シングルモードとマルチモードファイバ：違いは何ですか？

より高い帯域幅とより高速な接続の新たな要求は、光ファイバケーブルアセンブリ市場、特にシングルモードファイバ（SMF）およびマルチモードファイバケーブル（MMF）の成長を著しく向上させました。シングルモードとマルチモードファイバの問題点やシングルモードとマルチモードファイバの間に詳細な比較を行うために、次の記事では基本構成、ファイバ距離、コスト、ファイバの色に焦点を当てます。

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：定義

単一モードとは、一度に1つのタイプの光モードを伝播させることを意味します。シングルモードとマルチモードのファイバの主な違いは、ファイバコアの直径、波長、光源、および帯域幅にあります。

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：コア径

シングルモードファイバコアの直径はマルチモードファイバよりはるかに小さく、一般的なコアの直径は9μmであり、マルチモードファイバコアの直径は50μmと62.5μmであるため、集光能力が高く接続が簡単です。シングルモードとマルチモードファイバのクラッド径は125μmです。

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：波長および光源

マルチモードファイバのコアサイズが大きいため、マルチモードファイバケーブルでは、850nmおよび1310nmの波長で動作するLED（発光ダイオード）やVCSEL（垂直共振器面発光レーザ）などの低価格光源が使用されます。シングルモードでは、レーザまたはレーザダイオードを使用してケーブルに注入される光を生成することが多く、一般的に使用されるシングルモードファイバの波長は1310nmと1550nmです。

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：帯域幅

マルチモードファイバの帯域幅は光モードによって制限され、現時点での最大帯域幅はOM5ファイバの28000MHz*kmです。シングルモードファイバ帯域幅は理論上は無制限ですが、一度に1つのモード光を通過させることができます。

さらに、シングルモードとマルチモードのファイバカラーにはいくつかの違いがあります。記事を読んで、明確な情報を入手してください：光ファイバケーブルのカラーコードを特定するにはどうすればいいですか？

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：距離

シングルモードファイバは長距離用途に適しており、マルチモード光ファイバは短距離用に設計されていることが知られています。シングルモードとマルチモードファイバの距離については、定量的な違いは何ですか？

ファイバケーブルの距離
光ファイバケーブルの種類		ファストイーサネット100BASE-FX	1Gbイーサネット1000BASE-SX	1Gbイーサネット1000BASE-LX	10GBASE SR	40GBASE SR4	100GBASE SR10
シングルモードファイバ	OS2	200m	5000m	5000m	10km	/	/
マルチモードファイバ	OM1	200m	275m	550m（変更ケーブル/ジャンパー/ジャンパー必要）	/	/	/
	OM2	200m	550m		/	/	/
	OM3	200m	550m		300m	100m	100m
	OM4	200m	550m		400m	150m	150m
	OM5	200m	550m		300m	400m	400m

チャートから見ると、1Gから10Gまでのデータレートでシングルモードファイバ距離がマルチモードファイバケーブルのそれよりもはるかに長いことがわかりますが、OM3/OM4/OM5マルチモードファイバはより高いデータレートをサポートしています。コアサイズと2つ以上のライトモードをサポートするため、ファイバ距離はマルチモードステップインデックスファイバの一般的な現象であるモデル分散によって制限されますが、シングルモードファイバはそうではありません。

シングルモードファイバ対マルチモードファイバ：ケーブル接続コスト

多くの人々が独自の意見を述べており、光トランシーバのコスト、システムコスト、および設置コストに重点を置いています。

光トランシーバのコスト

シングルモードトランシーバと比較して、マルチモードトランシーバの価格は2〜3倍近く低くなります。次の表では、FS.COMシスコ互換のシングルモードトランシーバとマルチモードトランシーバを例にとります。

スピード	モジュール	説明	価格	価格差
1G	シングルモードSFP	SFP モジュールCisco互換 GLC-LH-SMD 1000BASE-LX/LH SFP 1310nm 10km DOM	6,00 €	0,80 €
	マルチモードSFP	SFP モジュールCisco互換 GLC-SX-MMD 1000BASE-SX SFP 850nm 550m DOM	5,20 €
10G	シングルモードSFP+	SFP+モジュールCisco互換 SFP-10G-LR 10GBASE-LR SFP+ 1310nm 10km DOM	29,00 €	13,00 € €
	マルチモードSFP+	SFP+モジュールCisco互換 SFP-10G-SR 1000BASE-SX SFP 850nm 550m DOM	16,00 €
40G	シングルモードQSFP+	QSFP+モジュールCisco互換 QSFP-40G-LR4 40GBASE-LR4 und OTU3 QSFP+ LC 1310nm 10km DOM	241,00 €	207,00 €
	マルチモードQSFP+	QSFP+モジュールCisco互換 QSFP-40G-SR4 40GBASE-SR4 QSFP+ MTP/MPO 850nm 150m DOM	34,00 €
100G	シングルモードQSFP28	QSFP28モジュールCisco互換 QSFP-100G-LR4-S 100GBASE-LR4 QSFP28 1310nm 10km DOM	689,00 €	604,00 €
	マルチモードQSFP28	QSFP28モジュールCisco互換 QSFP-100G-SR4-S 100GBASE-SR4 QSFP28 850nm 100m DOM	85,00 €

