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光纤收发器事理技能详解_光纤收发器_网管

落叶飘零 2025-01-01 17:56:41 0

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本文详细对光纤收发器事理进行讲解,剖析了光纤收发器的发展趋势以及如何采购光纤收发器,下面进行阐述:

首先什么是光纤收发器

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  光纤收发器是一种将短间隔的双绞线电旗子暗记和长间隔的光旗子暗记进行互换的以太网传输媒体转换单元,在很多地方也被称之为光电转换器。
企业在进行信息化根本培植时,常日更多地关注路由器、交流机乃至网卡等用于节点数据交流的网络设备,却每每忽略介质转换这种非网络核心但必不可少的设备。
特殊是在一些哀求信息化程度高、数据流量较大确当局机构和企业,网络培植时须要直接上连到以光纤为传输介质的骨干网,而企业内部局域网的传输介质一样平常为铜线,确保数据包在不同网络间顺畅传输的介质转换设备成为必需品。

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(图片来自网络侵删)

  目前国外和海内生产光纤收发器的厂商很多,产品线也极为丰富。
为了担保与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交流机等网络设备的完备兼容,光纤收发器产品必须严格符合IEEE802.3以太网标准,除此之外,在EMC防电磁辐射方面应符合FCC 及CE的干系规定,如烽火网络公司的光纤收发器已经通过FCC及CE认证。
时下由于海内各大运营商正在大力培植小区网、校园网和企业网,因此光纤收发器产品的用量也在不断提高,以更好地知足接入网的培植须要。

  随着信息化培植的突飞年夜进,人们对付数据、语音、图像等多媒体通信的需求日益兴旺,以太网宽带接入办法因此被提到了越来越主要的位置。
但是传统的5类线电缆只能将以太网电旗子暗记传输100米,在传输间隔和覆盖范围方面已不能适应实际网络环境的须要。
与此同时,光纤通信以其信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继、传输间隔长等优点在广域网等大型网络中得到了广泛的运用。

  在一些规模较大的企业,网络培植时直策应用光纤为传输介质建立骨干网,而内部局域网的传输介质一样平常为铜线,如何实现局域网同光纤主干网相连呢?这就须要在不同端口、不同线形、不同光纤间进行转换并担保链接质量。
光纤收发器的涌现,将双绞线电旗子暗记和光旗子暗记进行相互转换,确保了数据包在两个网络间顺畅传输。
同时它将网络的传输间隔极限从铜线的100米扩展到100多公里(单模光纤)。

光纤收发器的构造

  光纤收发器包括三个基本功能模块:光电介质转换芯片、光旗子暗记接口(光收发一体模块)和电旗子暗记接口(RJ45),如果配备网管功能则还包括网管信息处理单元。

光纤收发器的发展

  随着对网络容量的需求急剧增大,运营商对对网络管理的需求不断增加,以太网传输速率的不断升级,光收发器种类和繁芜程度都在以惊人的速率发展。

  由于光纤技能本钱低落和容量哀求的提高,浩瀚电信公司、地方政府、乃至大的企业集团已经开始将光纤技能运用于城市区域网络(MAN)运用。
因此,曾一度局限于远间隔和高端骨干网络的光纤链接技能现已遍及网络举动步伐的每一角落。
但是,光纤链路运用数量的连忙增加也导致了品种繁多,有时乃至相互抵牾的光纤收发器。

光纤收发器元器件的选择

  在以太网光纤收发器设计中,元器件的选择举足轻重,它决定了产品的性能、寿命和本钱。
光电介质转换芯片(OEMC)是全体收发器的核心。
选择介质转换芯片因此太网光纤收发器设计的第一步,也是非常主要的一步。
它的选择直接影响和决定了其它元器件的选择。

光电介质转换芯片的紧张性能指标有:

1. 网管功能

  网络管理是网络可靠性的担保,是提高网络效益的办法,网络管理的运行、管理、掩护等功能可以大大增加网络的可用韶光,提高网络的利用率、网络性能、做事质量、安全性和经济效益。
但研制有网管功能的以太网光纤收发器所需的人力、物力远远超过无网管的同类产品,紧张表现在:

