Медиаконвертер для оптического кабеля

Практика эксплуатации

Одномодовый кабель используется для организации
широкополосной передачи данных на большие расстояния. Возможность
организации линий значительной протяженности и способность передавать
данные на высокой скорости позволяют нивелировать средства,
затрачиваемые на их поддержание. Сфера применения:

Трансокеанские и морские кабельные линии связи
Магистральные наземные линии дальней связи
Региональные и городские линии связи
Выделенные оптические каналы большой протяженности
Магистрали, обслуживающие оборудование операторов мобильной связи
Системы GPON
При конструировании магистралей протяженностью свыше 550 м в кабельных системах типа СКС, например, для соединения двух зданий.
В СКС дата-центров

Многомодовый кабель востребован при передаче данных на короткие расстояния:

Организация СКС и магистралей длинной до 300 м внутри зданий и до 550 м между ними
В виде патч-кордов для организации горизонтальных сегментов СКС
В системах FTTD с рабочими станциями, оснащенными оптическими сетевыми картами под многомод
В ЦОДах совместно с одномодовыми кабелями

Принцип сварки обоих типов оптических волокон одинаков.
Разница заключается в результате. Так у одномодового кабеля потери в
точке пайки выше, а его характеристики более чувствительны к качеству
соединения.

Инструменты и приспособления

Скалыватель

Скалыватель оптического волокна пришел на замену бокорезам электромонтера. Учитывая специфичные свойства оптического материала (хрупкость, жесткость, требуемая точность обработки и прочее), для него нужен специальный инструмент.

Скалыватель позволяет добиться скола высокого качества для последующей сварки или посадки на гель оптоволокнного кабеля. Выпускается в ручном и настольном исполнениях, предназначение которых очевидно.

Соединитель

Механический соединитель оптических волокон – это приспособление, играющее ту же роль, что и скрутка или спайка, в случае с медными проводами. Действительно, стекло не спаяешь. Хотя изобретено устройство как альтернатива сварке. Он сращивает два волокна, а, точнее, их торцы, воедино, сохраняя при этом пропускную способность места соединения.

Оптические приёмники

Назначение оптических приёмников. Модулированный оптический сигнал от передающих устройств поступает по одномодовому оптическому кабелю на вход оптического приёмника, где он демодулируется в фотодетекторе. Фотоприемное устройство (фотодетектор) предназначено для преобразования оптических сигналов в электрические. Оно должно обладать высокой чувствительностью в рабочем диапазоне волн, низким уровнем шума и др. Чувствительность фотоприемного устройства должна быть достаточной для обеспечения требуемой длины регенерационного участка оптической системы передачи. Кроме этого, фотоприемное устройство должно поддерживать отношение сигнал-шум на выходе не менее заданного значения в пределах допустимых изменений температуры и в требуемом динамическом диапазоне принимаемых сигналов.

На фото ниже – оптический приёмник, который принимает оптический сигнал от станции кабельного вещания ТВ и преобразует в радиочастотный телевизионный сигнал.

Медиаконвертер Layer 1 и Layer 2

Обычные устройства данного класса являются одноуровневыми, работающими только с электрической и физической интерпретацией потока данных. Они никак не изменяют информацию, идущую по соединению. Двухуровневые медиаконвертеры Ethernet наряду с физическим представлением первого уровня оснащены сервисными опциями второго уровня. Здесь, как правило, более двух разъемов, что дает возможность осуществить больше двух подсоединений медного кабеля посредством одного волоконно-оптического канала. Медиаконвертеры обычно включают отдельный «медный» разъем, служащий в целях обеспечения коммуникации между разноскоростыми частями сети.

Зачем нужен оптоволоконный медиаконвертер

Такое устройство представляет собой преобразователь информационных сигналов. Оно позволяет подсоединять оптоволоконные каналы связи к различным активным сетевым устройствам, которые работают с витой парой. Благодаря этому использование девайса позволяет избавиться от ограничений в плане длины, присущих медной линии связи. Помимо этого медиаконвертеры оптические можно использовать и в тех случаях, когда надо расширить сеть: докупать при этом новое оборудование не придется.

