交換機常用的光模塊及光接口知識彙總

以太網交換機常用的光模塊有SFP,GBIC,XFP,XENPAK。

英文全稱:

  • SFP:Small Form-factor Pluggabletransceiver ,小封裝可插拔收發器
  • GBIC:GigaBit Interface Converter,千兆以太網接口轉換器
  • XFP: 10-Gigabit small Form-factorPluggable transceiver 萬兆以太網接口
  • XENPAK: 10 Gigabit EtherNet TransceiverPAcKage萬兆以太網接口收發器集合封裝
交換機常用的光模塊及光接口知識彙總

一、光纖連接器

光纖連接器由光纖和光纖兩端的插頭組成,插頭由插針和外圍的鎖緊結構組成。根據不同的鎖緊機制,光纖連接器可以分為FC型、SC型、LC型、ST型和 KTRJ型。

FC 連接器採用螺紋鎖緊機構,是發明較早、使用最多的一種光纖活動連接器。

SC 是一種矩形的接頭,由 NTT研製,不用螺紋連接,可直接插拔,與FC連接器相比具有操作空間小,使用方便。低端以太網產品非常常見。

LC 是由 LUCENT開發的一種 Mini型的 SC連接器,具有更小的體積,已廣泛在系統中使用,是今後光纖活動連接器發展的一個方向。低端以太網產品非常常見。

ST 連接器是由AT&T公司開發的,用卡口式鎖緊機構,主要參數指標與FC和SC連接器相當,但在公司應用並不普遍,通常都用在多模器件連接,與其它廠家設備對接時使用較多。

KTRJ 的插針是塑料的,通過鋼針定位,隨著插拔次數的增加,各配合面會發生磨損,長期穩定性不如陶瓷插針連接器。

二、光纖知識

光纖是傳輸光波的導體。光纖從光傳輸的模式來分可分為單模光纖和多模光纖。

在單模光纖中光傳輸只有一種基模模式,也就是說光線只沿光纖的內芯進行傳輸。由於完全避免了模式射散使得單模光纖的傳輸頻帶很寬因而適用與高速,長距離的光纖通迅。

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在多模光纖中光傳輸有多個模式,由於色散或像差,這種光纖的傳輸性能較差,頻帶窄,傳輸速率較小,距離較短。

1、光纖的特性參數

光纖的結構預製的石英光纖棒拉制而成,通信用的多模光纖和單模光纖的外徑都為125μm。

纖體分為兩個區域:纖芯(Core)和包層(Cladding layer)。單模光纖纖芯直徑為8~10μm,多模光纖纖芯徑有兩種標準規格,芯徑分別為62.5μm(美國標準)和50μm(歐洲標準)。

接口光纖規格有這樣的描述:62.5μm/125μm多模光纖,其中62.5μm就是指光纖的芯徑,125μm就是指光纖的外徑。

單模光纖使用的光波長為1310nm或1550 nm。

多模光纖使用的光波長多為850 nm。

從顏色上可以區分單模光纖和多模光纖。單模光纖外體為黃色,多模光纖外體為橘紅色。

2、千兆光口自協商

自協商和強制最根本的區別就是兩者在建立物理鏈路時發送的碼流不同,自協商模式發送的是/C/碼,也就是配置(Configuration)碼流,而強制模式發送的是/I/碼,也就是idle碼流。

三、千兆光口自協商過程:

兩端都設置為自協商模式

1、光纖是如何工作的?

雖然按所用的材料及不同的尺寸而分還有一些其它種類的光纖,但這裡提到的是最常見的那幾種。光在光纖的芯層部分以“全內反射”方式進行傳輸,也就是指光線進入光纖的一端後,在芯層和包層界面之間來回反射,進而傳輸到光纖另一端。芯徑為62.5μm,包層外徑為125μm的光纖稱為62.5/125μm 光

2、多模和單模光纖的區別?

多模:

可以傳播數百到上千個模式的光纖,稱為多模(MM)光纖。根據折射率在纖芯和包層的徑向分佈情況,又可分為階躍多模光纖和漸變多模光纖。幾乎所有的多模光纖尺寸均為50/125μm或62.5/125μm,並且帶寬(光纖的信息傳輸量)通常為200MHz到2GHz。多模光端機通過多模光纖可進行長達5公里的傳輸。以發光二極管或激光器為光源。

單模:

只能傳播一個模式的光纖稱為單模光纖。標準單模(SM)光纖折射率分佈和階躍型光纖相似,只是纖芯直徑比多模光纖小得多。

使用光纜時傳輸損耗如何?

1310nm波長用於多模光纖時: 1.0分貝/公里
1310nm波長用於單模光纖時: 0.4分貝/公里
1550nm波長用於單模光纖時: 0.2分貝/公里

何為GBIC?

GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的縮寫,是將千兆位電信號轉換為光信號的接口器件。GBIC設計上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國際標準的可互換產品。採用 GBIC接口設計的千兆位交換機由於互換靈活,在市場上佔有較大的市場份額。

何為SFP?

同時,由於這種熱交換性能,該模塊可使網絡管理人員能夠根據網絡升級要求,對收發成本、鏈路距離以及所有的網絡拓撲進行總體規劃,而無需對系統板進行全部替換。

支持這熱插拔的光模塊目前有GBIC和SFP,由於SFP與SFF的外型大小差不多,它可以直接插在電路板上,在封裝上較省空間與時間,且應用面相當廣,因此,其未來發展很值得期待,甚至有可能威脅到SFF的市場。

何為SFF?

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四、網絡連接設備接口類型

BNC接口

RJ-45接口

RJ-45 接口是以太網最為常用的接口,RJ-45 是一個常用名稱,指的是由IEC(60)603-7標準化,使用由國際性的接插件標準定義的8個位置(8針)的模塊化插孔或者插頭。

RS-232接口

CWDM 與 DWDM

隨著 Internet的IP數據業務高速增長,造成對傳輸線路帶寬的需求不斷加大。雖然 DWDM(密集波分複用)技術作為最有效的解決線路帶寬擴容的方法,但是 CWDM (粗波分複用) 技術比 DWDM在系統成本、可維護性等方面具有優勢。

CWDM 與 DWDM皆屬於波分複用技術,都可以將不同波長的光偶合到單芯光纖中去,一起傳輸。

PIN 光電二極管是在摻雜濃度很高的 P型、N型半導體之間,加一層輕摻雜的 N型材料,稱為I(Intrinsic,本徵的)層。由於是輕摻雜,電子濃度很低,經擴散後形成一個很寬的耗盡層,這樣可以提高其響應速度和轉換效率。

APD 雪崩光電二極管,它不但具有光/電轉換作用,而且具有內部放大作用,其放大作用是靠管子內部的雪崩倍增效應完成的。

APD 是有增益的光電二極管,在光接收機靈敏度要求較高的場合,採用 APD有利於延長系統的傳輸距離。


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