光ファイバーパッチパネルとは何ですか?またどのように機能しますか?

構造化ケーブル システムは、パッチ パネル、キーストーン ジャック、フェイスプレート、コネクタを使用して、建物またはデータ センター内の音声、データ、光ファイバー接続を組織する標準化されたネットワーク インフラストラクチャです。構造化されたケーブル配線システムは、個々のケーブルをエンド デバイスに直接配線するのではなく、パッチ パネルやファイバー配線パネルなどの集中配線ポイントにケーブルを配線します。そこで、ネットワークの他の部分に影響を与えることなく接続をテスト、再配置、または拡張できます。このアプローチは、広く参照されている標準規格によって定義されています。 ANSI/TIA-568 そして ISO/IEC 11801 , これは、カテゴリー5e、猫6、Cat6a などの銅線カテゴリの性能要件と、光ファイバー コネクタで参照されるテスト基準を指定します。綿密に計画された構造化ケーブル システムでは、通常、銅製パッチ パネル、RJ45 キーストーン ジャック、ネットワーク フェイスプレート、光ファイバー パッチ パネルで構築されたネットワーク ケーブル ソリューションが組み合わされ、すべて連携してイーサネット、音声、およびビデオ トラフィックをサポートします。これらのコンポーネントは通常、共通の機械規格に従っているため、異なる生産工程で製造された構造化ケーブル製品を同じラックまたは壁面エンクロージャ内で混在させることができ、長期的なメンテナンスや将来のアップグレードが簡素化されます。

ネットワークが銅線ケーブルの長さの制限を超えて拡張する必要がある場合、またはバックボーンとデータセンターのリンクに追加の帯域幅が必要な場合は、光ファイバーのパッチ パネルがこのフレームワークで中心的な役割を果たします。光ファイバー パッチ パネルは、ODF パッチ パネルまたはファイバー分配パネルとも呼ばれ、入力光ファイバー ケーブルが、スイッチ、サーバー、またはその他のネットワーク機器に続くパッチ コードに接続または接続されるポイントです。以下のセクションでは、構造化されたケーブル配線コンポーネントがどのように選択されるか、光ファイバー パッチ パネルが通常どのように設定されるか、ネットワーク ケーブル配線ソリューションの銅線セグメントと光ファイバー セグメントの両方を長期間にわたって確実に動作させるのに役立つ設置方法について説明します。

構造化ケーブルシステムのコアコンポーネント

構造化ケーブル システムは通常、少数のコンポーネント カテゴリに編成され、それぞれが定義された機械的および電気的要件を満たすように製造されます。以下の表は、パッチ パネル タイプ、キーストーン ジャック、フェイスプレート、コネクタ ハードウェアなど、この記事全体で参照されている主な構造化ケーブル システム コンポーネントをまとめたものです。構造化ケーブル製品の各コンポーネントの役割を理解することは、設置者が互換性のある部品を選択するのに役立ち、施設管理者が将来の成長に備えた容量を計画するのに役立ちます。ほとんどの商用設置では、これらのコンポーネントはウォール マウントまたはラック マウント エンクロージャ内で組み合わされ、コネクタへの負担を軽減するために専用の管理トレイを介してケーブルが配線されます。

光ファイバーパッチパネルの設計、ポート構成、およびラックマウントオプション

光ファイバー パッチ パネルと光配線フレームは、ODF パネルと短縮されることが多く、ファイバー接続を組織するために使用される密接に関連した機器を指しますが、この用語は地域やサプライヤーによって若干異なる場合があります。一般的な用途では、ファイバー パッチ パネルは、限られた数のポートを保持するコンパクトなラック マウントまたは壁掛けエンクロージャを指し、通常は通信室、フロア配電クローゼット、または小規模データ センター内で使用されます。 ODF パネルは通常、より多くのファイバー数を管理するために中央オフィス、ヘッドエンド、または大規模なデータセンターで使用される、複数の取り外し可能なトレイを備えた大きなフレームを表します。ファイバ ODF と標準ファイバ パネルは両方とも、融着接続またはコネクタ付きファイバを保護し、入出力ファイバ コアを分散し、テストとパッチ適用のための安定したラベル付きポイントを提供するという、同じ基本機能を実行します。用語はさまざまであるため、ファイバ配電パネルを評価する購入者は通常、製品名だけに頼るのではなく、ポート数、トレイ構成、およびコネクタのタイプを確認することをお勧めします。

