Kupfer-zu-Faser-Medienkonverter: Anwendungsleitfaden

Kupfer-zu-Faser-Medienkonverter sind ein wichtiger Teilbereich von Medienkonvertern oder Faser-Medienkonvertern. Sie werden in großem Umfang eingesetzt, um eine nahtlose Umwandlung von Kupfer- zu Glasfaserkabeln zu erreichen, wobei die Übertragungsstrecken weitgehend verlängert und die Effizienz verbessert werden. Konkret können Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter grob in drei Typen unterteilt werden: Ethernet-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter, TDM (Time Division Multiplexing)-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter und Serial-zu-Glasfaser-Medienkonverter. Im Folgenden werden die Anwendungen dieser drei Arten von Medienkonvertern jeweils vorgestellt.

Ethernet-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter

Ethernet-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter dienen als der grundlegendste Typ, der 10/100/1000Mbps oder 10Gbps unterstützt, die für eine Vielzahl gängiger Szenarien eingesetzt werden, darunter Point-to-Point, High-Density-Glasfaserverteilung und redundante Glasfaser/Kupfer-Anwendungen.

Point-to-Point-Application

Eine Point-to-Point-Verbindung ist eine Datenverbindung zwischen zwei Kommunikationsendpunkten oder -knoten. Dies ist die grundlegendste und direkteste Verwendung. Beispielsweise kann ein Medienkonverterpaar bei Punkt-zu-Punkt-Verbindungen verwendet werden, die zwei Ethernet-Switches (oder Router, Server, Hubs) über ein Glasfaserkabel verbinden, oder um Switches mit der Workstation und dem Dateiserver zu verbinden. Diese Anwendung ist sehr einfach und effizient und kann in Privathaushalten oder kleinen Unternehmen in großem Umfang eingesetzt werden.

Abbildung 1: Point-to-Point-Anwendung

High-Density-Glasfaserverteilung

In großen Rechenzentren, Unternehmens- und Campusnetzwerken ist eine hochdichte Glasfaserverteilung erforderlich. In diesen Fällen werden eine Reihe von Glasfaser-Medienkonvertern eingesetzt. Zur besseren Verwaltung und zur Platzersparnis werden sie in der Regel in einem redundanten Stromgehäuse installiert. In diesem Anwendungsbeispiel sind gehäusebasierte Medienkonverter für die Verteilung von Glasfasern mit hoher Dichte vom Netzwerkkern (A) aus vorgesehen. Ein Ethernet-Switch (B) ist mit einem eigenständigen Medienkonverter über eine Glasfaser mit dem Netzwerkkern verbunden. Ein weiterer Medienkonverter verbindet einen PC-RJ45-Anschluss in einer Fiber-to-Desktop-Anwendung (C). Ein Ethernet-Switch (D) ist direkt über Glasfaser mit dem Medienkonverter verbunden, der mit dem Kern-Switch (A) verbunden ist.

Abbildung 2: Anwendung für High-Density-Glasfaserverteilung

Redundante Glasfaser/Kupfer-Anwendungen

Redundante Ethernet-Medienkonverter haben in der Regel drei Anschlüsse, die eine Redundanz der Glasfaser- oder Kupferverbindung bieten. Über die eingebauten DIP-Schalter (Dual In-Line-Paket) kann der Konverter als redundanter 2-Port-Modus konfiguriert werden, der eine automatische Recovery-Funktion unterstützt. Unter der Voraussetzung, dass eine Kabelverbindung unterbrochen ist, wird die redundante Verbindung aktiviert, um eine 100%ige Betriebszeit zu gewährleisten. Sie sind für unternehmenskritische Netzwerkanwendungen konzipiert, die Glasfaser- oder Kupferverbindungen zur automatischen Wiederherstellung von weniger als 10ms benötigen, wie z. B. ISPs (Internet Service Provider), Telekommunikation, Krankenhäuser, Banken und Unternehmen. Redundante Verbindungen können in parallelen Pfaden oder in geografisch unterschiedlichen Pfaden verlaufen, wie unten dargestellt.

Abbildung 3：Redundante Glasfaser/Kupfer-Anwendungen

TDM-Kupfer-zu-Faser-Medienkonverter

TDM (Time Division Multiplexing)-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter können verwendet werden, um herkömmliche Kupferverbindungen des TDM-Telekommunikationsprotokolls mit Glasfaserkabeln zu erweitern, wodurch die Störfestigkeit, die Dienstqualität, der Einbruchschutz und die Netzwerksicherheit verbessert werden können. T1/E1- und T3/E3-Konverter sind zwei gängige Typen. Die Anwendung erfolgt häufig innerhalb eines Gebäudes, Gebäudekomplexes oder Campus.