Любопытно: преобразователи сигналов используют не только для того, чтобы превратить «медный» сигнал в световой. Они находят применение и в видеонаблюдении: аналоговый сигнал преобразуется в оптический.

Оптоволоконный конвертер представляет собой устройство, которое состоит из электрической и оптической частей, между которыми существует связь. Ее обеспечивает чип-свитч. Именно благодаря ему преобразование сигнала происходит без искажений.

С тем, для чего нужен медиаконвертер разобрались. Теперь поговорим о том, как правильно его выбрать. Мы расскажем об уровнях, видах и ключевых характеристиках устройств.

Уровни оптоволоконных конвертеров

Всего таких уровней два:

L1 — простая модель, которая только преобразует сигнал. А вот с информацией, которая поступает через соединение, она не работает. Девайсы можно устанавливать на одном участке сети в ограниченном количестве.
L2 — устройство не только сигнал конвертирует, но и дает возможность добавить медиаконвертеров на одном сегменте сети в неограниченном количестве. Такая модель относится к коммутирующим устройствам, поэтому умеет работать с данными. Кроме того, подобные конвертеры оптические нередко оборудуют авточувствительными портами, которые размещаются на стороне для медного кабеля. Благодаря этому их можно использовать для объединения сегментов сети, отличающихся по скорости.

Виды устройств

По способу управления модели делят на два типа:

Управляемые — продвинутые модели, которые не просто обеспечивают соединение, но и мониторят сеть, выявляют неисправности. Кроме того, с ними возможна удаленная настройка конфигурации. Нередко такие устройства поддерживают простой протокол сетевого управления.
Неуправляемые — отвечают за обеспечение соединения, но не проверяют сеть и не ищут неисправности. На настройку сетевых конфигураций такие устройства не способны. С другой стороны, они удобны тем, что функционируют по принципу «plug and play»: готовы к работе сразу из коробки, надо только подключить их.

Рекомендуем: купить оптоволоконный конвертер с портом PoE, если он будет стоять там, где сетевые розетки размещены неудобно. Поддержка PoE даст возможность использовать один кабель типа витая пара и для передачи данных, и для питания.

Кроме того, оптические медиаконвертеры делят на:

обычные — для стандартных сетей, характеризуются напряжением питания в 5 В;
промышленные — с напряжением питания в 12-36 В, часто оснащаются антивандальными корпусами.

Совет: для монтажа нескольких устройств в серверном шкафу или стойке стоит купить шасси для медиаконвертера. Модели могут вмещать 12 и более конвертеров.

Как выбирать оптические конвертеры по техническим характеристикам

Чтобы купить подходящую модель, надо обращать внимание не только на ее уровень и тип управления, а и на такие параметры:

Скорость обмена данными. Самые распространенные — 100-мегабитные модели, но есть и более быстрые устройства с показателем в 1 Гбит/сек.
Тип оптоволокна. Существуют много- и одномодовые, дуплексные и симплексные устройства. Что выбрать, зависит от используемого оптического волокна.
Интерфейсы. Для подключения витой пары производители оснащают медиаконвертеры коннекторами RJ-45. На оптической же стороне могут размещаться коннекторы типа SC, FC, ST, LC. Как и в случае с типом волокна, выбор зависит от особенностей сети и используемого оптического кабеля.
Дальность передачи информации. Большинство моделей способно передавать данные на расстояние в 20 км. Однако есть устройство с гораздо большей дистанцией — 80 км и дальше.
Рабочая длина волны. Наиболее популярны модели с рабочими длинами волн в 1310 и 1550 нанометров.

Интересно: модели с поддержкой технологии уплотнения спектрального канала умеют принимать и передавать сигнал по одному волокну на обеих длинах волн.

