ポートと転送の仕組みに基づいてポイントツーポイント、スター、チェーン、制御されたリングネットワークを区別し、トランシーバーとスイッチング機器の機能上の限界を説明します。
まずポートを描き、その後でトポロジー名を付ける
イーサネット光メディアコンバーターの基本的な目的は、異なる伝送媒体を接続することです。「産業グレード」と表示されているだけで、あらゆるネットワークトポロジーに対応すると考えることはできません。最も一般的な電気1ポート・光1ポートの機器は、銅線ケーブル区間1つと光ファイバー区間1つを接続します。ブリッジ機能、複数のサービスポート、ネットワーク管理、ループ防止機能を備えているかどうかは、具体的なモデルで確認する必要があります。トポロジー名は機器の接続形態を表しますが、実現できるかどうかを実際に決めるのは、各機器のポートと転送の仕組みです。
本記事ではイーサネットサービスを扱います。まず各ノードの電気ポート、光ポート、機器モデルを紙に列挙し、各独立リンクを線で示します。1つの光ポートに通常のポイントツーポイント回線を2本同時に接続することはできず、1本のパッチコードで、コネクターだけを介して複数の独立したイーサネット信号を統合することもできません。分岐が必要な場合、通常は光ファイバーを直接分岐させるのではなく、用途に合ったマルチポートのスイッチング機器を導入する必要があります。
ポイントツーポイントリンクは最も検証しやすい
互換性のある2台のトランシーバーを使用して、2つのイーサネット電気接続を光ファイバー経由で接続できます。または、1台のトランシーバーを、対向側スイッチの互換性のある光ポートに接続できます。2芯配線ではTXが対向側のRXに届くようにし、1芯双方向通信では対応する波長の組み合わせが必要です。両端には仕様を満たす電源が必要で、電気ポートの速度と光ポートの条件も個別に確認しなければなりません。光ファイバーの長距離伝送能力で、電気ポート、モジュール、プロトコルの非互換性を補うことはできません。
受入試験では、まず短距離リンクで検証してから現場へ移行します。光ファイバーの種類、コネクター損失、許容受光範囲を記録します。条件が許せば光パワーを測定し、モデルの仕様と比較します。その後、双方向のサービス通信、連続負荷、ポート統計を検証します。機器の表示灯は問題箇所の特定に役立ちますが、アドレス、アプリケーション、帯域幅の要件をすべて満たしていることの証明にはなりません。
スタートポロジーでは中心ノードに集約機能が必要
スタートポロジーでは、複数の遠端が独立したリンクで中心に接続されます。遠端は電気ポートを備えた端末とトランシーバーで構成でき、中心側には通常、利用可能な複数の光ポート、または中心スイッチに接続した複数のトランシーバーが必要です。中心のスイッチング機能は、異なる入力ポートからのフレームを対応する出力ポートへ送信します。製品が実際に対応するマルチポート機能を備えていない限り、光ポートが1つしかない独立型コンバーターを、複数の遠端を収容する中心として扱うことはできません。
この方式は分岐ごとの障害切り分けを容易にします。1本の遠端リンクの障害が、通常、他の独立した分岐を直接切断することはありません。ただし、中心機器、電源、共通アップリンクは、依然として共通の障害点になり得ます。中心のポート数、共有アップリンクの帯域幅、電源は、業務要件に応じて算定する必要があります。飛暢科技のトランシーバー製品情報は、遠端側のメディア変換の組み合わせの確認に利用できますが、中心側の集約については、スイッチのポート機能と管理機能を別途確認する必要があります。同じ機器名称で、この2種類の役割を置き換えることはできません。
チェーンの各ノードには転送を継続できる機能が必要
チェーントポロジーはノードを順番に接続します。中間ノードで前後の光リンクを接続し、さらにローカル端末も接続する必要がある場合、対応する数の光ポートと転送機能が必要です。基本的な電気1ポート・光1ポートのトランシーバーには、これらを同時に接続するための十分なインターフェースがなく、ソフトウェア設定だけで物理的な光ポートを追加することもできません。このトポロジーに対応する機器には、複数の光ポートを持つスイッチや、チェーン対応を明示した機器があります。
