモードファイバーの1550nm波長: 0.2dB/km
GBICとは何ですか？
GBICとはGiga Bitrate Interface Converterの略で、ギガビットの電気信号を光信号に変換するインターフェースデバイスです。GBIC はホットプラグ用に設計されています。GBIC は国際規格に準拠した互換性のある製品です。GBIC インターフェイスを使用して設計されたギガビット スイッチは、その柔軟な交換により、市場で大きなシェアを占めています。
SFPとは何ですか?
SFP は SMALL FORM PLUGGABLE の略で、簡単に言うと GBIC のアップグレード版と理解できます。SFP モジュールのサイズは GBIC モジュールと比較して半分に縮小され、同じパネル上でポート数を 2 倍以上に増やすことができます。SFP モジュールのその他の機能は、基本的に GBIC の機能と同じです。一部のスイッチ メーカーでは、SFP モジュールをミニ GBIC (MINI-GBIC) と呼んでいます。
将来の光モジュールは、ホットプラグをサポートする必要があります。つまり、電源を切断せずにモジュールをデバイスに接続したり、デバイスから切断したりできるようにする必要があります。光モジュールはホットプラグ対応であるため、ネットワーク管理者はネットワークを閉じることなくシステムをアップグレードおよび拡張できます。ユーザーは何も変わりません。また、ホットスワップ対応により全体的なメンテナンスが簡素化され、エンドユーザーがトランシーバーモジュールをより適切に管理できるようになります。同時に、このホットスワップ パフォーマンスにより、このモジュールにより、ネットワーク管理者は、システム ボードを完全に交換することなく、ネットワーク アップグレード要件に基づいて、トランシーバのコスト、リンク距離、およびすべてのネットワーク トポロジの全体的な計画を立てることができます。
このホットスワップをサポートする光モジュールは、現在 GBIC と SFP で利用可能です。SFP と SFF はほぼ同じサイズであるため、回路基板に直接接続でき、パッケージ上のスペースと時間を節約でき、幅広い用途に使用できます。したがって、その今後の発展は期待に値し、SFF市場を脅かす可能性さえあります。
SFF (スモール フォーム ファクター) 小型パッケージ光モジュールは、高度な精密光学素子と回路統合技術を使用しており、サイズは通常のデュプレックス SC (1X9) 光ファイバー トランシーバー モジュールのわずか半分であり、同じスペースで光ポートの数を 2 倍にすることができます。回線ポート密度を高め、ポートあたりのシステムコストを削減します。また、SFF 小型パッケージ モジュールは銅線ネットワークと同様の KT-RJ インターフェイスを使用しているため、サイズは一般的なコンピュータ ネットワークの銅線インターフェイスと同じであり、既存の銅線ベースのネットワーク機器の高速ファイバへの移行に役立ちます。光ネットワーク。ネットワーク帯域幅要件の大幅な増加に対応するため。
ネットワーク接続機器のインターフェースタイプ
BNCインターフェース
BNC インターフェイスは、同軸ケーブル インターフェイスを指します。BNC インターフェイスは 75 Ω 同軸ケーブル接続に使用されます。受信 (RX) と送信 (TX) の 2 つのチャネルを提供します。アンバランス信号の接続に使用します。
ファイバーインターフェース
ファイバーインターフェイスは、光ファイバーケーブルの接続に使用される物理インターフェイスです。通常、SC、ST、LC、FCなどのいくつかのタイプがあります。10Base-F 接続の場合、コネクタは通常 ST タイプで、もう一方の端の FC は光ファイバーのパッチ パネルに接続されます。FCとはFerruleConnectorの略称です。外部補強方式は金属スリーブ、固定方式はネジボタンです。ST インターフェイスは通常 10Base-F に使用され、SC インターフェイスは通常 100Base-FX および GBIC に使用され、LC インターフェイスは通常 SFP に使用されます。
RJ-45インターフェース
RJ-45 インターフェイスは、イーサネットで最も一般的に使用されるインターフェイスです。RJ-45 は一般的に使用されている名前で、国際コネクタ規格で定義された 8 極 (8 ピン) を使用する、IEC (60) 603-7 による標準化を指します。モジュラージャックまたはプラグ。
RS-232インターフェース
RS-232-C インターフェイス (EIA RS-232-C とも呼ばれる) は、最も一般的に使用されるシリアル通信インターフェイスです。これは、1970 年に米国電子工業会 (EIA) がベル システム、モデム メーカー、コンピュータ端末メーカーと協力して開発したシリアル通信の規格です。正式名称は「データ端末装置（DTE）とデータ通信装置（DCE）間のシリアルバイナリデータ交換インターフェース技術規格」です。この規格では、25 ピン DB25 コネクタを使用して、コネクタの各ピンの信号内容とさまざまな信号のレベルを指定することが規定されています。
RJ-11インターフェース
RJ-11 インターフェイスは、通常電話回線インターフェイスと呼ばれるものです。RJ-11 は、Western Electric が開発したコネクタの総称です。その概要は 6 ピンの接続デバイスとして定義されます。元々は WExW と呼ばれていました。x は「アクティブ」、接触針または糸通し針を意味します。たとえば、WE6W には 6 つの接点すべてがあり、1 ～ 6 の番号が付けられています。WE4W インターフェイスは 4 つのピンのみを使用し、最も外側の 2 つの接点 (1 と 6) は使用されません。WE2W は中央の 2 つのピン (つまり、電話回線インターフェイス用) のみを使用します。 。
CWDM と DWDM
インターネット上の IP データ サービスの急速な成長に伴い、伝送路の帯域幅の需要が増加しています。DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) テクノロジーは、回線帯域幅拡張の問題を解決する最も効果的な方法ですが、CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) テクノロジーは、システムのコストと保守性の点で DWDM よりも優れています。
CWDM と DWDM はどちらも波長分割多重技術に属しており、異なる波長の光を 1 つのコア ファイバーに結合して一緒に送信できます。
CWDM の最新の ITU 標準は G.695 で、1271nm ～ 1611nm の 20nm 間隔の 18 の波長チャネルを指定します。通常の G.652 光ファイバーのウォーター ピーク効果を考慮して、通常 16 チャネルが使用されます。チャネル間隔が広いため、多重化および逆多重化デバイスとレーザーは DWDM デバイスよりも安価です。
DWDM のチャネル間隔には、0.4nm、0.8nm、1.6nm などのさまざまな間隔があります。間隔が狭いため、追加の波長制御デバイスが必要です。したがって、DWDM 技術に基づく装置は、CWDM 技術に基づく装置よりも高価になります。
PIN フォトダイオードは、P 型半導体と高ドーピング濃度の N 型半導体の間に低濃度にドープされた N 型材料の層であり、I (真性) 層と呼ばれます。低ドープのため電子濃度が非常に低く、拡散後に広い空乏層が形成されるため、応答速度と変換効率が向上します。
APD アバランシェフォトダイオードは光/電気変換だけでなく内部増幅機能も備えています。増幅は、チューブ内のアバランシェ増倍効果によって達成されます。APD はゲイン付きのフォトダイオードです。光受信機の感度が高い場合、APD はシステムの伝送距離を延長するのに役立ちます。