Понятие оптического медиаконвертера

Медиаконвертер представляет собой портативное оборудование, оснащенное двумя медиа-интерфейсами и блоком питания. Устройство получает данные из одного источника, преобразуя и передавая их затем в другой источник. Медиаконвертер может быть оборудован в любой точке сети. Для разных типов информации, требующей конвертирования, применяются различные конфигурации коннекторов. Чаще всего в сочетании с много- и одномодового материала используют проводной UTP-интерфейc, иначе называемый неэкранированной витой парой.

Медный интерфейс устройства выполнен соединителем типа RJ45, который служит для подключения:

10BASE-T;
100BASE-T;
1000BASE-T;
10GBASE-T.

Их оптическая часть включает SFP или SC/ST-порты.

Медиаконвертеры обеспечивают передачу информации со скоростью в пределах 10 Мбит/с – 10 Гбит/с.

Все медиаконвертеры можно условно поделить на такие группы:

Fast Ethernet;
гигабитные Ethernet;
десятигигабитные Ethernet.

Оптические модули с использованием спектрального уплотнения

Описанные выше оптические модули передают сигнал в основном на длине волны 1310 нм или 1550 нм на двух волокнах (одно для передачи, другое для приема). Они имеют широкополосный фотоприемник (принимают все) и лазер, излучающий на определенной длине волны (грубо конечно). Но имеется возможность использовать уплотнение по длине волны. Это дает возможность использовать меньшее количество волокон для организации нескольких каналов тем самым увеличивая пропускную способность одного волокна.

WDM

WDM модули работают в паре, с одной стороны сигнал передается на длине волны 1310 нм, с другой 1550 нм. Это позволяет вместо двух волокон для организации одного канала использовать одно. Приемник на таких модулях так и остается широкополосным. Бывают как для 1GE, так и для 10GE. Снизу фотографии пары WDM-модулей с различными разъемами для подключения патчкордов LC и SC.

Ещё пример – пара модулей Mikrotik.

Из маркировки видно, что у них отличаются длины волн на приём RX и передаче TX чтобы работать в паре.

TX: 1490 nm RX: 1550 nm
TX: 1550 nm RX: 1490 nm

В большинстве случаев предпочтительнее использовать WDM-модули для малых расстояний. Их цена не очень большая (по 1 тыс рублей за модуль против 500 рублей за обычный). Причина — вы экономите целое волокно, на нем можно будет потом еще один такой же канал прогнать. Хотя конечно есть и другие способы экономии волокон.

CWDM

Дальнейшее продолжение технологии WDM. С ее использованием можно добиться до 8 дуплексных каналов по одному волокну. Для этих целей используются CWDM-мультиплексоры (пассивные устройства с призмой внутри, позволяющей делить сигнал по цветам с шагом 20 нм в диапазоне от 1270 нм до 1610 нм). Для этого также используют специальные CWDM-модули, в простонародье их называют «цветные», они передают сигнал на определенной длине волны. В то же время приемник на них широкополосный. Кроме того, такие оптические модули часто делают для передачи на большие расстояние (до 160 км). На рисунке ниже представлен малый комплект CWDM-SFP, на котором с использованием мультиплексоров можно поднять 2GE на одном волокне.

Как можно заметить, дужки у всех разные. В зависимости от длины волны модуль имеет свою раскраску. К сожалению, у всех производителей они разные.

Некоторые особенности оптических модулей

Современные оптические модули имеют функцию DDM (Digital Diagnostics Monitoring) — в них встроен ряд сенсоров, через которые можно определить текущее значение некоторых параметров. Смотрится это через интерфейс оборудования, в которое установлен модуль. Самые важные параметры для нас — текущие принимаемая мощность и температура.

