次世代I/Oコネクタ「MRJ21」の技術
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ギガビット・イーサネット（ＧｂＥ）の普及により、ネットワーク運用のメリットが明白になるにつれて、スイッチやルータなどの高性能で高価なネットワーク機器に使用する部品の品質が重視されるようになった。ギガビット・イーサネットへの移行や新たに構築する場合、コネクタやケーブルなどの構成部品の性能が問題となってきた。近年はI/Oコネクタの技術が進み、ネットワーク機器を簡単にアップグレードまたは設計できるようになった。 ■I/Oコネクタ ネットワーク配線や電気通信のI/Oコネクタには、主としてモジュラ・ジャック（ＲＪ４５）とＣＨＡＭＰコネクタ（ＲＪ２１）が使われている。ごく普通に使われているＲＪ４５とＲＪ２１にも多くの製品があり、それらの製品は１０００Ｂａｓｅ-Ｔネットワーク向けに、信頼性、使いやすさ、扱いやすさなどを提供している。しかし、ギガビット・イーサネットの導入が進むにつれて、従来のＲＪ４５とＲＪ２１製品では対応しきれなくなってきた。 市場にはギガビット・イーサネット対応のＲＪ４５コネクタが多数あるが、２５ペアのＲＪ２１製品ソリューションはごくわずかである。ギガビット・イーサネットへの移行を支援するには、既存の製品を改良するか新しいI/Oコネクタを開発する必要がある。ＭＲＪ２１は、従来のＲＪ２１に比べて、ポート密度が３倍に設計されており、ギガビット・イーサネットなどの高速アプリケーションに簡単に展開できるように工夫されている（写真１、２）。  〔写真1〕MRJ21コネクタ  〔写真2〕MRJ21コネクタとRJ21コネクタのサイズ比較 ■ＭＲＪ２１コネクタ ＭＲＪ２１コネクタは、標準的なモジュラ・ジャックや５０極のＣＨＡＭＰコネクタを備えたネットワーク機器に使用できる。イーサネット・スイッチ、ネットワーク・クローゼット、ルータ、デジタル・クロス・コネクト、ＤＳＬＡＭなどのネットワーク機器を製造しているＯＥＭメーカーは、ＭＲＪ２１コネクタに合わせた設計を簡単に取り入れることができる。また、ＭＲＪ２１はギガビット・イーサネットの性能に対応しているだけでなく、従来のモジュラ・ジャックやＲＪ２１よりも非常にコンパクトに設計されている。ポート実装密度の高いＭＲＪ２１コネクタは設計、試験、検証を通して、ギガビット・イーサネットの多ポート同時通信だけでなく、パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥまたはＰｏＬＡＮ）にも優れた信頼性を持つことが実証されている。 ハードウエア設計者にとってコネクタの高密度実装化は、コネクタのポート密度がスタック型ＲＪ４５モジュラ・ジャックに比べて1.5〜3に向上したことを意味する。 ＭＲＪ２１のサイズは、ＲＪ２１に比べて1/3に省スペース化されている。直角なレセプタクルの長さは、標準的なスタック・ジャックの半分となっている（図１）。  〔図1〕MRJ21コネクタのサイズ たとえば、標準的なブレードに１６個のＭＲＪ２１を接続すると、ＧｂＥポートを９６個（10/100Ｂａｓｅ-Ｔならば１９２個）を確保できる。つまりＧｂＥのポート密度はＲＪ４５の２倍となり、１Ｕサイズのパッチ・パネルの場合は、ポート数の合計が４８個になる。パッチ・コードは一括してコンパクトに配線できるため、ＯＥＭ、ネットワーク管理者、ユーザーには大きなメリットとなる。 ＯＥＭメーカーがネットワーク機器を実装する場合、所定のボックスにより多くのコネクタを実装できるだけでなく、ＭＲＪ２１コネクタには、その他にも設計上の工夫が凝らされている。たとえば、エイリアン・ネクスト（ＡＮＥＸＴ）を制御して、エンハンスド・カテゴリ５（Ｃａｔ．５ｅ）を超える電気特性を持つだけでなく、全面シールドにより電磁波障害（ＥＭＩ）を低減する。ジャックスクリューによる嵌合方式も採用されている。 ポート密度が増すと、ＯＥＭは製品の機能をさらに向上することができる。ユーザーもネットワークの成長やアップグレードに備えたスペア・ポートを確保できる。スペア・ポートが増えれば、ネットワークに接続するユーザーとデバイスを増やせるため、コストを大幅に削減できる。 ■各種ネットワークに対応したコネクタ構成 システム設計者は、ポート密度や伝送速度の向上などの最新技術に関心を持つが、I/Oコネクタにはそれ以外の利点もある。ＭＲＪ２１コネクタは多彩な構成に対応しており、ギガビット・イーサネットで使われるアプリケーションの個数に応じて柔軟に選択できる。 構成には、単一ポートのＭＲＪ２１（パネル接地と非パネル接地のオプション、スルーホールのハンダ付けとプレスフィット――両者のボード・レイアウトと寸法は同じ）、マグネティクス内蔵のデュアル ＭＲＪ２１アッセンブリ、Ｑｕａｄ（４連）のマグネティクス内蔵ＭＲＪ２１アッセンブリがある。 ＭＲＪ２１は、ＲＪ４５とＲＪ２１に比べて、設計がシンプルで相互接続も簡単である。エイリアン・ネクスト（ＡＮＥＸＴ）を最小限に抑制するため、従来のＲＪ４５のように、電磁ノイズを解決することに苦慮せずにアッセンブリを作成できる。電気特性の一貫した高性能の伝送路を構築できるＭＲＪ２１は、ギガビット・アプリケーションに最適である（図２）。