光ファイバ パッチ パネルは通常、12、24、48、および 96 コア構成で製造されており、一部の高密度光ファイバ パッチ パネル設計では、データ センター アプリケーション向けにさらに高いコア数をサポートしています。通常、各 1U のラックスペースには、アダプタのタイプとトレイの設計に応じて、定義された数のアダプタの位置を収容できるため、ポート数は通常、エンクロージャのラックユニットの高さに一致します。 24 ポートの光ファイバー パッチ パネルは、小規模な通信室や FTTH 配信ポイントでは一般的に選択されますが、データ センターや中央オフィスのバックボーン アプリケーションでは、より多くのポート数が選択されることが多くなります。ラック マウント型光ファイバー パッチ パネルの設計は、標準の 19 インチ機器ラックに設置することを目的としていますが、ウォール マウント型バージョンは、フロア配電ボックスや FTTH アクセス ポイントなど、ラック全体を設置することが現実的ではない小規模なスペースで使用されます。

上の写真は、Yuyao Simante Network Communication Equipment Co., Ltd が製造したラックマウント型光ファイバー パッチ パネル シリーズを示しており、ポート数が筐体の高さに応じてどのように変化するかを示しています。 1U バージョンは 24 ポート、2U バージョンは 48 ポート、3U バージョンは 72 ポートを収容し、スライド式ドロワー設計に従って、ラックからパネルを取り外すことなく、スプライス、パッチング、およびメンテナンスのためにフロント トレイを外側に拡張できるようにします。各ユニットは、フロント パネルに取り付けられた SC または LC アダプタを使用します。スプライス トレイとファイバ管理機能はドロワ内に収容されており、ファイバの曲げ半径を保護し、保守中のファイバ損傷のリスクを軽減します。このタイプのスライド式 SC LC ファイバ パッチ パネル ODF は、技術者がスプライスやコネクタに繰り返し物理的にアクセスする必要がある環境での移動、追加、変更を簡素化することを目的としています。この種のラック マウント型光ファイバー パッチ パネル製品は、通常、整理された保守可能なファイバー終端が必要な通信室、データ センター、ISP 中央局、および FTTH 分配ポイントに設置されます。

キーストーン ジャックおよびパッチ パネルで使用される銅線ケーブル カテゴリの帯域幅パフォーマンス

銅線構造のケーブルの性能は、ANSI/TIA-568 および ISO/IEC 11801 に基づいて確立されたカテゴリ定格によって定義され、各ケーブルおよび接続ハードウェア カテゴリの最小周波数帯域幅が指定されます。これらの規格によれば、カテゴリ 5e ケーブル配線は次のように評価されています。 100MHz 、カテゴリ 6 ケーブルの定格は次のとおりです。 250MHz 、カテゴリ 6a ケーブルの定格は次のとおりです。 500MHz 、カテゴリ 8 ケーブルの定格は次のとおりです。 2000MHz 。パッチ パネル、Cat6 キーストーン ジャック、および RJ45 キーストーン ジャックはすべて同じチャネルの一部であるため、パッチ パネルの Cat6 ポートからキーストーン ジャックの Cat6 終端、機器端の RJ45 オス コネクタに至るまで、リンク内のすべてのコンポーネントが、リンクが意図したとおりに動作するにはカテゴリ定格を満たすか、それを超える必要があります。以下のグラフは、これらのカテゴリ全体で帯域幅容量がどのように増加するかを示しています。これは、多くのエンタープライズ ネットワーク ケーブル配線ソリューションの設計が、新規設置用にカテゴリ 6 およびカテゴリ 6a ハードウェアに移行している理由を説明するのに役立ちます。コンポーネントが一致しないと、リンク全体で達成可能な帯域幅が制限される可能性があるため、設置されたケーブルと同じまたはそれ以上のカテゴリに評価されたパッチ パネルおよびキーストーン ジャック ハードウェアを選択することは、構造化ケーブル製品の製造業者および設置業者の間で広く行われている慣行です。