Ряд производителей сетевого оборудования запрещают использовать сторонние модули в их оборудовании. По крайней мере раньше Cisco не давала их запускать, они в ней просто не работали. Сейчас же в узких кругах известны команды, открывающие возможность использовать сторонние устройства, да и Cisco стала не так трепетно относиться к этому вопросу. Впрочем, при желании любые модули можно перепрошить, в продаже имеются специальные программаторы.

Порт на оборудовании (в большинстве случаев) загорается, если на модуль приходит сигнал достаточной мощности. Если соединить два двухволоконных модуля одинарным патчкордом (просто прием с передачей), с одной стороны порт загорится, но работать при этом ничего не будет.

Да, мощность может быть не только слабой. Если сигнал приходит слишком сильный, можно сжечь фотоприемник. Обычно это относится к дальнобойными мощным модулям с дистанцией > 80 км. Для уменьшения мощности используют специальные аттенюаторы. Хотя если делаем в лабораторных условиях, можно просто намотать пару витков патчкорда на какую-нибудь ручку или карандаш.

Моды и их количество

Мода, обращаясь к курсу теоретической физики, это
описывающее распространение света в светодиоде одно из решений волновых
уравнений Максвелла. Это проходящий по оптоволокну луч, элементарная
составляющая передачи сигнала. На схеме сечения оптоволокна направление
такого луча может совпадать с оптической осью или распространяться под
углом к ней. В первом случае говорят об основной моде, а во втором – о
боковых.

Согласно строению оптического волокна, его основа состоит из 3-х частей, каждая из которых носит свою функцию:

Ядро (сердцевина) – центральная часть, через которую проходит свет.
Оболочка (облицовка) – покрытие, полностью отражающее свет.
Буферное покрытие (демпфер) – слой, защищающий от механических повреждений.

Сердцевины одномодового и многомодового волокна передают
свет разными способами. Говоря проще, многомоды позволяют передавать
несколько независимых световых сигналов одновременно. Они отличаются
длинной волны и фазой. Для этого диаметр сердечника увеличен, что
приводит к повышению вероятности отражения луча от оболочки. Результат –
модовая дисперсия (рассеивание), сильно ограничивающая расстояние между
ретрансляторами сигнала. Пропускная способность многомода не превышает
10 Гбит/с, а максимальная дальность передачи сигнала практически без
потерь около 1 км. Некоторые волокна поддерживают передачу данных на
более высокой скорости.

Одномод обеспечивает передачу одного светового сигнала за
счет малого диаметра сердечника и значительного снижения модовой
дисперсии. Сигнал может быть передан без ретранслирующей аппаратуры на
большие расстояния, а пропускная способность может превышать 10 Гбит/с
на расстояния до 120 км и более.

Одномодовый кабель бывает:

Со смещенным лучевым рассеиванием – для эксплуатации
совместно с оптическими усилителями в линиях с широкой пропускной
способностью
Со смещенной минимальной длиной волны – для организации морских линий за счет большой мощности передачи данных
С нулевым смещенным лучевым рассеиванием – для организации
систем на основе технологии DWDM за счет отсутствия влияния на качество
сигнала нелинейных эффектов

Виды медиаконвертеров

Устройства могут различаться:

По выходному Ethernet порту – есть как порты со скоростью в 100 Мбит в секунду. Так и гигабитные аппараты.
По входному оптическому порту. Можно встретить конвертеры с SFP, SC/ST и LC входом.

Многомодовые и одномодовые – с одним или двумя портами оптического кабеля. Чуть позже расскажу, для чего это нужно.

Управляемые. Как я уже и сказал ранее, данное устройство не является узлом в сети и не имеет IP или MAC-адреса. И, как правило, они не имеют интерфейса для управления. Но в последнее время стали появляться модели, которые могут работать с VLAN по стандарту 802.1q. Обычно такие конвертеры имеют несколько Ethernet-портов, которые позволяют разделять сети на сегменты, а также работать с преобразованием некоторых сетевых данных.
Также их можно разделить по внешнему виду. Есть обычные блочные конвертеры, а есть в виде платы. Подобные платы ранее подключали в специальный короб, который уже работал сразу с несколькими подключениями.

