راهنمای جامع آشنایی با مدیا کانورتورها و کاربرد آن‌ها در شبکه‌های ارتباطی

رایج‌ترین نوع مدیا کانورتور دستگاهی است که نقش فرستنده و گیرنده در شبکه‌های زوج به‌هم تابیده مسی (UTP) سرنامUnshielded Twisted Pair  را دارد و سیگنال‌های الکتریکی را به طول موج‌های نوری تبدیل می‌کند تا شبکه‌‌های مبتنی بر فیبر نوری بتوانند از آن استفاده کنند. اتصال فیبرنوری زمانی نیاز است که فاصله میان دو دستگاه شبکه فراتر از فاصله انتقال کابل مسی است. مدیا کانورتور اجازه می‌دهد دو دستگاه شبکه با درگاه مسی و در مسافت‌های طولانی توسط کابل فیبرنوری به هم متصل شوند. مدیا کانورتورها به عنوان دستگاه‌های سوییچینگ لایه دو (لایه فیزیکی) در دسترس قرار دارند و قابلیت‌های پیشرفته‌ای همچون برچسب‌زنی VLAN و محاسبه نرخ سوییچینگ را ارائه می‌دهند (سوئیچینگ/راهگزینی در شبکه‌های کامپیوتری اشاره به پروسه‌ای دارد که بسته‌های ارسال شده از یک پورت به پورت دیگر، جهت ارسال به مقصد هدایت می‌شوند.). مدیا کانورتورها عمدتا برای پشتیبانی از شبکه‌های گسترده متنوع که نیازمند نرخ بالایی از انتقال داده‌ها هستند، استفاده می‌شوند.

مدیا کانورتورهای فیبر به فیبر می‌توانند اتصالی میان فیبر چند حالته (multi mode) به تک حالته (single mode) و فیبر دوگانه (dual fiber) به فیبر تکی (single fiber) برای انتقال دو طرفه داده‌ها فراهم کنند، در حالی که از رویکرد تبدیل طول موج نیز پشتیبانی کنند. کاربرد دیگر مد‌‌‌یا کانورتورها در فرآیند تبدیل چند حالته به تک حالته و زمانی است که قصد استفاده از تجهیزات قدیمی ارزان‌قیمتی را دارید که مجهز به درگاه‌های MM هستند، اما برای برقراری ارتباط به تجهیزات SM نیاز دارند. دقت کنید، در برخی موارد مدیا کانورتورها با هدف تسهیم‌سازی/سهم‌بندی تقسیم طول موج (WMD) سرنام Wavelength Division Multiplexing استفاده می‌شوند. امروزه مدیا کانورتورهای مختلفی در بازار وجود دارد که می‌توانند از پروتکل‌ها و نرخ‌های داده‌ای، کابل‌کشی و کانکتورهای مختلف پشتیبانی کنند. مدیا کانورتورها مناسب‌ترین ابزار برای ارگان‌های دولتی، سازمان‌ها، مراکز داده و شرکت‌های مخابراتی هستند که از شبکه‌های مختلف و ناهمگن استفاده می‌کنند. مدیا کانورتوها اجازه می‌دهند شبکه‌های مختلف با یکدیگر ارتباط برقرار کنند و گستره تحت پوشش فیبر افزایش یابد.

مدیا کانورتورها چه مزایایی دارند؟

پیچیدگی شبکه‌ها، تنوع خدمات و برنامه‌های کاربردی تحت شبکه رشد چشم‌گیر دستگاه‌های شبکه را به همراه داشته است. دستگاه‌هایی که نیازمند سرعت و پهنای باند زیاد هستند و هر یک از آن‌ها به لحاظ جغرافیایی در شبکه‌های محلی با فواصل دور از یکدیگر قرار دارند. مدیا کانورتور راه‌حلی برای مشکلات فوق است که اجازه می‌دهد از فیبر و ویژگی یکپارچه‌سازی تجهیزات جدید با کابل‌کشی‌ فعلی استفاده کنید. مدیا کانورتور ضمن حل مشکل عدم یکپارچگی فیبر و مس اجازه به‌کارگیری انواع مختلف فیبر در شبکه‌های محلی را می‌دهد. پشتیبانی از پروتکل‌ها و دستگاه‌های مختلف و نرخ انتقال بالای داده‌ها، اجازه می‌دهند شبکه‌ای مطمئن و با قیمتی مناسب پیاده‌سازی کنیم.