表から、速度の増加に伴って価格差が大きくなることがわかります。

システムコスト

シングルモードファイバは、一般に長距離用途向けであり、スポットサイズが小さく、スペクトル幅が一般に狭い、より長い波長で動作するレーザを有するファイバトランシーバが必要とされる。より小さいコア直径は、単一モードファイバ相互接続の著しく高いトランシーバコストおよび全体的なより高い相互接続コストをもたらします。

マルチモードファイバでの使用に最適化されたVCSELベースのトランシーバの製造方法は、アレイデバイスに容易に製造でき、同等のシングルモードトランシーバよりも低コストです。複数のファイバレーンおよびマルチトランシーバアレイの使用にもかかわらず、シンプレックス/デュプレックス接続よりもシングルまたはマルチチャネル動作を採用するシングルモードテクノロジよりも大幅なコスト削減が実現します。

インストールコスト

シングルモード光ファイバは、マルチモードファイバよりもコストが低いことがよくあります。 最終的に10G以上になることを望む1G光ファイバネットワークを構築する場合、シングルモード用ファイバのコストを節約すると、半分の価格が節約されます。マルチモードOM3またはOM4ファイバは、SFPモジュールのコストが35％増加します。 シングルモードオプティクスはより高価ですが、特にOM1-OM2-OM3-OM4に従っている場合は、マルチモードを交換するための人件費が大幅に高くなります。

使用済みのファイバチャネルSFPを使用する場合は、シングルモード1Gの価格が床から落ちます。 予算があり、10Gの短い接続が必要な場合は、最後のチェックでは、経済性がまだマルチモードをサポートしています。 歴史が示すように、シングルモードの価格プレミアムが下がることを示唆しているので、それらの経済に注目してください。

要約

シングルモードファイバケーブルシステムは、長距離データ伝送アプリケーションに適しており、キャリアネットワーク、MAN、PONに広く採用されています。マルチモードファイバケーブルシステムは、リーチが短く、エンタープライズ、データセンター、LANに広く採用されています。総ファイバコストに基づいて、ネットワーク需要に最も適したものを選択することは、すべてのネットワーク設計者にとって重要な課題です。

OM3対OM4マルチモード：どちらを選択すればよいですか？

マルチモードファイバ（MMF）は、電子機器を集中化することにより、リンク距離を延長し、ネットワークの信頼性を高め、コストを削減する機会を提供します。 OM3マルチモードファイバは、レーザ最適化ファイバを利用して短波10G光伝送に広く採用されています。 OM4マルチモードファイバは、データセンター、金融センター、企業キャンパスなどの高速ネットワークをサポートするように設計されています。 私たちはOM3とOM4のマルチモードファイバの違いにうんざりしているかもしれませんが、この記事ではOM3とOM4をデコードし、選択ガイドを提供します。

OM3とOM4：それは何ですか？

OM3ファイバとOM4ファイバの両方が、50/125コアのレーザ最適化マルチモードファイバで、ISO 11801規格に適合するように設計されています。OM3ファイバ仕様は、主にOM3ファイバが10Gb / s伝送速度用に設計されているが、40Gb/sおよび100Gb/s以上でも動作可能であることを示しています。OM3の進歩として、OM4は、より高速なネットワーク、例えば10G、40G、100Gイーサネットに主に使用されています。OM3およびOM4ファイバは、最小2000MHz*km有効モード帯域幅（EMB、レーザ帯域幅としても知られる）および4700MHz*km EMB帯域幅をそれぞれ有します。OM3とOM4の互換性に関して、OM4ファイバはOM3ファイバと完全に後方互換性があります。

OM3とOM4の違い

OM3とOM4は、レーザー最適化されたマルチモードケーブルで、850nm VCSELS（垂直共振器面発光レーザー）用に設計されており、アクアシースを備えています。

OM3対OM4スピード

OM3ファイバは、10Gイーサネット伝送用に設計されているため、マルチモードファイバを使用する場合は10ギガビットイーサネットに最適ですが、伝送距離を長くする必要がある場合はOM4マルチモードファイバが理想的です。40Gおよび100Gイーサネットは、パラレルオプティクス伝送技術を使用して、複数のファイバでデータを同時に送受信します。40Gインターフェイスは、4本の光ファイバで1方向に4x10Gチャネル、次にOM3/OM4ケーブルで終端されます。100Gのインターフェイスは10本の光ファイバ（方向別に10x10G）、24本のファイバMTP/MPOコネクタで終端されたOM3/OM4ケーブルは100Gb/sをサポートするものとします。