Подобные устройства как и DSL-модемы, конечно, используются, но потихоньку вымирают, так как в многоквартирных домах обычно используют коммутаторы. А с приходом технологии GPON некоторые провайдеры подключают оптический кабель напрямую в роутеры.

Принципы выбора медиаконвертера

Корректно работающее оборудование данного класса способно существенно увеличить расстояние возможной передачи в локальных сетях

При подборе медиаконвертирующего оборудования для собственной сети, нужно принять во внимание следующее:

Чип устройства должен функционировать в дуплексном и полудуплексном режимах. Полудуплексная организация работы еще характерна для ряда многоканальных коммутаторов и концентраторов. Поддержание медиа-устройством только дуплекса может стать причиной коллизий информации, и ее утери.
Необходимо обязательно проверить подсоединение медиаконвертера к разным сращивателям волоконно-оптического кабеля во избежание потерь совместимости различных конвертирующих устройств.
Желательно, чтобы оборудование работало только в оптимальной для него температуре внешней среды.

Любой медиаконвертер также должен быть оснащен предохранителем, защищающим информацию от потерь в результате сбоев электроснабжения.

Принципы работы медиаконвертеров

Оптический медиаконвертер меняет формат сигнала Ethernet, основанный на CAT5, на формат, совместимый с оптоволоконными кабелями. На другом конце оптоволоконного кабеля находится второй конвертер, который нужен для преобразования данных к исходному формату

Следует отметить одно важно различие между Cat5 и волокном: кабели Cat5 и разъёмы RJ45 двунаправленные, в то время, как волокно нет. Таким образом, каждое волокно в системе должно включить 2 оптических кабеля, передающих данные в соответствующем направлении

Они, как правило, обозначены transmit (или Tx) и receive (или Rx).

Что такое оптический медиаконвертер?

Медиаконвертер — это маленькое устройство с двумя медиа-зависимыми интерфейсами и источником энергии, получающее сигналы с данными от одного устройства, конвертирующее и передающее их другому устройству. Его можно установить практически в любое место в сети.Тип коннектора зависит от среды, которая должна быть преобразована устройством. Наиболее распространенным является использование кабеля UTP (неэкранированная витая пара) для многомодового или одномодового волокна. На медной стороне, у большинства медиаконвертеров разъем RJ45 для взаимодействия с 10BASE-T, 100BASE-T, 1000BASE-T и 10GBASE-T. С оптической стороны обычно находятся разъемы SC/ST или порт SFP. Медиаконвертеры могут поддерживать скорость сети от 10 Мбит/с до 10 Гбит/с. Таким образом, есть Fast Ethernet медиаконвертеры, гигабитные Ethernet конвертеры, и 10-гигабитные Ethernet медиаконвертеры.

Значение устройства

Изначально для подключения к интернету мы использовали обычные телефонные линии. Вспомните, еще в 90-х и в начале 2000-х были популярны DSL модемы. Я понимаю, что они используются и сейчас, но все же их стало намного меньше. Проблема такой линии связи была в том, что два медных проводка совершенно не были защищены от воздействия окружающей среды. Электромагнитные волны искажали сигнал, который передавался за счет тока.

Как итог, большой ping в играх, и низкая скорость. Позже на смену подобного рода связи уже пришло оптическое волокно (ВОЛС). В оптических линиях данные передаются с помощью пучка света, который проходит в специальной среде. Данные линии более дешевые, так как сделаны не из меди, а из стекла (или других подобных материалов). Плюс подобные кабели полностью защищены от электромагнитного воздействия.

Самое главное, что дальность передачи без повторителя стала в разы больше. Напомню, что в медных проводах затухание куда больше. Но тут встал вопрос, а как подключать конечного пользователя, если на компьютере или ноутбуке, как правило, установлен обычный Ethernet-порт?