چرا مدیا کانورتورها یک نیاز اصلی هستند؟

نیاز روز افزون به شبکه‌های ارتباطی حتا در کسب‌وکارهایی با ابعاد کوچک و متوسط

شبکه‌های LAN و  WAN در حال هم گرایی هستند که این مسئله رشد شبکه‌های فیزیکی را به همراه دارد.

وابستگی شدید خدمات نوین شبکه به پهنای باند زیاد و زمان تاخیر کم

محدود بودن نقدینگی که مانع خرید تجهیزات گران‌قیمت شده و باعث می‌شود تا سازمان‌ها سوییچ‌ها و روترهای بعضا قدیمی را حفظ کنند و به دنبال پلی برای برقراری ارتباط میان تجهیزات قدیمی با فناوری‌های نوین باشند.

مدیا کانورتور چه راهکارهایی پیشنهاد می‌دهد؟

مدیا کانورتورها عمدتا به دلیل ارائه سه راهکار زیر با استقبال روبرو شده‌اند:

افزایش برد شبکه با قابلیت تبدیل مس به فیبر که گسترش ارتباطات فیبرنوری را به همراه دارد.

صرفه‌جویی در هزینه‌ها با استفاده از تجهیزات فعلی

افزایش ظرفیت فیبر فعلی با اتکا بر تسهیم‌سازی با تقسیم طول موج (WDM) زمانی‌که از تسهیم‌کننده‌ها استفاده می‌شود.

شرکت‌ها برای مدیا کانورتورها کاربردهای جدیدی تعریف کرده‌اند که از مهم‌ترین آن‌ها به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

مدیریت از راه دور کانورتور و پیکربندی سوییچ  multi-port

تبدیل تسهیم‌کننده طول موج با هدف افزایش پهنای باند

پشتیبانی از حالت فیبر به دسکتاپ (FTTD) سرنام Fiber-to-the-Desktop

‌مدیا کانورتورها قابلیت‌هایی فراتر از تبدیل ارتباطات مسی-به‌-فیبر دارند و می‌توانند انواع مختلفی از فیبرها را به یکدیگر تبدیل کنند. مدیا کانورتورها در شبکه‌های اترنت از فناوری سوییچ یکپارچه شده پشتیبانی می‌کنند، توانایی پیاده‌سازی سوییچینگ با نرخ 100/10 و 1000/100/10 را دارند و از ویژگی‌های پیشرفته‌ای همچون شبکه‌های محلی خصوصی مجازی، اولویت‌بندی کیفیت خدمات، کنترل دسترسی به درگاه و کنترل پنهای باند پشتیبانی می‌کنند. ویژگی‌های یاد شده فرآیند انتقال داده‌های صوتی و ویدیو را برای کاربر نهایی ساده می‌کنند. مدیا کانورتورها با هدف کم کردن هزینه‌‌ خرید تجهیزات جدید امکان به‌کارگیری و برقراری ارتباط میان تجهیزاتی همچون روترها، سوییچ‌ها، سرورها و هاب‌های یک شبکه را فراهم کرده و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین برای ساخت لینک‌های فیبر جدید با استفاده از فناوری تسهیم‌سازی تقسیم طول موج (WDM) را کاهش می‌دهند. برای این منظور مبدل‌های فوق از رویکرد تبدیل طول موج استفاده می‌کنند. مدیا کانورتورها برای کاهش هزینه‌های عملیاتی شبکه به سرپرستان شبکه کمک می‌کنند زمانی که امکان حضور فیزیکی آن‌ها در محیط فراهم نیست، فرآیند عیب‌یابی و پیکربندی تجهیزات شبکه را از راه دور انجام دهند.