OM3対OM4距離

OM3とOM4の両方のマルチモードファイバは、1GbE、10GbE、40GbE、100GbEのアプリケーションに適用できますが、伝送距離は異なりますので、OM3とOM4の最大伝送距離は、しかし、10G以下のOM4の最大伝送距離は議論の余地があります。経験則としては400mと認識されていますが、OM4超高品質のファイバが使用されています。

850nmイーサネット距離
ファイバタイプ	1G	10G	40/100G
OM3	1 km	300 m	100 m
OM4	1 km	550 m	150 m

OM3対OM4カラー

レーザ最適化されたOM3およびOM4マルチモードファイバはアクアジャケットと定義されているため、同じ色を共有しますが、技術者がOM3およびOM4光ファイバケーブルを容易に識別することはできません。この問題を解決するために、OM4用の新しい紫色が導入されました。これはErika Violetとも呼ばれていますが、紫色のOM4カラーは現在までヨーロッパおよびいくつかのアメリカの企業でのみ適用されています。COM、LC、SC、ST、FCコネクタで終端された標準OM3およびOM4光ケーブルの外側ジャケットは水晶です。OM3およびM4ケーブルはMTP/MPOコネクタで終端していますが、OM3はアクアジャケット、OM4はErika Violetジャケット

OM3対OM4価格

OM4ケーブルは、OM3ケーブルの約2倍の高価ですが、OM4のコストは製造プロセスや市場の変動により大きくなります。OM3ケーブルの価格は、現在生産されている生産量に比べて低くなります。ルーズチューブ、タイトバッファーなど、標準ファイバパッチパネル、MTPカセットモジュール、ファイバパッチコードなどの多くのファイバ製品のコスト差は非常に小さい（ケーブルの体積FS3COMでは、OM3とOM4の光ファイバケーブルの価格の差はわずかです。OM3のケーブル価格は$1.3-$13、OM4の価格は$1.7-$12です。

OM3またはOM4マルチモードファイバを選択する必要がありますか？

OM4の減衰はOM3ファイバよりも小さく、OM4のモード帯域幅はOM3よりも大きいので、OM4の伝送距離はOM3よりも長くなります。ネットワークの規模に応じて、より適切なケーブルタイプを選択してください。

ファイバタイプ	100BASE-FX	1000BASE-SX	10GBASE-SR	40GBASE-SR4	100GBASE-SR4
OM3	2 km	550 m	300 m	100 m	100 m
OM4	2 km	550 m	400 m	150 m	150 m

OM4ケーブルはOM3ケーブルより優れているため、通常、OM4ケーブルはOM3ケーブルの約2倍の高価です。これによってOM4ケーブルの用途には大きな制限がありますが、FS.COMでの購入を選択すると、OM3とほぼ同じ価格です。FS.COMのOM3とOM4ケーブルの種類は次のとおりです。

ファイバタイプ	3m標準LCデュプレックス	3m装甲LCデュプレックス	3m HD LCデュプレックス	3m標準MTP
OM3	¥360	¥830	¥2,400	¥5,500
OM4	¥450	¥880	¥2,700	¥6,000

OM3またはOM4のいずれのケーブルでも、独自のケーブル配線のニーズを満たすことができます。

ネットワークスイッチとネットワークルータとネットワークファイアウォール

ほぼすべてのネットワークはネットワークスイッチ、ネットワークルーター、ネットワークファイアウォールで使用され、3つの基本デバイスがあります。ホームネットワーキングのような小規模ネットワーク用に1つのデバイスに統合することもできますが、大規模なネットワークの場合はそうではありません。彼らがどのように働いているのか、どのようにネットワークを構築しているのかを学んで知ります。

ネットワーク内のデバイスのスイッチブリッジ

ローカルエリアネットワーク（LAN）で、ネットワークスイッチは、スイッチ、ルータ、ファイアウォール、ワイヤレスアクセスポイント（WAP）などの他のネットワークデバイスと接続し、コンピュータ、サーバ、インターネットなどのクライアントデバイスを接続する都市の迂回路と同様の機能を果たします。プロトコル（IP）カメラとIPプリンタ。これは、ネットワーク上すべての異なるデバイスの接続の中心的な場所を提供します。

スイッチはどのように機能しますか？

スイッチは、どのスイッチポートにどのMAC（Media Access Control）アドレスが表示されているかの表を保持することにより、データフレームを切り替えます。 MACアドレスは、ネットワークインターフェイスコントローラ（NIC）のハードウェアの焼き印です。すべてのネットワークカードとスイッチおよびルータのすべてのポートには一意のMACアドレスがあります。スイッチは、送信元MACアドレスと宛先MACアドレスをデータフレームから学習し、テーブルに保持します。これは、受信したフレームをどこに送信するかを決定するテーブルを参照します。テーブルにない宛先MACアドレスを受信すると、フレームはブロードキャストと呼ばれるすべてのスイッチポートにフラッディングされます。 応答を受信すると、MACアドレスがテーブルに格納され、次回にフラッディングする必要はありません。