上の表は、ANSI/TIA-568 および関連する ISO/IEC 11801 ドキュメントで定義されている 4 つの一般的な銅線ケーブル カテゴリの最小帯域幅定格を比較しています。カテゴリ 5e は、多くの古いオフィス設備で今でも見られ、100 MHz の帯域幅をサポートし、通常は標準的なケーブル長のギガビット イーサネットに関連付けられています。カテゴリ 6 では、その数値が 2 倍の 250 MHz となり、より短いチャネル長で 10 ギガビット イーサネットをサポートできます。これが、Cat6 キーストーン ジャックとパッチ パネル Cat6 ハードウェアが新しいネットワーク ケーブル配線ソリューション プロジェクトで広く指定され続ける理由の 1 つです。カテゴリ 6a は帯域幅を 500 MHz に拡張し、エイリアン クロストークのより厳密な制御を追加し、規格で許可されている 100 メートルのチャネル長全体で 10 ギガビット イーサネットを実行できるようにします。カテゴリ 8 は 2000 MHz で定格されており、一般的なオフィスのケーブル配線ではなく、主に非常に短いデータセンター接続を目的としています。ネットワークがアップグレードされると帯域幅要件が増加する傾向があるため、多くの施設管理者は、同じ設置面積内で Cat6 から Cat6a ハードウェアへの明確なアップグレード パスを提供する製品ラインを備えたパッチ パネルおよびキーストーン ジャックのメーカーを探しています。

光ファイバーパッチパネルのコネクタタイプ: SC、LC、FC、ST

光ファイバーのパッチ パネルは、少数の標準化されたコネクタとアダプタ タイプ (最も一般的なのは SC、LC、FC、ST) を中心に構築されています。 SC コネクタは、プッシュプル ラッチ機構と比較的大きな 2.5 ミリメートルのフェルールを使用しており、通信および企業の光分配パネル アプリケーションで依然として一般的です。 LC コネクタは、同様のラッチ スタイルを備えた小型の 1.25 ミリメートル フェルールを使用します。これにより、同じパネル幅内で SC コネクタの約 2 倍のポート密度が可能になり、LC は高密度光ファイバ パッチ パネル データ センター設計でよく選択されます。 FC コネクタは、安全な機械的接続を提供するねじ付きカップリングを使用しており、耐振動性が最優先される一部の屋外プラントおよびテスト環境で現在でも仕様化されています。 ST コネクタはスプリング式ツイスト ロック機構を使用しており、初期のマルチモード光ファイバ パッチ パネルの導入では歴史的に一般的でしたが、新しいプロジェクトでは SC または LC ハードウェアを指定することが多くなりました。

これらのコネクタ タイプの光学性能は、通常、次の基準に基づいて評価されます。 テルコーディア GR-326-CORE IEC 61753-1 は、シングルモード光ファイバーコネクタの挿入損失、反射損失、機械的耐久性の試験方法を記述しています。複数のコネクタ メーカー間で参照されている公開された業界ベンチマークでは、工場で終端処理された SC、LC、および FC コネクタの通常の嵌合条件下での典型的な最大挿入損失が約 0.2 ～ 0.3dB であると記載されています。リターン ロスのパフォーマンスは、同じカテゴリの公開情報源に基づいて、UPC 研磨コネクタでは 50 dB 以上、APC 研磨コネクタでは 60 dB 以上とベンチマークされることがよくあります。機械的耐久性は、Telcordia GR-326-CORE スタイルの耐久性テストに基づいて、少なくとも 500 回の嵌合サイクルでベンチマークされることがよくあります。実際の性能はメーカー、フェルールの品質、現場での取り扱いによって異なる可能性があるため、これらの数値は特定の製品の保証値ではなく、一般的に参照される業界ベンチマークを表しています。