Для этого используется вита пара, обжатая коннекторами RJ-45. Как вы уже поняли, в подобной среде используется тот же самый ток. Проблема витой пары в том, что максимальная длина передачи данных без потери всего 100 метров. Есть конечно категории кабеля, в которых при увеличении толщины провода растет скорость, но уменьшается дальность до 75 или 100 метров.

И тут используют медиаконвертеры? – на самом деле не совсем так. Провайдеры для подключения целого подъезда или дома используют более мощные маршрутизаторы или коммутаторы с входными оптическими портами. А как мы помним, медиаконвертеры имеют 1 или 2 Ethernet порта. Иногда подобные устройства используют для подключения всего одного клиента.

Но обычно их используют в некоторых местах сети, где нужно изменить среду передачи с электричества на оптику.

Как выбрать медиаконвертер?

Правильный медиаконвертер может обеспечить экономически эффективное решение удлинения дистанции передачи локальных сетей, уменьшая стоимость кабеля и труда. При выборе медиаконвертеров для своей сети, следует учитывать следующие пункты:

Чип конвертера должен работать как в дуплексной, так и в полудуплексной системе. Причина в том, что некоторые N-канальные коммутаторы и концентраторы могут использовать полудуплексные режимы работы, что может вызвать серьезные столкновения и потерю данных, если медиаконвертер поддерживает только дуплексную работу. Необходимо провести проверку соединения между медаиконвертером и различными сращивателями оптоволокна. В противном случае, может произойти потеря данных и неустойчивая передача из-за несовместимости между различными конвертерами. Также для того, чтобы обеспечить корректную работу медиаконвертера необходимо измерение температуры. Это связано с тем, что конвертер может не работать при высоких температурах окружающей среды

Таким образом, важно точно знать его рабочую температуру. В медиаконвертере должно быть оборудовано предохранительное устройство, защищающее от потери данных .

Структура одномодового волокна и особенности передачи оптического излучения

Одномодовое волокно, как следует из названия, способно распространять на рабочей длине волны только одну основную (фундаментальную) моду оптического излучения. Одномодовый режим достигается за счет очень маленького диаметра сердцевины (обычно 7-10 мкм). Основная мода распространяется вблизи центральной оси волокна, при этом часть оптической мощности распространяется в оболочке, что повышает требования к оптическим свойствам оболочки. Чтобы учесть эту особенность, для описания одномодового оптического волокна помимо диаметра сердцевины используется еще и такой параметр, как диаметр модового пятна, который определяется как диаметр окружности, на которой мощность излучения уменьшается в е раз. Иными словами, в пределах этой окружности распространяется бо́льшая часть оптического излучения. (рис. 1). Очевидно, что диаметр модового пятна чуть больше диаметра сердцевины.

Рис. 1. Понятие модового пятна

Применительно к одномодовому оптическому волокну также вводится параметр длины волны отсечки. Если длина волны излучения меньше длины волны отсечки, в волокне начинают распространяться несколько мод, то есть оно становится многомодовым

Это важно учитывать при выборе рабочей длины волны. В стандартном одномодовом волокне длина волны отсечки имеет величину 1260 нм

Типичные рабочие длины волн для одномодового кварцевого волокна – 1310 и 1550 нм (второе и третье окна прозрачности, затухание меньше 0,4 дБ/км, см. рис. 2).

Рис. 2. Затухание в одномодовом кварцевом волокне

Набольшее распространение в телекоммуникациях получило кварцевое одномодовое волокно с соотношением диаметров сердцевины и оболочки 9/125 мкм. Как и в случае многомодового волокна, на одномодовое волокно наносится первичное защитное покрытие диаметром примерно 250 мкм (бывают другие размеры).

Классификация медиаконвертеров

1. По количеству используемых волокон:

одноволоконные;
двухволоконные.