図1：スイッチはデータフレームからMACアドレスを学習します。

ルータ — インターネットに接続する

ルータ（ゲートウェイとも呼ばれる）は、異なるネットワーク間でパケットをルーティングし、ネットワークをインターネットに接続するために使用されるハードウェアデバイスです。実際、インターネットは数十万台のルータによって構成されています。

ルータはどのように機能しますか？

ルータは各パケットの送信元および宛先IPアドレスをチェックし、ルータのIPルーティングテーブルでパケットの宛先をルックアップし、パケットを別のルータまたはスイッチにルーティングします。 宛先IPアドレスに到達して応答するまで、プロセスは継続します。宛先IPアドレスに複数の方法がある場合、ルータは最も経済的なIPアドレスをスマートに選択できます。パケットの宛先がルーティングテーブルにリストされていない場合、パケットはデフォルトルータに送信されます（存在する場合）。パケットに存在する宛先がない場合、パケットは廃棄されます。

図2：ルータがパケットを送信元から宛先にルーティングする方法。

一般に、ルータはインターネットサービスプロバイダ（ISP）によって提供されます。インターネットプロバイダはパブリックIPアドレスである1つのルータIPアドレスを割り当てます。インターネットを閲覧すると、パブリックIPアドレスによって外部に識別され、プライベートIPアドレスが保護されます。 ただし、デスクトップ、ラップトップ、iPad、TVメディアボックス、ネットワークコピー機のプライベートIPアドレスは完全に異なります。そうしないと、ルータはどのデバイスが何を要求しているのかを認識できません。

ファイアウォール — あなたのネットワークを守る

ファイアウォールは、文字通り、緊急時に火災をブロックするために使用される壁です。ネットワークファイアウォールは、イントラネット/ LANとインターネットの間にバリアを設定します。一般に、ネットワークファイアウォールは、内部/プライベートLANを外部の攻撃から保護し、重要なデータが漏出することを防ぎます。ファイアウォール機能を持たないルータは、盲目的に2つのネットワーク間でトラフィックを通過させますが、ファイアウォールはトラフィックを監視し、不正なトラフィックを遮断します。LANをインターネットから分離することに加えて、ネットワークファイアウォールを使用して、LAN内の通常のデータから重要なデータをセグメント化することもできます。内部の侵攻も避けることができます。

図3：ファイアウォールは、インターネットとイントラネット/ LAN間の障壁を設定します。

ネットワークファイアウォールの仕組み

一般的なタイプのハードウェアファイアウォールでは、IPアドレス、TCP（Transmission Control Protocol）またはUDP（User Diagram Protocol）などのブロックルールを定義できます。したがって、不要なポートとIPアドレスは禁止されています。その他のファイアウォールには、ソフトウェアアプリケーションとサービスがあります。 このようなファイアウォールは、2つのネットワークを相互接続するプロキシサーバーのようなものです。 内部ネットワークは外部ネットワークと直接通信しません。これらの2つのタイプの組み合わせは、通常、より安全で効率的です。

スイッチ、ルータ、ファイアウォール：どのように接続されていますか？

通常、ルーターはまずLANにあり、ネットワークファイアウォールは内部ネットワークとルーターの間にあり、すべてのフローをフィルタリングできます。 次に、スイッチが続きます。多くのインターネットプロバイダは現在、光ファイバーサービス（FiOS）を提供しているため、ネットワークファイアウォールの前にイーサネットケーブルを介して伝送できる電気信号にデジタル信号を変換するモデムが必要です。したがって、典型的な設定はインターネットモデムファイアウォールスイッチです。次に、スイッチは他のネットワークデバイスを接続します。

図4：スイッチ、ルータ、およびファイアウォールがネットワーク内でどのように接続されているか

概要

3つのコンポーネントはすべてのネットワークに不可欠です。 小規模ネットワークには3つのデバイスが統合されており、エンタープライズネットワーク、データセンター、インターネットサービスプロバイダなどの大規模なネットワークでは、複数や複雑で安全性の高い通信を維持するためにこれらの3つを備えています。

違いは何ですか：ハブとスイッチとルータ

ハブ、スイッチ、ルータ、彼らは何ですか？ あなたはこれらのボックスの違いを知りましたか？ 技術者の中には、ハブ、スイッチ、ルータという用語を同じ意味で使用する傾向があります。 実際には、彼らはそれらを操作するために熟練した経験を持っていますが、まだ実際の違いを伝えることはできません。 心配しないでください、今日、ハブ対スイッチ対ルータの知識をこのブログで学びましょう。

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ハブvsスイッチvsルータ：ハブ、スイッチ、ルータとは？

ハブ

ハブは、LAN（Local Area Network）のセグメントを接続するために一般的に使用されます。 ハブには複数のポートがあります。あるポートに到着したパケットは、LANのすべてのセグメントがすべてのパケットを見ることができるように、他のポートにコピーされます。ハブは、ネットワーク内のデバイスの共通接続ポイントとして機能します。