上の表は、Telcordia GR-326-CORE などの公開された業界テスト基準に基づいた、SC、LC、FC、および ST コネクタ タイプの一般的に参照される最大挿入損失ベンチマークをデシベル単位で示しています。 SC、LC、および FC コネクタは、通常の条件下で適切に終端および嵌合された場合、最大挿入損失ベンチマークが 0.3 dB 近くになることがよくあります。 ST コネクタは、プッシュ プルやネジ式インターフェイスではなくツイスト ロック カップリングに依存しており、位置合わせ許容差の違いにより、0.5 dB 付近のわずかに高い標準ベンチマークに関連付けられることが多くなります。一般に、挿入損失が低いということは、各接続ポイントでの光信号の損失が少ないことを意味します。これは、単一のリンクに沿って複数のスプライス ポイントやパッチ ポイントを含むファイバ ODF およびファイバ分配パネルのアプリケーションではより重要になります。これらの数値は、コネクタの特定のバッチに対して保証されている仕様ではなく、業界の一般的なベンチマークであり、実際の結果はフェルールの研磨品質、洗浄方法、および嵌合サイクル数によって異なります。長距離のバックボーンのファイバー パッチ パネル、または高密度の光ファイバー パッチ パネルのデータ センター レイアウトを計画しているネットワーク設計者は、多くの場合、すべての接続ポイントにわたる累積挿入損失を全体的なリンク バジェットの計算に考慮します。

ラックマウント型光ファイバーパッチパネル設計におけるスケーラブルなポート密度

ラック マウント型光ファイバ パッチ パネル エンクロージャは、通常、標準ラック ユニット (一般に 1U、2U、または 3U と略称されます) でサイズ設定され、垂直ラック スペースの各ユニット内に収まるアダプタ位置とスプライス トレイの数に応じてポート数がスケーリングされます。この記事の前半で参照したスライド トレイ光ファイバ パッチ パネル シリーズはこのパターンに従い、1U エンクロージャで 24 ポート構成、2U エンクロージャで 48 ポート構成、3U エンクロージャで 72 ポート構成を提供します。この種の拡張により、施設はパネル全体の設計やアダプターのタイプを変更することなく、ケーブル配線容量を事前に計画し、小規模な通信室には 24 ポートのラックマウント型光ファイバー パッチ パネルを選択したり、データ センターのバックボーンにはポート数の多いパネルを選択したりすることができます。この設計ではラック ユニットを追加するたびにそれに比例した数のポートが追加されるため、プランナーはプロジェクトの規模ごとにまったく異なるファイバー パネル製品ラインを評価するのではなく、ラック スペースの予算に基づいて将来の容量ニーズを見積もることができます。

上のグラフは、この記事で参照されている 1U、2U、および 3U 構成に基づいて、代表的なスライド トレイ光ファイバ パッチ パネル シリーズのラック ユニットの高さに応じてポート数がどのように変化するかを示しています。 1U エンクロージャは 24 個のポートを収容し、2U エンクロージャは 48 個のポートを収容し、3U エンクロージャは 72 個のポートを収容します。これは、この特定のスライド ドロワー設計では、高さの追加のラック ユニットごとに 24 ポートの比例増加を反映しています。この種の予測可能なスケーリングは、ファイバ パッチ パネル オプションを、ポートの梱包効率が低い可能性がある、またはスプライス アクセス用のスライド トレイが欠けている代替パネル スタイルと比較するときに役立ちます。ラック スペースが限られている施設では、特定のファイバ数を終端するために必要なエンクロージャの数が減るため、ラック ユニットあたりのポート密度を高くすることがよくあります。同時に、非常に高いポート密度のパネルでは、最小曲げ半径を維持するために慎重な内部ファイバー管理が必要となるため、ファイバー分配パネルを選択する際、ポート数はスプライス トレイの設計やケーブル配線機能と並んで考慮すべき要素の 1 つにすぎません。