2. По типу оптоволоконного кабеля для передачи сигнала:

одномодовые;
многомодовые.

3. По конструктивному исполнению:

в виде автономного устройства (Stand Alone) – имеют заранее заданное производителем количество портов. Подразделяются на одно-портовые и многопортовые (до 64 портов);
модульные – позволяют самостоятельно собрать в одном устройстве необходимый набор интерфейсов.

4. По признаку управляемости:

неуправляемые – применяемые для объединения локальных сетей, удаленных друг от друга на значительные расстояния, или для подключения между собой нескольких активных устройств с фиксированными параметрами работы;
управляемые (удаленно) – полностью повторяют функционал неуправляемых медиаконверторов, но при этом позволяют удаленно изменять параметры работы, проводить мониторинг конвертеров, сохранять отчеты о событиях или авариях.

При всей своей простоте данные устройства претерпевают изменения, совершенствуются. В первую очередь увеличивается скорость передачи данных. Никого сегодня не удивить передачей данных на гигабитных скоростях с помощью конвертеров. Растет также их «интеллект».

За последние несколько лет улучшились технические характеристики оборудования при одновременном снижении стоимости, что привело к массовому использованию системы передачи сигнала по оптоволоконному кабелю со скоростью до 1 Гбит/с

Современные конвертеры могут не только отправлять отчеты о параметрах своей работы, но и обнаруживать ошибки (на оптоволоконном интерфейсе), автосогласовывать (на стороне витой пары), определять наличие подключения (Link Detection) и многое другое. Постоянно совершенствуясь, медиаконвертеры еще долго будут применяться и при построении сетей, и при использовании оборудования в системах видеонаблюдения. Во всяком случае, до тех пор, пока будет применяться медный кабель.

Основное назначение устройств

Главное предназначение подобного устройства заключается в преобразовании цифрового сигнала в оптический поток данных, или наоборот. Подобное решение очень удобно использовать для объединения современных и устаревших сетей. Кроме того, при помощи такого аппарата даже самый старый компьютер сможет использовать скорость потока ВОЛС.

Второе назначение устройств заключается в создании обширных линий связи. Подобная возможность широко используется корпоративными, муниципальными и государственными организациями для объединения в единую сеть устройств, которые располагаются в разных частях города или даже за пределами городской черты.

Оптический медиаконвертер способен выполнять еще одну функцию – преобразовывать разные типы оптического сигнала. Так, одномодовый поток данных может трансформироваться в многомодовый, что позволяет экономить денежные средства на приобретении более дорогих преобразователей.

Принцип функционирования медиаконвертера

Оптический медиаконвертер преобразует CAT5-модулированный поток данных вида Ethernet на поток, пригодный для передачи по оптической волоконной линии. Противоположная оконечность оптоволоконной магистрали оснащена другим конвертером, который возвращает потоку информации его исходный вид. Необходимо отметить, что если проводной интерфейс на основе CAT5 и RJ45 допускает двухстороннюю трансляцию данных по кабелю, то оптоволоконная линия передает их только в одну сторону. Поэтому волоконно-оптическая магистраль включает две жилы, осуществляющие трафик информации в противоположных направлениях. В большинстве случаев они имеют названия transmit/receive (Tx/Rx). Однако, с развитием технологий стали появляться одноволоконные оптические медиаконвертеры, например, в которых трафик передается по оптике в одной жиле одновременно в противоположных направлениях.

Активные компоненты

Поскольку одномодовое волокно имеет маленький диаметр сердцевины, в качестве источников излучения для него используются узконаправленные полупроводниковые лазеры, работающие во втором и третьем окнах прозрачности кварцевого волокна. Как правило, используются следующие типы лазеров:

1) Лазер с резонатором Фабри-Перо (FP – Fabry-Perot) – простейший тип полупроводникового лазера, характеризующийся большой шириной спектра (2 нм). Широкий спектр приводит к увеличению влияния хроматической дисперсии, что ограничивает расстояние передачи сигнала.