チェーンは一部の配線経路を削減できますが、下流のトラフィックを上流リンクに集約します。上流での停電、ケーブル断線、転送障害は、下流の複数ノードに影響する可能性があります。計画時には、区間ごとの集約トラフィックを計算し、影響範囲を記録するとともに、製品がバイパスや予備経路に対応しているか検討します。「チェーン」を「無制限にカスケード接続できること」と同一視してはいけません。ポート、サービス負荷、障害範囲、復旧要件には、いずれも実際上の制約があります。
物理ループには制御の仕組みが必須
閉じた円状に接続しただけでは物理ループにすぎず、動作する冗長リングネットワークと同じではありません。イーサネットのブロードキャストや一部の未知宛先ユニキャストは、制御されていないループ内を繰り返し循環し、ストームやアドレス学習の異常を引き起こす可能性があります。Spanning Tree Protocolは、転送経路を選択し、一部の経路を非転送状態に保つことで、レイヤー2ループを回避します。他のリング制御機構にも、それぞれ固有の条件があります。予備回線を接続する前に、関連するすべての機器の対応状況と設定を確認しなければなりません。
図の3ノードの例では、通常時にサービスを伝送する経路は2つだけで、3本目のリンクは物理的には接続されていますが、該当するサービスを転送しません。障害後に切り替えられるかどうかと切替時間は、プロトコル、ノード設定、実際の試験によって決まります。すべてのトランシーバーに固定のミリ秒値を適用することはできません。飛暢科技のマネージドスイッチの資料にSTP、RSTP、MSTP、ERPSなどの機能が記載されている場合は、具体的なモデルと施工計画に照らして確認する必要があります。その記載を根拠に、一般的なトランシーバーをリングネットワーク対応と呼ぶことはできません。
予備経路にはサービス試験が必要
予備リンクの試験が、表示灯の点灯確認だけで終わらないようにします。計画した作業時間帯に主経路を切断し、制御機構の状態変化を観察してから、端末のセッションが復旧するか、アプリケーションの再接続が必要か、アラームが発生するかを確認します。試験後は元のリンクを復元し、新たなループや誤ったポート状態が残っていないことを確認します。結果は具体的な設定条件とともに記録します。この1回の復旧時間を根拠に、ノード数、負荷、機器の組み合わせが異なる場合も同じ動作になると保証することはできません。
サービスと障害範囲に応じて引き渡す
案件が単一の遠隔端末の接続だけであれば、まずポイントツーポイントを検討します。複数の分岐を個別に保守する必要があればスタートポロジーを確認し、配線条件上、区間ごとの接続が必要であれば、チェーンに必要なポートと上流負荷を評価します。冗長性が必要な場合は、どの制御機構でループを防ぐのか、どの機器が制御を行うのかを明確にし、計画に従ってリンク切断、復旧、サービスへの影響を検証します。トポロジーが複雑になるほど、ポート一覧表と設定記録を省略しないことが重要です。
最終受入試験では、通常負荷と計画した障害シナリオの両方を対象にします。まず制御可能な環境で試験し、その後に現場作業の時間帯を設け、稼働中のシステムに影響するようなケーブルの直接抜去を避けます。各ノードの電源、ポート番号、光ファイバーの接続対応、プロトコル状態、サービス試験結果を記録します。システムが要件を満たすかどうかは、このようにして初めて判断できます。3つの機器画像をスター、チェーン、円状に結んだだけでは、実際のポートと機能を裏付ける証拠の代わりにはなりません。
参考資料と図の注記
本文は機器の動作原理と以下の参考資料に基づいています。具体的な仕様は、発注したモデルと最新のマニュアルに従ってください。図は一般的な仕組みを示すものです。
Cisco SFPの設置および安全に関する説明;Ciscoのスパニングツリー原理解説；飛暢科技Bシリーズ イーサネット・イーサネット光メディアコンバーター資料；飛暢科技マネージド産業用イーサネットスイッチ機能資料
中国語の技術記事から翻訳。原文初公開：2020-07-24。原文最終改訂：2026-10-13T18:44:52+08:00。 中国語の原文を読む