構造化されたケーブル配線とファイバー配線の導入を形成する業界のトレンド

パッチ パネル、キーストーン ジャック、光ファイバー パッチ パネルなどの構造化ケーブル システム コンポーネントに対する需要は、データ センター、クラウド インフラストラクチャ、および家庭用ファイバー導入の継続的な拡大によって近年形作られてきました。ある業界市場調査レポートによると、世界の構造化ケーブル市場は 2025 年に 200 億米ドルを超えると推定されており、2030 年代半ばまで年間平均成長率は 8% 近くになると予測されており、これは主にデータセンターとクラウド インフラストラクチャの拡張によるものです。同じカテゴリの市場分析では、これまで収益ベースで設置された構造化ケーブル配線量の大部分をローカル エリア ネットワーク アプリケーションが占めてきた一方、データセンター アプリケーションは、組織がサーバーとストレージの容量を拡大し続ける中で最も急速に成長しているセグメントの 1 つであることが指摘されています。光ファイバー・ツー・ザ・ホーム・プログラムも、FTTH ファイバー配電パネル・ソリューションの需要に貢献しています。これは、通常、新しい加入者接続ごとに、屋外のプラントのファイバーと顧客の敷地の間の配電パネルに専用のスプライスまたはパッチ・ポイントが必要になるためです。これらの傾向は、Cat6 キーストーン ジャックやパッチ パネル ハードウェアなどの銅線に焦点を当てた構造化ケーブル製品と、光ファイバー パッチ パネル製品の両方が、銅線セグメントとファイバー セグメント間で並行してネットワークが拡大し続ける中で、今後も関連性を維持する可能性が高いことを示唆しています。

上のグラフは、単一の検証された世界規模の調査ではなく、公開された市場調査の推定に基づいて、アプリケーション カテゴリごとの構造化ケーブルの配置のおおよその分布を示しています。典型的なオフィスおよびエンタープライズ環境をカバーするローカル エリア ネットワークの導入は、歴史的に、一般の商業ビル全体にパッチ パネル、キーストーン ジャック、および前面プレートが広く存在していることと一致して、構造化ケーブル配線量の最大の単一シェアを占めてきました。データセンター アプリケーションは、規模は小さいものの、一般に急速に成長しているシェアを占めています。これは、光ファイバー パッチ パネルや高密度ファイバー ディストリビューション パネル製品への依存度がより高くなることの多いサーバー ルームやクラウド インフラストラクチャの高密度化への移行を反映しています。残りのシェアには、産業、住宅、特殊な電気通信環境などの他のアプリケーションが含まれており、これは地域やプロジェクトの種類によって大きく異なります。市場の推定値は調査プロバイダーによって異なるため、ここに示されているパーセンテージは、特定の年や地域の正確な数字ではなく、相対的な規模の一般的な図として解釈してください。この一般的なパターンは、多くの構造化ケーブル製品メーカーが、光ファイバー パッチ パネルおよび ODF パネル製品と並行して銅線パッチ パネルとキーストーン ジャック ハードウェアの両方をカバーする並行製品ラインを維持している理由の 1 つです。

パッチパネル、フェイスプレート、およびキーストーンジャックの取り付け方法

構造化ケーブル システム コンポーネントの設置は、プロジェクトに銅線パッチ パネル、ネットワーク前面プレート、または光ファイバ パッチ パネルが含まれるかどうかに関係なく、通常は同様の手順に従います。ただし、特定の終端方法は銅線メディアとファイバ メディアで異なります。以下の手順では、商用ケーブル配線プロジェクトで一般的に行われる一般的な設置手順について説明しますが、地域の条例、ケーブル製造元の指示、およびプロジェクトの仕様は、一般的な説明よりも常に優先される必要があります。

