Что такое медиаконвертер (оптический) – ответ Бородача

ВОПРОС! Всем привет! Подскажите, пожалуйста, что такое медиаконвертер, и для чего он нужен? Заранее спасибо.

БЫСТРЫЙ ОТВЕТ! Медиаконвертер (или в простонародье «Медик») – это устройство, которое необходимо для подключения двух линий связи: оптической и Ethernet кабеля (витой пары). Обычно выглядит как небольшая коробочка, которая имеет как минимум 1 оптический выход и один порт RJ-45. Задача такого устройства – преобразовать электрический импульс, который идет по витой паре в оптический (или наоборот). Как правило, само устройство не является звеном в сети, не имеет IP или МАК-адреса и является неким «невидимым» мостом между двумя средами передачи. Логически не является модемом, хоть и переводит сигнал из одного вида в другой. А теперь более подробно ниже в статье.

Значение устройства

Изначально для подключения к интернету мы использовали обычные телефонные линии. Вспомните, ещё в 90-х и в начале 2000-х были популярны DSL модемы. Я понимаю, что они используются и сейчас, но всё 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.

Советую более подробно почитать про модемы и про DSL.

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 витая 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.

Если говорить простым языком, то медиаконвертер – это как переводчик между двумя людьми, которые говорят на разных языках. Один «говорит» по-электрически (витая пара), второй – световыми импульсами (оптика). Без этого переводчика они просто не смогут обмениваться данными. Например, в офисном здании может быть ситуация: оптика приходит с улицы, а все компьютеры внутри соединены витой парой. Медиаконвертер ставят на границе этих двух сред, и всё начинает работать как единая сеть.

Виды медиаконвертеров

Устройства могут различаться:

• По выходному Ethernet порту – есть как порты со скоростью в 100 Мбит в секунду. Так и гигабитные аппараты. На текущий день уже встречаются модели с поддержкой 10 Гбит/с (10G Ethernet), которые используют в корпоративных и провайдерских сетях там, где нужна максимальная пропускная способность.
• 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. Для удобства монтажа при большом количестве устройств используют специальные шасси высотой 2U: все конвертеры вставляются в единый корпус, питаются от общего блока питания и не превращаются в кучу отдельных коробок, оплетённых проводами.

Подобные устройства, как и DSL-модемы, конечно, используются, но потихоньку вымирают в жилых домах, так как в многоквартирных домах обычно используют коммутаторы. А с приходом технологии GPON некоторые провайдеры подключают оптический кабель напрямую в роутеры. Подробнее про эту технологию можно почитать в отдельной статье про GPON.

Тем не менее в корпоративном и провайдерском сегменте медиаконвертеры по-прежнему широко востребованы. Там, где нет смысла тянуть новую инфраструктуру, а нужно просто «состыковать» уже существующее оборудование с оптикой, – медиаконвертер остаётся самым быстрым и дешёвым решением.

PoE-медиаконвертеры

Отдельно стоит рассказать про PoE-медиаконвертеры (Power over Ethernet). Это особая разновидность устройств, которая умеет не только конвертировать сигнал, но и передавать питание по медному кабелю прямо к подключённому оборудованию. Говоря проще: вы подключаете к такому конвертеру IP-камеру или Wi-Fi точку доступа по витой паре, и эти устройства сразу получают и интернет, и питание – без отдельного блока питания рядом с камерой.

Это очень удобно, например, в системах видеонаблюдения. Представьте: камера висит под потолком в дальнем углу склада. Тянуть туда и сетевой кабель, и кабель питания – неудобно и дорого. PoE-медиаконвертер решает эту задачу: по одному кабелю UTP идёт и сигнал, и питание. Промышленные версии таких устройств работают при температурах от -40°C до +75°C, что делает их пригодными для уличных условий или неотапливаемых помещений.

Важно знать: при выборе PoE-медиаконвертера обращайте внимание на стандарт PoE. Стандарт IEEE 802.3af обеспечивает мощность до 15,4 Вт, IEEE 802.3at (PoE+) – до 30 Вт, а IEEE 802.3bt (PoE++) – до 90 Вт. Для обычной IP-камеры хватит 802.3af, а вот для PTZ-камер с подогревом или точек доступа Wi-Fi 6 уже может потребоваться 802.3at или выше.

