媒体依存インターフェース

メディア依存インターフェイス( MDI ) は、物理層の実装から伝送に使用される物理メディアまでのコンピュータ ネットワークのインターフェイス (物理および電気/光の両方) を表します。ツイスト ペア経由のイーサネットは、メディア依存インターフェイス - クロスオーバー(MDI-X) インターフェイスも定義します。新しいネットワーク インターフェイスの自動 MDI-Xポートは、接続にクロスオーバーが必要かどうかを検出し、リンクのもう一方の端を補完するために MDI または MDI-X 構成を自動的に選択します。

一般的なEthernetファミリは、共通のメディア依存インターフェイスを定義します。10BASE5の場合、同軸ケーブルへの接続は、ヴァンパイア タップまたはN コネクタのペアを使用して行われます。10BASE2の場合、同軸ケーブルへの接続は通常、T ピースが取り付けられた単一のBNC コネクタを使用して行われます。 ツイストペア ケーブル8P8Cの場合、モジュラー コネクタが使用されます (このコンテキストではRJ45と呼ばれることが多い)。 ファイバーの場合、製造元と物理的なスペースの可用性に応じて、 さまざまなコネクタが使用されます。

10BASE-T および 100BASE-TX では、2 方向の通信に別々のツイストペアが使用されます。ツイストペア ケーブルは従来、ピン対ピン (ストレート) で配線されるため、メディア依存インターフェイスには 2 つの異なるピン配置が使用されます。これらは、MDI および MDI-X (メディア依存インターフェイス クロスオーバー) と呼ばれます。MDI ポートを MDI-X ポートに接続する場合はストレート ケーブルを使用し、2 つの MDI ポートまたは 2 つの MDI-X ポートを接続する場合はクロスオーバー ケーブルを使用する必要があります。従来、MDI はエンド デバイスとルーターで使用され、MDI-X はハブとスイッチで使用されます。一部のハブとスイッチには、クロスオーバー ケーブルを使用せずに他のハブまたはスイッチに接続するための MDIアップリンクポート (多くの場合、切り替え可能)があります。

この用語は一般に、コンピューターまたはその他のネットワーク デバイス上のメス 8P8C ポート接続を使用する ツイスト ペアイーサネット技術のバリエーションを指します。

X は、MDI デバイスの送信線を MDI-X デバイスの受信線に接続する必要があることを意味します。ストレート ケーブルは、MDI デバイスのピン 1 と 2 (送信) を MDI-X デバイスのピン 1 と 2 (受信) に接続します。同様に、ピン 3 と 6 は MDI デバイスの受信ピンであり、MDI-X デバイスの送信ピンです。一般的な規則では、ネットワーク ハブ、ブリッジ、スイッチは MDI-X 構成を使用し、パーソナル コンピュータ、ワークステーション、サーバー、ルーターなどの他のすべてのノードはMDI インターフェイスを使用します。一部のルーターやその他のデバイスには、特定のポートで MDI と MDI-X を切り替えるアップリンク/通常スイッチがありました。^[1]

一方の送信機をもう一方の受信機に接続し、その逆も行う必要があるため、2 つのデバイス間には常に奇数のクロスオーバーが必要となり、MDI-X ポートには内部クロスオーバーが含まれます。したがって、MDI を MDI-X に接続するにはストレート ケーブル (クロスオーバーは合計 1 つ) が必要です。MDI を MDI (クロスオーバーなし) または MDI-X を MDI-X (クロスオーバー 2 つ) に接続するには、奇数にするためにケーブル内に (別の) クロスオーバーが必要です。構造化ケーブル配線で複数のパッチ パネルを介してより複雑なセットアップを使用する場合は、接続に複数のパッチ ケーブルと建物ケーブル セグメントを使用できます。必要なクロスオーバーはすべて片側、つまり中央のハブ/スイッチまたは各セカンダリ ハブ/スイッチに配置することをお勧めします。

同じ構成の 2 つのポート (MDI から MDI、または MDI-X から MDI-X) を 10 または 100 Mbit/s 接続 (10BASE-T または 100BASE-TX) で接続するには、各インターフェイスが送信するペアを他のインターフェイスの受信導体に接続するためのEthernet クロスオーバー ケーブルが必要です。階層型スター ネットワークトポロジ以外では 2 種類のケーブルが必要であるという混乱から、より自動化されたソリューションが生まれました。

自動 MDI-X、または自動 MDI-Xまたは自動クロスオーバーを備えたツイストペア イーサネット ポートは、必要な構成 (MDI または MDI-X) を自動的に検出し、スイッチを相互接続したり、ネットワーク ノードをピアツーピアで接続したりするためにクロスオーバー ケーブルを使用する必要がありません。リンクのどちらかの端で有効になっている限り、どちらの種類のケーブルも使用できます。自動 MDI-X が正しく動作するには、インターフェイスのデータ レートとデュプレックス設定を自動に設定する必要があります。自動 MDI-X は、Hewlett-Packard のエンジニアである Daniel Joseph Dove と Bruce W. Melvin によって開発されました。^[2] 疑似乱数ジェネレーターは、ネットワーク ポートが MDI 構成で開始するか、MDI-X 構成で開始するかを判断して、リンクの自動ネゴシエーションを開始します。^{[3] [4]}

2つの自動MDI-Xポートが接続されている場合（これは最近の製品では普通のことです）、アルゴリズムの解決時間は通常500ミリ秒未満です。ただし、各端がスイッチングを続けるループという非常にまれなケース（5×10 ²¹分の1未満の確率）を解決するために、約1.4秒の非同期タイマーが使用されます。^[5]

その後、Doveは1000BASE-T規格内で自動MDI-Xを推進し^[5] 、ポートが自動ネゴシエーションを行わない場合でもリンクを自動的に確立できる強制モード自動MDI-Xの特許取得アルゴリズムも開発しました。 ^{[6]これは特定のデバイスに実装されている場合と実装されていない場合があり、特に}自動ネゴシエーションが無効になっている場合は、自動MDI-XをMDI-X（ハブまたはスイッチ）ポートに接続するときにクロスオーバーケーブルが必要になることがあります。^[7]

新しいルーター、ハブ、スイッチ (一部の 10/100 および実際にはすべての 1 ギガビットまたは 10 ギガビット デバイスを含む) は、10/100 Mbit 接続に自動 MDI-X を使用して、ケーブルが接続されると適切な構成に自動的に切り替わります。

ツイストペアケーブルを介したギガビット以上のイーサネットリンクでは、双方向の同時伝送に4本のケーブルペアすべてを使用します。このため、専用の送信ペアと受信ペアはなく、結果として1000BASE-T通信にクロスオーバーケーブルは必要ありません。^[8]物理メディアアタッチメントサブレイヤー（PMA）は各ペアの識別を提供し、通常はクロスオーバーケーブルでも機能します。また、ペアが異常に交換されていたり、ペアの極性が予期せず反転していたり​​する場合でも機能します。^[9]

• 差動信号方式 § 極性切り替え – ペア内の反転を修正するシステム
• メディア非依存インターフェース(MII)

• 「イーサネット クロスオーバー ケーブルを必要とする Apple 製品」。Appleサポート Web サイト。2008 年 10 月 22 日。2014 年 12 月 27 日にオリジナルからアーカイブ。
• MDI デバイスと MDIX デバイス間の非自動接続の図