T1/E1-Anwendung

T1/E1-Kupfer-Glasfaser-Medienkonverter bieten oft Diagnosefunktionen zur Unterstützung der Installation und Wartung von T1- oder E1-Verbindungen. Sie ermöglichen den Einsatz von Glasfaser in Campus- oder Industrieumgebungen, in denen die Glasfaser frei von elektrostatischen Störgeräuschen ist, was diese Konverter besonders wichtig macht. Sie arbeiten paarweise und verlängern Entfernungen von TDM-Schaltungen über Glasfaser. In der vorliegenden Anwendung wird ein Paar T1/E1-Medienkonverter verwendet, um den Abgrenzungspunkt ( Übergabestelle vom Dienstanbieter) auf ein anderes Mietergebäude mit Glasfaser zu erweitern.

Abbildung 4: T1/E1-Anwendung

T3/E3-Anwendung

T3/E3-Kupfer-Glasfaser-Konverter bieten eine Koax-zu-Glasfaser-Konvertierung und können unabhängig von der Rahmung sein, um mit gerahmten oder ungerahmten, kanalisierten oder fraktionierten, nicht kanalisierten Datenströmen zu arbeiten. Sie können für die Verbindung mit Geräten wie PBX (Nebenstellenanlage), Multiplexern, Routern und Videoservern über Glasfaser verwendet werden. T3/E3-Medienkonverter bieten auch eine kostengünstige Lösung für die Erweiterung von Telekommunikationsabgrenzungspunkten.

Abbildung 5: T3/E3-Anwendung

Serial-zu-Glasfaser-Medienkonverter

Serial-zu-Glasfaser-Medienkonverter bieten eine Glasfaserverlängerung für Kupferverbindungen mit seriellem Protokoll. Sie können die Signal-Baud-Rate des angeschlossenen seriellen Vollduplex-Geräts automatisch erkennen und unterstützen Punkt-zu-Punkt- und Mehrpunkt-Konfigurationen. Sie können mit dem RS-232-, RS-422- oder RS-485-Port von Netzwerkgeräten verbunden werden.

RS-232-Anwendung

RS-232-Faser-Medienkonverter können nahtlos mit den meisten seriellen Geräten verbunden werden, da sie alle Arten von Hardware-Flusssteuerungssignalen unterstützen und als asynchrone Geräte arbeiten. RS-232 ist weit verbreitet, weil es so leicht verfügbar ist. Allerdings hat es nur eine begrenzte Entfernung und ist anfällig für Rauschen und nicht für Multi-Drop (viele Geräte können an denselben Satz Kupferkabel angeschlossen werden, während jedes Gerät seine eigenen Daten abhört und mit den anderen vor dem Senden verhandelt). Bei dieser Anwendung erhält ein PC über eine serielle Verbindung, bei der zwei RS-232-Glasfaser-Medienkonverter verwendet werden, um die Integration von Glasfaser- und Kupferkabeln zu erreichen, Zugang zu einem Terminalserver.

Abbildung 6: RS-232-Anwendung

RS-422-Anwendung

RS-422-Faser-Medienkonverter haben gegenüber RS-232-Konvertern erweiterte Vorteile. Er kann längere Strecken zurücklegen und ist multi-drop- und rauschfest. In dieser Anwendung werden RS-422-Konverter in einer Buchstützenkonfiguration eingesetzt, um eine serielle Netzwerkdistanzerweiterung über Glasfaser zu ermöglichen. Sie werden an jedem Ende der Glasfaserverbindung installiert und bieten Medienkonvertierung für die Verbindung zwischen einem seriellen Host/Controller und seriellen Multi-Drop-Geräten.

Abbildung 7: RS-422-Anwendung

RS-485-Anwendung

RS-485-Faser-Medienkonverter werden in vielen Mehrpunktanwendungen eingesetzt, bei denen ein Computer viele verschiedene Geräte steuert. Der RS485-Konverter ist ein Multi-Drop-Konverter und kann auch über große Entfernungen wie RS-422 betrieben werden, hat aber bessere Befehls- und Abhörfunktionen. In dieser Anwendung stellt ein Paar RS-485-Konverter die Multidrop-Verbindung zwischen dem Host-Gerät und den angeschlossenen Multidrop-Geräten über Glasfaserkabel her.

Abbildung 8: RS-485-Anwendung

Fazit

Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter werden noch lange Zeit sehr gefragt sein, da die Anforderungen an die Übertragungsdistanz, die Ethernet-Kupferkabel nicht abdecken können, aber Glasfaserkabel verlängern können, ständig steigen. Ethernet-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter, TDM-Kupfer-zu-Glasfaser-Medienkonverter und Serial-zu-Glasfaser-Medienkonverter sind die drei Haupttypen, und jeder Typ hat spezifische Anwendungen. Daher ist es empfehlenswert, die Netzwerkanforderungen zu berücksichtigen, bevor einer der Ethernet-Medienkonverter eingesetzt wird.

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