Принцип работы

Мы уже поняли, что медиаконвертер необходим для того, чтобы переводить разные типы сигнала в различных средах передачи данных. Представим себе, что у нас есть Ethernet кабель (витая пара), который мы подключаем в один из портов. На этой стороне идет преобразование электрического сигнала из 0 и 1 в подобный сигнал, но уже закодированный и передаваемый в стекле с помощью пучка света.

Внутри устройства стоит специальный чип-коммутатор (chip-switch), который и отвечает за «перевод» между двумя средами. Именно он следит за тем, чтобы сигнал переходил из одной среды в другую без искажений и потерь. Это важно, потому что электрический сигнал и световой импульс – принципиально разные вещи, и просто «переткнуть» провод не получится.

С технической точки зрения, большинство медиаконвертеров работают на первом уровне модели OSI – то есть они просто физически передают биты из одной среды в другую, не анализируя и не изменяя данные. Более продвинутые модели работают на втором уровне OSI и умеют дополнительно преобразовывать скорость передачи и обрабатывать некоторые сетевые функции, например, теги VLAN.

Данные передаются на основании стандарта Ethernet (CAT5 и выше). Проблема в том, что в витой паре по кабелю Ethernet данные передаются в обе стороны. В то время как в оптическом проводе должно быть два канала (или провода), которые передают информацию, как в одну, так и в другую сторону. Именно поэтому на конвертере можно увидеть два выхода:

• TX (Transmit) – передача сигнала
• RX (Receive) – прием сигнала

Обратите внимание на важный момент при подключении: TX одного конвертера соединяется с RX другого, и наоборот. Это называется «перекрёстное подключение». Если перепутать – связь просто не установится. Хотя на многих современных устройствах порты подписаны и помечены разными цветами, чтобы исключить ошибку при монтаже.

Функция LFP – контроль линии

В более продвинутых моделях медиаконвертеров встречается функция LFP (Link Fault Pass Through, или «передача информации об обрыве линии»). Обычный медиаконвертер «не знает» о том, что происходит на другом конце оптической линии. Если оптический кабель оборван, медный порт всё равно будет показывать, что соединение есть – «линк горит». Сетевой инженер об аварии не узнает, пока не начнётся поток жалоб от пользователей.

LFP решает эту проблему: при обрыве оптики конвертер сам «роняет» медный порт. Коммутатор или маршрутизатор, подключённый к этому порту, тут же видит потерю соединения и сигнализирует об ошибке через стандартные средства мониторинга сети (SNMP и другие). Это сильно ускоряет поиск и устранение аварий.

Где ещё применяются медиаконвертеры

Помимо классического подключения интернета по схеме «оптика + витая пара», медиаконвертеры используются и в других сферах:

• Системы видеонаблюдения. Когда нужно передать сигнал с камеры на большое расстояние – например, с уличной камеры на охраняемой территории до центрального сервера, который находится далеко. Витая пара здесь не поможет из-за ограничения в 100 метров, а медиаконвертер позволяет передавать данные по оптике на несколько километров.
• Промышленные объекты. На заводах, нефтяных скважинах, в горнодобывающей отрасли часто используют промышленные медиаконвертеры в защищённых корпусах. Они работают при экстремальных температурах и имеют высокую степень защиты от пыли и влаги.
• Расширение существующей сети. Если компания уже имеет оборудование с медными портами, но хочет увеличить дальность передачи данных – медиаконвертер позволяет сделать это без замены всего парка устройств. Это экономически выгоднее, чем покупать новые коммутаторы с оптическими портами.
• Схемы FTTB. В технологии «оптика до здания» (Fiber to the Building) оптоволокно подводится до распределительного узла в здании, а дальше по квартирам сигнал идёт уже по витой паре. На стыке этих двух сред как раз и стоят медиаконвертеры или коммутаторы с оптическими портами.