ＭＲＪ２１コネクタによる配線システムを導入するとシステム構成を飛躍的に改善できる。ＭＲＪ２１ケーブル１本は、ＧｂＥまたは10/100/1000Ｂａｓｅ-Ｔケーブル６本に相当するため、10/100/Ｂａｓｅ-Ｔネットワークでは、ケーブルを１２本から１本に削減できる。 また、ケーブルのサイズがコンパクトなため、４ペア・ケーブル６本を配線した場合に比べて、設置スペースを約３０％削減できる。さらに、ＰＣＢボードの実装密度が向上し、I/Oプロファイルも低いため、インジケータＬＥＤなどの視覚認知性も改善できる。システムの改善に加えて、エンド・ユーザーにはシステム構築の総費用も劇的に削減できる。企業ユーザーとサービス・プロバイダは、ＭＲＪ２１コネクタをネットワーク基盤のケーブリングに使用することで、さらにメリットが得られる。いくつかの研究によると、ＭＲＪ２１配線システムは人件費、設置スペース、施工時間、保守費用を削減している。 研究所の調査によると、ＭＲＪ２１コネクタを使用すると従来のＲＪ４５ケーブルを敷設した場合に比べて、初期費用がポート当たり3.50〜14.00ドル削減できる。データ・センターには余分なスペースが不要なため、ＭＲＪ２１ケーブルを敷設すれば敷設面積を年間でポート当たり最大4.50ドル削減できる。ミッション・クリティカルな高付加価値の通信環境では、敷設面積を５０％以上削減できる。 ＭＲＪ２１コネクタを使用した場合、データ・センターのケーブル施工時間は約1/6に短縮される、と報告されている。ＭＲＪ２１コネクタを使用すると、スイッチの交換やリカバリによるネットワークのダウンタイムも低減したことも報告されている。 ■ＰｏＥとＧｂＥ相互接続にメリット 次世代モジュラ・ジャックのＭＲＪ２１コネクタは、10/100Ｂａｓｅ-Ｔ、ＧｂＥ、パワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）に最適である。10/100Ｂａｓｅ-ＴとＧｂＥにＭＲＪ２１コネクタを使用した利点は前述のとおりだが、イーサネット・コネクタによる電力供給は比較的新しい技術であり、この種のアプリケーションの相互接続は慎重に行う必要がある。 ネットワーク上に高速なデータ信号を流すこと自体がチャレンジであり、ネットワークに低電力の電力供給を乗せることは相互接続システムの新たな試練である。すでに流れているデータ信号は相互接続の電力供給による干渉を受けやすくなるため、低電力接続からの干渉から守ることが重要になる。 この問題に対応するために、ボード上のリード部にフィルタを採用することも考えられる。しかし、その場合は、設計が複雑になり、ボード製造プロセスのボード処理にコストと労力がかる。しかし、この問題はＭＲＪ２１を使用すれば解決できる。ＭＲＪ２１コネクタのピンは、10/100/1000Ｂａｓｅ-ＴとＰｏＥに対応している。 内蔵マグネティクスと電源管理機能を併用すれば、ボード・レベルの問題に不要なコストと時間をかけずに済む。マグネティクスと電源管理機能をコネクタに内蔵することで、省スペース化と設計サイクルの短縮を実現できる。 内蔵マグネティクスは、さまざまな機能を実行する。第１にＩＥＥＥ８０２．３とＩＥＣ６０９５０に準拠したＤＣアイソレーション機能を提供する。第２に製品共通のＥＭＩ抑止モードを提供する。これによりＰｏＥアプリケーションにＤＣ電源の提供を可能にする。 プレスフィット型ＭＲＪ２１コネクタをイーサネット・スイッチに接続すると、ネットワーク上で電源を供給するデバイスを増加できる。プレスフィット型ＭＲＪ２１コネクタは、柔軟に設計できることが特徴である。コネクタは、オプションとして非ＰｏＥ対応とＰｏＥ対応で設計できる。この方式を採用すれば、通常の10/100ＢａｓｅマイナスＴネットワークをギガビット・イーサネットのＰｏＥ（８０２．３ａｆ規格互換）に簡単に移行できる。 ＜タイコ エレクトロニクス アンプ（株）＞
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