  (1) 硬件投资。
以太网光纤收发器网管功能的实现须要在收发器电路板上配置网管信息处理单元来处理网管信息,该单元利用介质转换芯片的管理接口获取管理信息。
管理信息与网路上的普通数据共用数据通道。
带网管功能的以太网光纤收发器,元器件种类及数量多于无网管的同类产品,相应地,布线繁芜,开拓周期长。
烽火网络公司长期致力于光纤收发器产品的开拓,为了优化产品的设计,使产品更加稳定,增强产品功能,自主开拓了光纤收发器介质转换芯片,使产品的集成度更高,有效地减少了因多种芯片之间协同事情所造成的不稳定成分。
新开拓的芯片具有光纤线路质量在线测试、故障定位、ACL等很多实用性很强的功能,既能有效的保护用户投资,又能将极大地减少用户的掩护本钱。

  (2) 软件投资。
有网管功能以太网光纤收发器的研发事情除了硬件布线外,软件编程更为主要。
网管软件的开拓事情量较大,包括图形化用户接口部分、网管模块嵌入式系统部分、收发器电路板上网管信息处理单元部分。
个中网管模块嵌入式系统尤为繁芜,研发门槛较高,须要利用嵌入式操作系统,如VxWorks,linux等。
须要完成SNMP代理,telnet、web等繁芜软件事情。

  (3) 调试事情。
有网管功能以太网光纤收发器的调试事情包括两部分:软件调试和硬件调试。
在调试过程中,电路板布线、元器件性能、元器件焊接、PCB板质量、环境条件以及软件编程中的任一成分都会影响以太网光纤收发器的性能。
调试职员必须具备综合本色,全面考虑收发器涌现故障的各种成分。

  (4) 职员的投入。
普通以太网光纤收发器的设计只需一个硬件工程师便可完成。
有网管功能的以太网光纤收发器的设计事情除了须要硬件工程师完成电路板布线外,还须要浩瀚软件工程师完成网络管理的编程,而且哀求软硬件设计者密切合营。

2. 兼容性

  OEMC应支持IEEE802、CISCO ISL等常用网络通信标准,以担保以太网光纤收发器有良好的兼容性。

3. 环境哀求

  a. 输入输出电压。
OEMC的事情电压多为5伏或3.3伏,但以太网光纤收发器上另一个主要的器件——光收发一体模块的事情电压绝大多数为5伏。
若两者事情电压不一致,则会增加PCB板布线的繁芜程度。

  b. 事情温度。
在选择OEMC的事情温度时,开拓职员需从最不利的条件出发并留有余地,比如夏天最高气温达40℃,而以太网光纤收发器机箱内部由于各种元器件尤其是OEMC发热。
因此,以太网光纤收发器事情温度的上限指标一样平常不应低于50℃。

光纤收发器的分类

 随着光纤收发器产品的多样化发展,其分类方法也互异,但各种分类方法之间又有着一定的关联。

按速率来分

  可以分为单10M、100M、1000M的光纤收发器、10/100M自适应、10/100/1000M自适应的光纤收发器。
个中多数单10M、100M和1000M的收发器产品事情在物理层,在这一层事情的收发器产品是按位来转发数据。

  该转发办法具有转发速率快、时延低等方面的上风,适宜运用于速率固定的链路上。
而10/100M、10/100/1000M光纤收发器是事情在数据链路层,利用存储转发的机制,这样转发机制对吸收到的每一个数据包都要读取它的源MAC地址、目的MAC地址和数据净荷,并在完成CRC循环冗余校验往后才将该数据包转发出去。

  存储转发的好处一来可以防止一些缺点的帧在网络中传播,占用宝贵的网络资源,同时还可以很好地防止由于网络拥塞造成的数据包丢失,当数据链路饱和时存储转发可以将无法转发的数据先放在收发器的缓存中,等待网络空闲时再进行转发。
这样既减少了数据冲突的可能又担保了数据传输的可靠性,因此10/100M、10/100/1000M的光纤收发器适宜于事情在速率不固定的链路上。

按事情办法来分

  如上所述,可以分为事情在物理层的光纤收发器和事情在数据链路层的光纤收发器。

按构造来分

  可以分为桌面式(独立式)光纤收发器和机架式光纤收发器。
桌面式光纤收发

器适宜于单个用户利用,如知足楼道中单台交流机的上联。
机架式光纤收发器适用于多用户的汇聚,如小区的中央机房必须知足小区内所有交流机的上联,利用机架便于实现对所有模块型光纤收发器的统一管理和统一供电,烽火网络的光纤收发器机架为16槽产品,即一个机架中最多可加插16个模块式光纤收发器。