Как выбрать медиаконвертер

Если вам нужно подобрать медиаконвертер, вот что стоит учесть в первую очередь:

• Скорость передачи данных. Самая важная характеристика. Бюджетные модели работают на скорости 100 Мбит/с (Fast Ethernet). Если у вас тариф на интернет выше 100 Мбит/с – берите гигабитный конвертер (1000 Мбит/с). Для серьёзных корпоративных задач существуют модели 10G.
• Тип оптического волокна. Многомодовое волокно (MM) – для расстояний до 2 км в пределах одного здания или небольшой территории. Одномодовое волокно (SM) – для больших расстояний, от нескольких до десятков километров. Конвертер должен совпадать с типом кабеля, который уже проложен.
• Тип оптического разъёма. Самые распространённые – SC и LC. Реже встречаются ST. Этот параметр должен совпадать с разъёмами на кабеле и оборудовании на другом конце линии.
• Нужен ли PoE. Если к конвертеру будет подключаться камера или Wi-Fi точка доступа без отдельного питания – выбирайте PoE-модель.
• Управляемый или нет. Для простого домашнего или малого офисного подключения вполне достаточно неуправляемой модели – воткнул провода и забыл. Если же нужна работа с VLAN, мониторинг линии (LFP) или сегментация сети – смотрите в сторону управляемых устройств.

Совет при покупке: два медиаконвертера на концах одной оптической линии должны быть совместимы по типу волокна, длине волны (нм) и скорости. Лучше всего брать пару одной модели или от одного производителя – это гарантирует отсутствие проблем с совместимостью.

Частые вопросы и ответы (FAQ)

Медиаконвертер и модем – это одно и то же?
Нет, это разные устройства. Модем преобразует сигнал одного типа для передачи по определённой технологии (DSL, кабельный и т.д.) и является полноценным сетевым узлом с адресом. Медиаконвертер просто меняет физическую среду передачи – с оптики на медь или обратно – и при этом «невидим» для сети: у него нет ни IP-адреса, ни MAC-адреса. Сеть даже не знает о его существовании.

 

Нужен ли медиаконвертер, если у меня дома оптика от провайдера?
Зависит от схемы подключения. Если провайдер использует технологию GPON и провёл оптику прямо до квартиры, то медиаконвертер вам, скорее всего, не нужен – провайдер ставит ONT-терминал (который сам делает то же самое). Медиаконвертер нужен в случаях, когда нет готового ONT-устройства и нужно самостоятельно организовать переход с оптики на витую пару.

 

Можно ли использовать медиаконвертеры разных производителей в паре?
Теоретически можно, если они совместимы по ключевым параметрам: тип волокна (одномодовое или многомодовое), длина волны (обычно 1310 нм или 1550 нм), скорость передачи. На практике лучше брать пару от одного производителя, чтобы избежать проблем с совместимостью. При покупке попросите продавца подтвердить, что два конкретных устройства работают в паре.

 

Почему у медиаконвертера два оптических выхода – TX и RX?
Потому что оптическое волокно, в отличие от витой пары, передаёт данные только в одну сторону. Витая пара двунаправленная – один кабель работает и на приём, и на передачу одновременно. В оптике нужны два отдельных канала: один для передачи (TX, Transmit), другой для приёма (RX, Receive). Именно поэтому вы видите два разъёма на оптической стороне конвертера. Есть и исключение – WDM-конвертеры (одноволоконные), которые передают данные в обе стороны по одному волокну, используя разные длины волн. Такие модели дороже, но удобны, когда в наличии только один оптический кабель.

 

На какое расстояние работает медиаконвертер?
Дальность зависит от типа оптического волокна и длины волны. Многомодовые конвертеры (MM) работают обычно до 500 метров или 2 км. Одномодовые (SM) – от 20 до 120 км, в зависимости от модели и мощности лазера. Это и есть главное преимущество перед витой парой, у которой предел без дополнительного оборудования – всего 100 метров.

 

Нужно ли как-то настраивать медиаконвертер?
В большинстве случаев нет. Обычный неуправляемый медиаконвертер работает по принципу «воткнул и забыл» – никаких настроек, никаких паролей, никакого веб-интерфейса. Просто подключаете оптику с одной стороны и витую пару с другой, включаете питание – и всё работает. Управляемые модели настраиваются через DIP-переключатели на корпусе (небольшие физические тумблеры) или через специальное программное обеспечение. Убедиться в корректной работе можно по индикаторам на панели устройства: если горит зелёный – всё в порядке.

Видео

YouTube