スイッチ

スイッチは、OSI（オープンシステムインターコネクション）リファレンスモデルのデータリンクレイヤ（レイヤ2）および時にはネットワークレイヤ（レイヤ3）で動作し、したがって任意のパケットプロトコルをサポートします。 セグメントを結合するためにスイッチを使用するLANは、スイッチドLANと呼ばれ、イーサネットネットワークの場合はスイッチドイーサネットLANと呼ばれます。 ネットワークでは、スイッチはLANセグメント間でパケットをフィルタリングして転送するデバイスです。

ルータ

ルータは少なくとも2つのネットワーク、一般に2つのLANまたはWAN（広域ネットワーク）またはLANとそのISP（インターネットサービスプロバイダ）ネットワークに接続されています。ルータは一般にゲートウェイ、2つ以上のネットワークが接続する場所に配置されます。ヘッダーと転送テーブルを使用して、ルータはパケットを転送するための最適なパスを決定します。

ハブvsスイッチvsルータ

ハブ対スイッチ

それぞれは、すべてのネットワーク機器の中央接続として機能し、フレームと呼ばれるデータタイプを処理します。 フレームはあなたのデータを運びます。 フレームが受信されると、フレームは増幅され、宛先PC（パーソナルコンピュータ）のポートに送信される。 ハブとスイッチの大きな違いは、フレームが配信される方法にあります。

ハブでは、フレームはそのポートのすべてに沿って渡されるか、または「ブロードキャスト」されます。フレームが1つのポートだけに宛てられていることは重要ではありません。ハブは、どのポートにフレームを送るべきかを区別する方法がない。あらゆるポートにそれを渡すことは、それが意図された目的地に達することを保証します。これにより、ネットワーク上に多くのトラフィックが発生し、ネットワーク応答時間が低下する可能性があります。さらに、10/100Mbpsのハブは、それぞれのポートのそれぞれとその帯域幅を共有する必要があります。

比較すると、スイッチは、接続されているすべてのデバイスのMAC（Media Access Control）アドレスの記録を保持します。この情報により、スイッチはどのシステムがどのポートに位置しているかを識別することができます。したがって、フレームが受信されると、ネットワーク応答時間を大幅に増加させることなく、フレームを送信するポートを正確に認識します。 さらに、ハブとは異なり、10/100Mbpsスイッチは各ポートにフル10/100Mbpsを割り当てます。 したがって、送信するPCの数に関係なく、ユーザーは常に最大帯域幅にアクセスできます。 これらの理由から、スイッチはハブよりもはるかに優れた選択肢であると考えられています。

スイッチ対ルータ

実際には、ルータはスイッチとは全く異なるデバイスです。 ルータは違う、なぜそんなこと言ってる？ ルータは、フレームの送信に関係するハブやスイッチとは異なり、その名前が示すように、パケットは最終的に宛先に到達するまで他のネットワークにパケットをルーティングします。 パケットの重要な機能の1つは、データだけでなく、送信先の宛先アドレスが含まれていることです。

ルータには、単一のWANポートと単一のLANポートがあり、既存のLANハブまたはスイッチをWANに接続するように設計されています。 イーサネットスイッチとハブは複数のPCポートを持つルータに接続してLANを拡張することができます。 ルータとスイッチまたはハブの機能（使用可能なポートの種類）によっては、ルータとスイッチ/ハブ間の接続にストレートスルーまたはクロスオーバー（ヌルモデム）ケーブルが必要な場合があります。 ルータによっては、USBポート、さらに一般的にはワイヤレスアクセスポイントが内蔵されているものもあります。

ハブ対スイッチ対ルータ：近代的なルータの多くの機能

上記のように、今日のルータは単純なルータではなく、統合されたルータです。 ほとんどのブロードバンドルータには、さまざまなサービスが統合されています。 たとえば、ルータには通常、4-8ポートのイーサネットスイッチ（またはハブ）とネットワークアドレス変換（NAT）が含まれます。さらに、通常、インターネットからの悪意のある侵入からLANを保護するために、動的ホスト構成プロトコル（DHCP）サーバー、ドメインネームサービス（DNS）プロキシサーバー、およびハードウェアファイアウォールが含まれています。

ハイエンドまたはビジネスクラスのルータには、外部ダイヤルアップモデムに接続できるシリアルポートも組み込まれています。これは、プライマリブロードバンド接続がダウンした場合のバックアップとして役立ちます。 LANプリンタサーバーとプリンタポートに組み込まれています。

NATによって提供される固有の保護機能に加えて、多くのルータには、構成可能なハードウェアベースのファイアウォールが組み込まれています。 ファイアウォールの機能は、非常に基本的なデバイスからきわめて洗練されたデバイスまでさまざまです。 主要なルータに見出される機能の中には、ファイアウォールの背後にあるLAN上のゲーム、チャットサービスなどのためのTCP/UDP（伝送制御プロトコル/ユーザデータグラムプロトコル）ポートの設定を可能にするものがある。