按光纤来分

  可以分为多模光纤收发器和单模光纤收发器。
由于利用的光纤不同,收发器所能传输的间隔也不一样,多模收发器一样平常的传输间隔在2公里到5公里之间,而单模收发器覆盖的范围可以从20公里至120公里。
须要指出的是因传输间隔的不同,光纤收发器本身的发射功率、吸收灵敏度和利用波长也会不一样。
如5公里光纤收发器的发射功率一样平常在-20~-14db之间,吸收灵敏度为-30db,利用1310nm的波长;而120公里光纤收发器的发射功率多在-3~0dB之间,吸收灵敏度小于-36dB,利用1550nm的波长。

按光纤数量来分

  可以分为单纤光纤收发器和双纤光纤收发器。
顾名思义,单纤设备可以节省一半的光纤,即在一根光纤上实现数据的吸收和发送,在光纤资源紧张的地方十分适用。
这类产品采取了波分复用的技能,利用的波长多为1310nm和1550nm。
随着单纤光纤收发器利用的不断增多,产品已经成熟稳定。

按电源来分

  可以分为内置电源和外置电源两种。
个中内置开关电源为电信级电源,而外置变压器电源多利用在民用设备上。
前者的上风在于能支持超宽的电源电压,更好地实现稳压、滤波和设备电源保护,减少机器式打仗造成的外置故障点;后者的上风在于设备体积小巧和价格便宜。

  其余从设备供电电压类型来分,有互换220V、110V、60V;直流-48V、24V等。

按网管来分

  可以分为网管型光纤收发器和非网管型光纤收发器。
随着网络向着可运营可管理的方向发展,大多数运营商都希望自己网络中的所有设备均能做到可远程网管的程度,光纤收发器产品与交流机、路由器一样也逐步向这个方向发展。
对付可网管的光纤收发器还可以细分为局端可网管和用户端可网管。
局端可网管的光纤收发器紧张是机架式产品,多采取主从式的管理构造,即一个主网管模块可串联N个从网管模块,每个从网管模块定期轮询它所在子架上所有光纤收发器的状态信息,向主网管模块提交。
主网管模块一方面须要轮询自己机架上的网管信息,另一方面还需网络所有从子架上的信息,然后汇总并提交给网管做事器。
如烽火网络公司所供应的OL200系列网管型光纤收发器产品支持1(主)+9(从)的网管构造,一次性最多可管理150(局端可管理收发器模块)+150(用户端可管理收发器)台光纤收发器。
  

用户端网管紧张可以分为三种办法:

  第一种是局真个光纤收发器可以检测到光口上的光功率,因此当光路上涌现问题时可根据光功率来判断是光纤上的问题还是用户端设备的故障;

  第二种是在局端和客户端设备之间运行特定的协议,协议卖力向局端发送客户真个状态信息,通过局端设备的CPU来处理这些状态信息,并提交给网管做事器,同时局端设备还可以实现对客户端设备的远程配置和远程重启;

  第三种是在用户真个光纤收发器上加装主控CPU,这样网管系统一方面可以监控到用户端设备的事情状态,其余也可以实现远程配置和远程重启。
在这三种用户端网管办法中,第一种严格来说只是对用户端设备进行远程监控,而第二和第三种可以做到真正的远程网管。

  烽火网络光纤收发器对用户真个网管同时采取了第二和第三种办法,由于采取自主开拓的芯片,集成度更高,使远端管理更加方便。
网管系统是基于SNMP网络协议上开拓的,支持包括Web、Telnet、CLI等多种管理办法。
管理内容多包括配置光纤收发器的事情模式,监视光纤收发器的模块类型、事情状态、机箱温度、电源状态、输出电压等等。
随着运营商对设备网管的需求愈来愈多,相信光纤收发器的网管将更加实用和智能。

光纤收发器运用范围

  实质上光纤收发器只是完身分歧介质间的数据转换,可以实现0-120Km内两台交流机或打算机之间的连接,但实际运用却有着更多的扩展。

  1、 实现交流机之间的互联。

  2、 实现交流机和打算机之间的互联。

  3、 实现打算机之间的互联。

  4、 传输中继:当实际传输间隔超过收发器的标称传输间隔,特 别是实际传输间隔超过120Km的时候,在现场条件许可的情形下,采取2台收发器背对背进行中继或采取光-光转换器进行中继,是一种很经济有效的办理方案。