2) Лазер с распределенной обратной связью (DFB – distributed feedback) имеет конструкцию, способствующую уменьшению ширины спектра излучения до 0,1 нм, что позволяет использовать такие лазеры в более высокоскоростных и протяженных системах.

3) Лазер с внешней модуляцией (EML – externally modulated laser). Предыдущие типы излучателей относятся к категории лазеров с внутренней (прямой) модуляцией, при которой мощность излучения модулируется непосредственно током питания лазера. В системах, где важную роль играет стабильность длины волны излучения (например, в высокоскоростных системах и в системах WDM) применяются DFB лазеры, излучение которых модулируется внешним устройством модулятором.

Виды устройств

Преобразователи сигналов различают по нескольким основным параметрам. Во-первых, это наличие определенного типа разъемов для подключения кабелей. Встречаются устройства с SC LC входом, либо с портом под модуль SFP. Второе отличие заключается в скорости преобразования сигнала. Здесь можно перечислить самые разнообразные модели, у которых данных параметр буде разниться от 100 Мбит до 1 Гбит.

От всех перечисленных параметров, а также от фирмы производителя будет зависеть стоимость, по которой можно будет купить медиаконвертер оптический. Цена за такое приспособление варьируется в пределах от 1 до 50 тыс. рублей и более. В конечную сумму за продукт входит количество разъемов для подключения кабелей, наличие или отсутствие интерфейса, разнообразные приспособления для улучшения производительности преобразователя.

Преимущества медиаконвертеров

Сложность сети, требовательные приложения и растущее количество устройств в сети приводят к повышению требований к скорости и пропускной способности сети, а также к увеличению расстояния в локальной сети (LAN). Медиаконвертеры предлагают решения этих проблем, позволяя использовать оптоволокно , когда это необходимо, и интегрируя новое оборудование в существующую кабельную инфраструктуру. Они обеспечивают бесшовную интеграцию оптоволоконных и медных кабелей витая пар а, а также различных типов оптоволоконных кабелей в корпоративных локальных сетях. Они поддерживают широкий спектр протоколов, скоростей передачи данных и типов носителей, чтобы создать более надежную и экономичную сеть.

Конструктивная разница между одномодами и многомодами, сравнение

Одномодовые и многомодовые волокна изготавливаются из
схожего по составу сырья. Диаметр демпфера у обоих вариантов
составляется 125 мкм. Основное различие заключается в диаметре
сердцевины:

Для многомод – 62,5 мкм или 50 мкм
Для одномод – 9 мкм

Через одномодовый кабель луч проходит стабильно, без
изменения траектории, так как не подвергается серьезным искажениям и
рассеиванию. Позволяя передавать данные на значительные расстояния,
одномод менее долговечен, в эксплуатации требует дорогостоящее
оборудование.

Для линии на основе многомодового волокна оконечное
оборудование – обычный светодиод. Износ волокна ощутимо снижен, что
продлевает срок службы. Несмотря на высокую стоимость многомода, его
обслуживание обходится дешевле по сравнению с одномодом. Ограничив длину
линии значением 550 метров, на скоростях передачи до 10 Гбит/с можно
добиться высокого качества сигнала.

Вывод

В центре обработки данных медиаконвертеры продлевают срок службы существующих медных коммутаторов, обеспечивая плавный переход от меди к волокну. Медиаконвертеры также могут быть использованы с новыми медными коммутаторами с фиксированными портами RJ45, которые значительно дешевле, чем аналогичные оптоволоконные коммутаторы . Здесь сетевые менеджеры могут конвертировать только выборочные медные порты для мультимодового или одномодового волокна в зависимости от необходимости, обеспечивая универсальность центру обработки данных, при этом снижая общие затраты.

Источник： https://community.fs.com/ru/blog/fiber-media-converter-what-is-it-and-how-it-works.html