結論

この記事を読んだ後、あなたはハブ対スイッチ対ルータの知識についてはっきりしているかもしれません。 ハブは、イーサネットネットワークセグメントを一緒に接着します。スイッチは複数のイーサネットセグメントをより効率的に接続し、ルータはこれらの機能を実行し、複数のLANおよび/またはWAN間のTCP/IP（伝送制御プロトコル/インターネットプロトコル）パケットをルーティングすることができます。

光ファイバの長所と短所

光ファイバは、電気通信とデータ通信の両方において、電磁干渉（EMI）の影響を受けにくく、減衰が少なく、速度が速く、サイズが小さく、情報伝達容量が大きいという卓越した利点のために高まりつつあります。また、光ファイバの需要が大幅に増加しています。一般的な光ファイバケーブルのタイプを検討し、光ファイバの長所と短所を探り、光ファイバの選択に関するヒントを提供しましょう。

光ファイバとは何ですか？

光ファイバは、電気パルスの代わりに光の流れを使用して情報を伝え、従来の電気システムよりも数百倍も高い帯域幅を提供します。一般的に、シングルモード光ファイバケーブル、マルチモード光ファイバ、プラスチック光ファイバ（POF）の3種類の光ファイバケーブルがあります。
 

光ファイバの長所と短所

光ファイバが銅線よりも優れた速度と帯域幅を与えられたを考慮すると、それにはいくつかの欠点も含まれています。 ここに光ファイバケーブルの長所と短所があります。

光ファイバの長所

より広い帯域幅と高速スピード—光ファイバケーブルは、非常に高い帯域幅と速度をサポートしています。光ファイバケーブルの1ユニットあたりに送信できる情報量は、最も重要な利点です。

安い—数マイルの光ファイバ・ケーブルを同等の長さの銅線より安くすることができますが、数多くのベンダーが市場シェアを競うためには光ケーブルの価格が下がります。

シンナーとライトウェイト—光ファイバは、より薄く、銅線よりも細い線で描くことができ、同等の銅線ケーブルよりも小型で軽量であり、スペースが問題となる場所に適しています。

高い運搬能力—光ファイバは銅線よりもはるかに薄いため、特定の直径のケーブルに多くのファイバを束ねることができます。これにより、より多くの電話回線を同じケーブルまたは複数のチャネルに渡ってケーブルをケーブルTVボックスに入れることができます。

信号劣化が少ない—光ファイバの信号損失は、銅線の信号損失より小さいです。

光信号—銅線で伝送される電気信号とは異なり、1本のファイバからの光信号は、同じファイバケーブル内の他のファイバと干渉しないため、通話やテレビ受信がより明確になります。

長い寿命—光ファイバは、通常、100年以上の長いライフサイクルを有します。

光ファイバの短所

限られたアプリケーション—光ファイバケーブルは地上でのみ使用でき、地面から離れたり、移動通信で作業することはできません。

低電力—発光源は低電力に限定されているが、高出力発光体は電源供給を改善するために利用可能であるが、余分なコストがかかります。

脆弱性—光ファイバは銅線に比べてかなり壊れ易いため、光ファイバケーブルをねじったり曲げたりしない方がいいでしょう。

距離—トランスミッタとレシーバ間の距離は短くするか、信号をブーストするためにリピータが必要です。

FS.COM光ファイバソリューション

光ファイバは、高速かつ安定したインターネット接続を提供し、大量のデータを信じられないほどの距離で伝送することができます。データコストが膨大になるため、光ファイバケーブルはネットワークの柔軟性と安定性を確保するための確実な方法です。ファイバパッチケーブル、屋内/屋外光ケーブル、FTTHファイバ光ケーブルなど、あらゆるタイプの光ファイバを開発、供給することを約束した代表的ベンダです。当社の各光ファイバケーブルは厳しい環境下でテストされ、性能と信頼性が優れています。光ファイバのカスタムサービスもFS.COMで利用可能なので、お客様のニーズに合わせて独自の光ファイバケーブルを作成することができます。グローバルインベントリーシステムにより、即日発送が可能となり、待ち時間が大幅に短縮されます。

レイヤ2スイッチとレイヤ3スイッチ：違いは何ですか？

 インタネットユーザーの急増に伴い、情報通信ソリューション・技術の革新も日々進んでいます。データ通信量（トラフィック）の激増に応じて、次世代ネットワークやデータセンターへの構築・強化・移行が促されます。その中に、ネットワークの構築に欠かせないL2スイッチとL3 スイッチ、異なるネットワーク階層に存在する２つのLAN スイッチの違いについて、詳しく説明します。

OSI参照モデルとは

 ネットワークの仕組みを簡単に説明すると、下記のOSI参照モデル図（意味詳細）に示すようになります。OSI参照モデルは、ネットワークの機能を７つの階層に分割するという国際標準化機構（ISO）によって定義された標準モデルです。