مدیا کانورتورها ایده‌آل‌ترین راهکار برای نشان دادن قابلیت‌های کابل فیبرنوری

فیبرنوری به نسبت کابل‌های مسی می‌تواند داده‌های بیشتری در مسافت‌های طولانی‌تر را انتقال دهد و با افزایش مسافت امکان دستیابی به تجهیزات و کاربران بیشتری را ارائه کند. تداخل الکتریکی روی عملکرد فیبرنوری تاثیرگذار نیست و به دلیل عدم انتشار امواج الکترومغناطیس نسبت به کابل مسی امنیتی بیشتری دارند. ویژگی فوق اجازه می‌دهد فیبرنوری در شبکه‌های تجاری، صنعتی، دولتی و مالی ایده‌آل‌ترین گزینه برای تبادل اطلاعات باشد. مسافتی که توسط زیرساخت شبکه فیبرنوری پشتیبانی می‌شود محدود به قدرت سیگنال نوری است که واسط‌های سخت‌افزاری فعال آن‌را منتشر می‌کنند. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.

انواع مختلف مدیا کانورتورها

همان‌گونه که اشاره شد، مبدل‌های رسانه‌ای انواع مختلفی دارند که از آن جمله می‌توان بهPON ، Standard، Managed  و Industrial اشاره کرد که در زیر مجموعه مس-به-فیبر و فیبر-به-فیبر قرار می‌گیرند و از پروتکل‌های شبکه، سرعت انتقال، کابل‌کشی و کانکتورها (اتصال‌دهنده‌ها) مختلف پشتیبانی می‌کنند. توصیف هر یک از مبدل‌های فوق به شرح زیر است:

شبکه نوری منفعل (PON)

تقاضا برای پهنای باند سریع‌تر به سرعت در حال گسترش است و ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی برای ارائه خدمات مطلوب‌تر مجبور به استفاده از کابل فیبر نوری هستند. علاوه بر این‌، ارائه‌دهندگان خدمات اینترنتی در حال حرکت به سمت مدل تحویل G.Fast هستند. با توجه به درخواست‌های مرتبط با پهنای باند، معماری‌های شبکه مبتنی بر فیبر به گره (FTTN) سرنام Fiber-to-the-Node یا فیبر به جعبه مخابراتی Fiber-To-The-Curb (FTTC) در حال جایگزینی هستند. شبکه نوری غیرفعال گیگابیت (GEPON) سرنام Gigabit Passive Optical Network از دستگاه‌های خودپرداز، اترنت و WDM پشتیبانی می‌کند. شبکه نوری منفعل نوری تنها به یک کابل فیبر نیاز دارد تا به یک ترمینال شبکه نوری (ONT) سرنام Optical Network Terminal  در نزدیکی یک مشترک وصل شود.

مبدل‌های رسانه‌ای استاندارد

مبدل رسانه‌ای استاندارد به منظور تبدیل سیگنال‌ها از اترنت به فیبر استفاده می‌شود. مدیا کانورتورهای فوق پایه‌ای‌ترین  مدل مبدل‌ها هستند و برای شرکت‌هایی که سطح دانش کارمندان دپارتمان فناوری‌اطلاعات آن‌ها در حد اولیه است، اما نیازمند توسعه شبکه ارتباطی هستند مناسب است.

مبدل‌های رسانه‌ای مدیریت شده

مبدل‌های رسانه‌ای مدیریت شده می‌توانند از طریق یک رابط ساده نصب شوند. همچنین، امکان قرار دادن آن‌ها در یک شاسی شبیه به بازاسمبل یک سوییچ وجود دارد. ویژگی مدیریتی امکان پیکربندی از راه دور را فراهم می‌کند. قابلیت استفاده شده در رابطه با سوئیچ مدیریت شده می‌تواند یک لایه امنیتی اضافی برای شبکه‌های محلی که نیازمند تبادل اطلاعات مالی هستند به وجود آورد.