  5、 单多模转换:当网络间涌现须要单多模光纤连接时,可以用1台多模收发器和1台单模收发器背对背连接,办理了单多模光纤转换的问题。

  6、 波分复用传输:当长间隔光缆资源不敷,为了提高光缆的利用率,降落造价,可将收发器和波分复用器合营利用,让两路信息在同一对光纤上传输。

光纤收发器选购原则

  在实际的采购中,企业考虑的一个主要的成分是价格,特殊是中小型的企业和SOHO办公。
我们认为,几百元的产品足以知足一样平常的企业的需求了,除非是分外的行业,例如电信、军事等。
当然,除价格外同时还必须考虑

产品与周边环境相容性的合营及产品本身的稳定性、可靠性,否则价格再低,买了也没有用。
为了使大家能挑到好的产品,把一些采购要点罗列如下:

  (1)看看它本身是否可支持全双工及半双工,由于市情上有些芯片,目前只能利用全双工环境,无法支持半双工,若接至其他品牌的交流机(N-Way Switch)或集线器(HUB),其又利用半双工模式,则一定会造成严重的冲撞及丢包。

  (2)看看它是否与其他光纤接头做过连接测试,目前市情上的光纤收发器收发器愈来愈多,如不同品牌的收发器相互的兼容性事前没做过测试则也会产生丢包、传输韶光过长、忽快忽慢等征象。

  (3)看看它有否戒备丢包的安全装置,由于很多厂商在制作光纤收发器时,为了减低本钱,每每采取寄存器(Register)数据传输模式,这种办法最大的缺陷,便是数据传输时会不稳,造成丢包,而最佳的办法便是采取缓冲线路设计,可安全避免数据丢包。

  (4)看看产品是否有做温度测试,由于光纤收发器本身利用时会产生高热,再加上其安装的环境常日在户外,故温度过高时(不能大于50°C),光纤收发器是否可正常运作,是用户非常主要考虑的成分!
许可的最高事情温度是多少?对付一给须要长期运行的设备此项非常值得我们关注!

  (5)看看产品是否有符合IEEE802.3标准?光纤收发器如符合IEEE802.3标准,如果不符合该标准,那么肯定会存在兼容性的问题。

  (6)衡量一下厂家的售后做事,试想一下,如果你的设备坏了,厂家几天都没有办理问题,你的丢失是多少啊?所以为了使售后做事能及时及早的相应,建议大家选择当地区具有实力雄厚、技能力量高超、信誉良好的专业公司。
也只有专业公司的技能工程师打消故障的履历比较丰富、检测故障的工具比较前辈!

  (7)选购时仔细不雅观察产品的外型,看看产品的光纤模块外壳有否旧、有否光泽又或者是有否磨损痕迹。
现今市场上有不少厂商为了谋取暴利,在光纤收发器、光纤交流机等设备上利用了二手或旧的光纤模块,利用这些二手光纤模块的产品,对网络传输造成极大的隐患,如:光纤模块的光路受到污染,对旗子暗记传输必定受到影响,传输质量的低落。
而传输质量低落,对吸收的灵敏度也造成降落,也会造成数据丢包的征象。
再加上利用了二手的光纤模块,在利用寿命上也会打了折扣,随时涌现零件失落效等情形。

光纤收发器利用把稳事变

  光纤收发器有多种不同的分类,而实际利用中大多把稳的是按光纤接头不同而区分的种别:SC接头光纤收发器和FC/ST接头光纤收发器。

  在利用光纤收发器连接不同的设备时,必须把稳利用的端口不同。

  1、 光纤收发器到100BASE-TX设备(交流机,集线器)的连接:

  确认双绞线的长度最长不超过100米;

  连接双绞线的一端到光纤收发器的RJ-45口(Uplink口),另一端到100BASE-TX设(交流机,集线器)的 RJ- 45口(普通口)。

  2、 光纤收发器到100BASE-TX设备(网卡)的连接:

  确认双绞线的长度最长不超过100米;

  连接双绞线的一端到光纤收发器的RJ-45口(100BASE-TX口),另一端到网卡的RJ-45口。

  3、光纤收发器到100BASE-FX的连接:

  确认光纤长度没有超出设备能供应的间隔范围;

  光纤的一端连光纤收发器的SC/FC/ST接头,另一端连接100BASE-FX设备的SC/ST接头。

  其余须要补充的是很多用户在利用光纤收发器时认为:只要光纤的长度在单模光纤或多模光纤所能支持的最大间隔内就可以正常利用。
实在这是一种缺点的认识,这种认识只有在连接的设备都是全双工的设备时才是精确的,当有半双工的设备时,光纤的传输间隔就有一定的限定了。

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