 ７つの階層を下から見ると、それぞれはレイヤ１（L1）物理層、レイヤ２（L2）データリンク層、レイヤ３（L3）ネットワーク層、レイヤ４（L4）トランスポート層、レイヤ５（L5）セッション層、レイヤ６（L6）プレゼンテーション層、レイヤ７（L7）アプリケーション層です。

レイヤ２（L2）スイッチとレイヤ３（L3）スイッチの比較

 レイヤ２（L2）はOSI参照モデルの第２層における「データリンク層」のことを指しています。レイヤ２に位置するL2 LANスイッチは同じネットワーク内にある全ての機器・デバイスに接続しています。L2 スイッチによって、接続された機器・デバイスのMACアドレスが記憶され、ネットワーク内でのデータ通信が行わます。しかし、L2 スイッチではVLAN（Virtual LAN、物理的に独立している接続形態を持ち、仮想的なLANセグメントを作る）間の通信はできません。

 レイヤ３はOSI参照モデルの第３層における「ネットワーク層」のことをさしています。レイヤ３に位置するL3 LANスイッチはL2 スイッチの機能とIPアドレスのルーティング機能（異なるネットワークを跨ぎ、パケット送信の最優経路を決める機能）を持っています。L3 スイッチによって、データ転送処理が行われ、異なるネットワーク同士を繋ぐことが実現されます。L2 スイッチとは違い、VLAN（意味詳細）を設定することができます。レイヤ２スイッチとレイヤ３スイッチのネットワーク構成は下記の図に示すように：

ルーターとは

 ルーターは２つ以上の異なるネットワークをまたぎ、そのデータ中継を行う通信機器です。OSI参照モデルのネットワーク層（レイヤ3）ルーターはネットワーク間のやり取りを中継し、宛先のIPアドレスをもとにデータ転送を行います。例えば、２つの異なるLAN（Local Area Network）間、WAN（Wide Area Network）間、あるいはLANとISP（Internet Seveice Provider）の間です。通常、ルーターはゲートウェイに位置し、複数の規格の異なるネットワークを中継します。

 パケットヘッダーとルーティングテーブルに基づいて、ルーターはネットワーク上のルーティングに関する決定（最適な経路を通じてパケットを転送する）を行います。また、ルーターにおいて、ICMP(Internet Control Message Protocol、インターネット制御通知プロトコル)のようなプロトコルが用いられ、機器間の通信や通知に関する情報の通知などのために使用されます。そのプロトコルを通じて、ホスト間の通信中継を行うルーターはネットワークを経由し、パケットを伝送します。

レイヤ２スイッチとレイヤ３スイッチの選び方、重視すべきポイントとは

 レイヤ２あるいはレイヤ３スイッチを購入する前に、フォワーディングレート、バックプレーン容量、最大VLAN数、MACアドレスのフラッシュメモリ、遅延などの要素を考慮する必要があります。その中、フォワーディングレートとはスイッチなど最初のビットを送信してから最後のビットを送信するまでの平均時間ということです。すべてのインターフェースでワイヤスピード（理論的に考えられる最大フレームがケーブルに流れているときの通信状況）を実現することはノンブロッキングと言います。フォワーディングレートは転送レートとも呼ばれ、パケット処理速度pps（packetsper secondの略で、１秒あたりに転送処理できるパケット数を表す）という指標でパフォーマンスを判断することができます。

計算公式

 装置全体で必要な転送能力 = ワイヤースピード出る転送能力(pps) × インターフェース数。

 いわゆる： フォワーディングレート（pps）＝10G対応のポート数×14,880,950 pps+1G対応のポート数×1,488,095 pps+100M対応のポート数×148,809 ppsです。ここでは、【FS】S5860-32S2Q（10G対応のポート×32＋40G対応のポート×2）の例を挙げて説明すると、以下のようになります。

 32 * 14,880,950 pps + 2 * 4 * 14,880,950 pps = 595,238,000 pps ≈ 596 Mpps

 バックプレーン容量とはスイッチ全体での1秒間で処理できるデータ量ということです。バックプレーンは「イッチングファブリック」とか、「スイッチング容量」なんて呼ばれたりすることもあります。通常スイッチは全二重通信を行うため、1ポート上りと下りで2倍の通信量が発生します。つまり、バックプレーン容量（bps）＝ポート数×転送速度×２となります。

 FS S5850-32S2Qの場合は(32 * 10 Gbps + 2 * 40 Gbps) * 2 = 800 Gbpsとなります。

 スイッチングハブを選ぶ際に、最大VLAN数「IPアドレス設定可能数」とMACアドレスの最大登録数(普通8k or 128k)を考慮しなければなりません。ほかに、伝送遅延、伝搬遅延などのネットワーク遅延の発生を最小限に抑えられるのかを確かめる必要もあります。

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GBIC vs SFP vsミニGBIC: 違いは何でしょうか?