مبدل‌های رسانه‌ای صنعتی

مبدل رسانه‌ای صنعتی، راهکاری بسیار کارآمد برای مکان‌هایی است که درجه حرارات محیطی زیاد است و احتمال استهلاک زود‌هنگام قطعات وجود دارد. مدیا کانورتورهای صنعتی ایده‌آل‌ترین‌ گزینه برای نصب در محیط‌های خارج از ساختمان یا تأسیسات تولیدی هستند.

مدیا کانورتورهای مسی-به-فیبر

مدیا کانورتورهای اترنت مسی به فیبر با پشتیبانی از استاندارد IEEE 802.3 اجازه برقراری یک ارتباط پایدار و پر سرعت را برای دستگاه‌های Ethernet، Fast Ethernet، Gigabit و 10 Gigabit Ethernet ارائه می‌کنند. برخی از مبدل‌ها از نرخ راهگزینی 10/100 یا 10/100/1000 پشتیبانی کرده و اجازه یکپارچه‌سازی تجهیزاتی که نرخ داده و رابط‌های مختلفی در یک شبکه واحد دارند را فراهم می‌کنند.

مدیا کانورتور فیبر به فیبر

مبدل‌های فوق اتصال میان فیبر تک حالته و چند حالته و میان فیبرهای دوگانه و تکی را امکان‌پذیر می‌کنند. علاوه بر این، مبدل‌های فوق از فرآیند تبدیل طول موج‌ها به یکدیگر که شامل طول موج استاندارد (1310، 1550) و CWDM است پشتیبانی می‌کنند. مدیا کانورتورهای فوق مستقل از پروتکل هستند و برای کاربردهای اترنت و TDM استفاده می‌شوند.

مدیا کانورتورها از پروتکل‌های شبکه به شرح زیر پشتیبانی می‌کنند:

10, 100, Gigabit and 10G Ethernet

10G OTN

T1 / E1 and T3 / E3 / DS3>

SONET (OC-3, OC-12, OC-48 and OC-96)

Fibre Channel

Serial RS-232 / 422 / 530

Protocol Transparent, supporting data rates up to 11.32Gbps

پشتیبانی از کانکتورها و کابل‌های فیبرنوری به شرح زیر است:

SFP, SFP+ and XFP Standard Wavelength Transceivers

SFP, SFP+ and XFP CWDM Transceivers

ST, SC, LC and MT-RJ Connectors

Single-mode and Multimode Fiber

Dual and Single Fiber

پشتیبانی از کابل‌های مسی و اتصال‌دهنده‌ها به شرح زیر است:

Copper RJ-45

 BNC and Mini BNC

 Coax

 UTP Category 4, 5 and 6

مدیا کانورتورهای مستقل و مبتنی بر شاسی

مدیا کانورتورها به عنوان واحدهای مستقل فشرده که از برق متناوب یا مستقیم استفاده می‌کنند در دسترس هستند. مدیا کانورتورهای مستقل برای تبدیل یک اتصال مس به فیبر و به شکل نقطه به نقطه نصب شده و استفاده می‌شوند. در نقطه مقابل، مدیا کانورتورهای مبتنی بر شاسی به شکل ماژول‌هایی هستند که می‌توانند در انواع مختلفی از شاسی‌ها نصب شوند. شاسی‌های رک‌مونت با ظرفیت بالا اجازه دسترسی به چند فیبر از سوئیچ‌های مسی در یک هم‌بندی (توپولوژی‌) ستاره‌ای را فراهم می‌کنند.