1. パッチ パネルの Cat6 ポートまたはファイバー パネル アダプターでの接続が、対応するネットワーク フェイス プレートまたは壁面コンセントと一致するように、設置を開始する前にケーブル ルートを計画し、すべてのケーブル配線の両端にラベルを付けます。
2. パッチ パネル、ブランク パッチ パネル フィラー プレート、およびケーブル管理ハードウェアをラックまたは壁の筐体の内側に取​​り付けます。パネルの背面には、ケーブルの曲げ半径のために十分なスペースが残されています。
3. ジャックの製造元が指定した終端ツールを使用して、各銅ケーブルを Cat6 キーストーン ジャックまたは RJ45 キーストーン ジャックに終端し、完成したキーストーン ジャックをパッチ パネルまたはネットワーク前面プレートの開口部にはめ込みます。
4. 光ファイバ パッチ パネルの場合は、入力ファイバをスプライス トレイまたはアダプタの位置に配線し、融着接続またはコネクタ接続を完了し、ケーブル タイプに指定された最小曲げ半径を維持できるようにトレイ内の余分なファイバ長を処理します。
5. 接続を開始する前に、適切なケーブル認証テスターまたは光損失テスト セットを使用して、完成したすべてのリンクをテストし、将来の参照のために結果を記録します。
6. 計画段階で作成された文書と一致するように、パッチ パネル、前面プレート、およびファイバー パネルのポートの前面に明確にラベルを付けます。

ファイバーおよび銅線ケーブルコンポーネントの互換性に関する考慮事項

構造化ケーブル システム コンポーネントは多くの異なるメーカーによって製造されているため、互換性は一般に、単一の独自設計ではなく、共通の機械的および電気的規格に準拠することによって維持されます。キーストーン ジャックは、Cat6 キーストーン ジャックと呼ばれるか、一般的な rj45 キーストーン ジャックと呼ばれるかに関係なく、標準化されたキーストーン フットプリントに基づいて構築されているため、さまざまな構造化ケーブル製品コンポーネント ラインのジャックを、通常、同じパッチ パネルまたはネットワーク前面プレートの開口部に挿入できます。ファイバ アプリケーションでは、互換性はキーストーン フットプリントではなくアダプタとコネクタのタイプに重点が置かれているため、SC アダプタを実装した光ファイバ パッチ パネルは一般に SC 終端パッチ コードおよびピグテールと互換性がありますが、LC 実装パネルには、エンクロージャを製造したファイバ パネル メーカーに関係なく、LC 終端コードが必要です。新しいプロジェクトのために光ファイバ パッチ パネル サプライヤー、ODF パッチ パネル メーカー、またはラック マウント ファイバ パッチ パネル工場を評価する購入者は、通常、注文する前にアダプタ タイプ、ポート数、ラック ユニットの高さを既存のケーブル配線プラントと比較して確認することをお勧めします。これは、コネクタ タイプが一致しない場合は、アダプタを変換しないと嵌合できないためです。これらの詳細を事前に確認しておくと、手戻りが回避され、パッチ パネル、キーストーン ジャック、または光ファイバー パッチ パネルの容量を追加して既存のネットワーク ケーブル配線ソリューションを拡張する際のスムーズな移行がサポートされます。

余姚四満特ネットワーク通信機器有限公司について

Yuyao Simante Network Communication Equipment Co., Ltd は、設計、開発、販売、サービスを統合したネットワーク ケーブル ソリューションと光ファイバー製品の専門メーカーです。同社は、約 20 年間のサービスを通じて、応用エンジニアリングの専門知識を通じて顧客のニーズを満たすことに重点を置き、プロジェクト コミュニケーションの初期段階から顧客に価値を提供することを目指してきました。成熟した研究開発体制のもと、設計段階から製品の品質の安定化に取り組んでいます。同社は、10 人を超えるエンジニアと 30 人を超えるフルタイムの技術スタッフからなる技術チームを維持しており、この記事全体で参照されている光ファイバー パッチ パネル、キーストーン ジャック、パッチ パネル、フェイスプレート製品ラインなどの品質向上と製品アップデートに向けて専門的な意見を提供し続けています。

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