GBICとSFPトランシーバは、主に光信号と電気信号の変換に使用される一種基本的に、SFPのサイズはGBICより小さいです。GBICとSFPの両方には様々なインターフェイスタイプがあり、それぞれのタイプは特定の光ファイバタイプと波長で動作します。ミにGBIC―GBICトランシーバの半分のサイズの小型版、同じラインカードでより多くのインターフェイスを提供するために開発されました。GBIC vs SFP vs ミニGBIC：同じですか？ この記事では、あなたのために混乱を取り扱いします。

GBICとは何ですか？またSFPとは何ですか？

GBICとSFPトランシーバは、主に光信号と電気信号の変換に使用される一種のホットプラグ対応光トランシーバです。GBICはGigabit Interface Converterの略です。SFPはSmall Form-factor Pluggableの略です。通常、SFPはGBICモジュールのアップグレード版と見なされます。GBICとSFPモジュールの性能は同等です。それらの間の唯一の大きな違いは、そのサイズです。SFPモジュールはGBICモジュールよりもはるかに小型です。このため、SFPは、ほとんどの場合、ミニGBICとも呼ばれます。

あらゆるタイプのGBICとSFPトランシーバに対して、指定された場所または距離で異なる波長で動作します。たとえば、1000BASE GBIC/SFP SXは、マルチモードファイバで最大550 mの850 nmを使用し、4Gファイバチャネルは最大150mの850nmを使用します。1000BASE SFP LXはシングルモードファイバよりも最大10kmの1310nmを使用し、1000BASE-ZXは80kmに達する可能性があります。1000BASE-Tは銅RJ45インターフェイスを使用します。さらに、GBICとSFPの両方がDOM（デジタル光学モニタリング）機能をサポートするように指定されているため、ユーザーはモジュールのリアルタイム動作状態を特定できます。

GBIC vs SFP

GBICとSFPは、物理ポートまたはスロットに接続用のホットスワップ可能な入出力デバイスです。通常、GBICは、ギガビットイーサネットとファイバチャネルで使用されます。しかし、そのアプリケーションはこれらの2つのタイプに限定されません。ファストイーサネット（FE）GBIC、BIDI GBIC、CWDM GBIC、DWDM GBICなどもあります。一般的に、GBICにはSCコネクタが付いています。

 

SFPはGBICより後で出ています。SFPトランシーバは、SONET（同期光ネットワーク）、ギガビットイーサネット、ファイバチャネル及び他の通信標準をサポートする様に設計されています。通常はLCコネクタを付いて使用されます。 SFPは、GBICと同じ機能を持ち、より小型のフォームファクタなので、ミニGBICとも呼ばれます。

ミニGBICとSFPモジュール

2001年にSFPモジュール（SFPは小型フォームファクタを意味する）とも呼ばれるミニGBICが発表されていて、以前のGBICモジュールと同じ機能を持ちますが、より小型のフォームファクタで構築されています。ミニGBICとSFPトランシーバは実際には同じものを指し、交換可能です。ミニGBICトランシーバは、コンパクトでホットプラグ可能なモジュールで、スイッチの電源が入っている間に取り付け及び取り外しができます。みにGBICは、データと通信両方のアプリケーションでファイバギガビット接続を利用する事で、柔軟性を提供します。そのため、ミニ GBICの出荷量はすぐにGBICトランシーバを突破する上、ギガビット SFPベースのネットワークでその地位を確保しました。

GBIC vs SFP vs ミニGBIC: どちらを選びますか？

これらの3つのモジュールの違いを知っていれば、どのモジュールを選択すべきでしょうか？一般的には、実際にはラインカードやスイッチに依存します。通常、ラインカードとスイッチには空のGBICまたはSFPスロットがあり、GBICモジュールまたはSFPモジュールをそれぞれ購入し、空のスロットに挿入する必要があります。ただし、GBICスロットを備えたスイッチカードまたはラインカードが既に搭載されている場合、必ずGBICを使用します。なぜならば、単純にSFPが適合しないためです。もう一つ場合では、スイッチまたはラインカードがなく、GBICまたはSFPを使用するかどうかを決定したいと、実際には必要なインターフェイスの数、スイッチ及びラインカード固有モデルの可用性に依存します。たとえば、6500スイッチのラインカード上に2つのファイバインターフェイスを使用しようと、48ポートSFPラインカードを使用せず、2ポートGBICラインカードを使用します。24個のファイバインターフェイスが必要な場合は、16ポート（または18ポートはわからない）GBICラインカードを使用せず、48ポートSFPラインカードを使用します。

概要

この記事を読んだ後で、SFPモジュールまたはGBICモジュールのどちらを使用するかを明確に理解することができます。FS.COMは、1000BASE-T SFP、1000BASE SX SFP、1000BASE LX SFPなど、あらゆる種類のSFPモジュールを提供しています。もしGBICモジュールを購入する必要がある場合は、FS.COMもお訪ねて頂くように提案致します。すべてのGBICモジュールには一生の交換保証が付いており、100％機能テスト済みです。