مدیا کانتورهای مدیریتی و غیر مدیریتی

مدیا کانورتور غیر مدیریتی اجازه برقراری ارتباط و دسترسی ساده را ارائه می‌کنند، اما سطح پیکربندی، نظارت و عیب‌یابی آن‌ها همانند مدیا کانورتور مدیریتی نیست. زمانی که دستگاهی به مدیا کانورتور غیر مدیریتی وصل می‌شود به شکل خودکار ارتباط را برقرار می‌کند. نصب و به‌کارگیری مدیا کانورتورهای غیر مدیریتی ساده است و به کمترین پیکربندی ممکن نیاز دارند. مدیا کانورتورهای مدیریتی گران‌تر از نمونه مدیریت نشده هستند، اما ویژگی‌های نظارت بر شبکه، عیب‌یابی و پیکربندی از راه دور را ارائه نمی‌کند.

مدیا کانورتور مبتنی بر توان الکتریکی بر بستر کابل شبکه (PoE) در برابر مدیا کانورتور فاقد انتقال جریان الکتریکی (Non-PoE)

مدیا کانورتورهای PoE برای گسترش مسافت تحت پوشش فیبر مقرون به‌صرفه‌ و قابل اعتماد هستند، زیرا به دستگاه‌های مبتنی بر PoE اجازه می‌دهند انرژی مورد نیاز را توسط کابل مسی که برای انتقال داده‌ها استفاده می‌شود دریافت کنند. این دستگاه‌ها می‌توانند تلفن‌های آی‌پی تحت شبکه، تجهیزات ویدئو کنفرانس، دوربین‌های آی‌پی و دستگاه‌های وای‌فای باشند که انرژی موردنیاز آن‌ها توسط کابل‌کشی مسی تامین می‌شود. به همین دلیل برای اتصال دوربین‌های امنیتی و اکسس‌پوینت‌های بی‌سیم در مناطقی که دسترسی به ارتباطات گیگابیتی میسر نیست ایده‌آل هستند.

کاربرد مدیا کانورتور نقطه-به-نقطه اترنت

برای اتصال دو سوئیچ مس به فیبر از یک جفت مبدل مس به فیبر استفاده می‌شود. ایستگاه کاری و یک سرور نیز با استفاده از جفت مبدل‌های رسانه‌ای مس به فیبر به شبکه وصل می‌شوند.

‌کاربرد مدیا کانورتور فیبر در محیط‌های اترنتی

در مثال زیر، یک مدیا کانورتور 10/100 را مشاهده می‌کنید که برای دستیابی به توزیع فیبر با ظرفیت بالا و به منظور استفاده از تجهیزات سوییچ UTP (نقطه A) در هسته شبکه و درون شاسی پاور Redundant نصب شده است. سوییچ UTP (نقطه B) توسط فیبرنوری و با استفاده از یک مدیا کانورتور 10/100 مستقل به هسته شبکه وصل شده است. مدیا کانورتور 10/100 دیگری نیز برای برقراری ارتباط فیبرنوری با درگاه UTP کامپیوتر و بهره‌مندی از معماری فیبر به دستکاپ نصب شده است (نقطه C).  سوییچ اترنت (نقطه D) به شکل مستقیم توسط فیبرنوری به مدیا کانورتور در هسته شبکه متصل است.

‌کاربرد مدیا کانورتور اترنت 10G

مدیا کانورتورهای 10G راه‌حل‌های ارتباطی مختلفی برای مراکز داده 10G ارائه می‌کنند تا مشکل عدم سازگاری تجهیزات با درگاه‌های 10GBASE-T RJ-45 و سرورهای رک یا سوییچ‌های موجود با درگاه‌های فیبرنوری برطرف شود. تغییر در معماری و حرکت از Top of Rack به End of Row در هنگام گسترش شبکه‌ها مشکلاتی در ارتباط با کابل‌کشی و رک‌سرورها به وجود می‌آورند. در چنین شرایطی کابل‌کشی فیبر نوری می‌تواند بدون مشکل فاصله میان سوییچ‌ها و سرورهای 10G را گسترش دهند. یک Redundant Power Chassis مجهز به ماژول مسی-به-فیبر 10 G می‌تواند مشکل عدم سازگاری درگاه‌ها و کابل‌کشی CAT-6A را برطرف کند. شکل زیر این موضوع را نشان می‌دهد.