百度百科全书光纤收发器

(什么是光纤收发器)


本文详细阐述了光纤收发器的原理,分析了光纤收发器的发展趋势以及如何购买光纤收发器,以下说明:

首先,什么是光纤收发器?

光纤收发器是一种以太网传输媒体转换单元,它交换了短距离双绞线电信号和长距离光信号,在许多地方也被称为光电转换器。在信息基础设施建设中,企业通常更关注节点数据交换中使用的网络设备,如路由器、交换机甚至网卡,但往往忽略了非网络核心但必不可少的介质转换设备。特别是在一些要求信息化程度高、数据流量大的政府机构和企业中,网络建设需要直接连接到以光纤为传输介质的骨干网络,企业内部局域网的传输介质一般为铜线,以确保不同网络之间数据包的平稳传输。特别是在一些要求信息化程度高、数据流量大的政府机构和企业中,网络建设需要直接连接到以光纤为传输介质的骨干网络,企业内部局域网的传输介质一般为铜线,以确保不同网络之间数据包的平稳传输。

目前国外和国内生产光纤收发器的厂家很多,产品线也很丰富。为确保与其他厂家的网卡、中继器、集线器、交换机等网络设备完全兼容,光纤收发器产品必须严格符合要求IEEE802.除此之外,3以太网标准EMC防电磁辐射应符合要求FCC 及CE灯塔网络公司的光纤收发器等相关规定已通过FCC及CE认证。目前,由于国内主要运营商正在大力建设社区网络、校园网络和企业网络,光纤收发器产品的数量也在增加,以更好地满足接入网络的建设需求。

随着信息化建设的快速发展,人们对数据、语音、图像等多媒体通信的需求越来越大,以太网宽带访问被提到越来越重要。 然而,传统的电缆只能传输以太网电信号100米,在传输距离和覆盖范围上已不能满足实际网络环境的需要。同时,光纤通信广泛应用于广域网等大型网络,具有信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继、传输距离长等优点。

在一些大型企业中,光纤直接用于网络建设中的传输介质,而内部局域网的传输介质一般为铜线。如何实现局域网与光纤主干网的连接?这就需要在不同端口、不同线形、不同光纤间进行转换并保证链接质量。 光纤收发器的出现相互转换了双绞线电信号和光信号,确保了两个网络之间数据包的顺利传输。同时,将网络的传输距离极限从铜线100米扩展到100多公里(单模光纤)。

光纤收发器的结构

光纤收发器包括光介质转换芯片、光信号接口(光收发一体模块)和电信号接口三个基本功能模块(RJ45)如果配备了网络管理功能,还包括网络管理信息处理单元。

光纤收发器的发展

随着对网络容量需求的急剧增加,运营商对网络管理的需求不断增加,以太网传输速度不断提高,光收发器的类型和复杂性以惊人的速度发展。

由于光纤技术成本的降低和容量要求的提高,许多电信公司、地方政府甚至大型企业集团已经开始将光纤技术应用于城市区域网络(MAN)应用。因此,曾经局限于远距离和高端骨干网络的光纤链接技术已经遍布网络设施的各个角落。然而,光纤链路应用数量的快速增加也导致了各种光纤收发器,有时甚至相互矛盾。

光纤收发器元件的选择

元器件的选择在以太网光纤收发器的设计中起着重要的作用,它决定了产品的性能、使用寿命和成本。光电介质转换芯片(OEMC)是整个收发器的核心。以太网光纤收发器设计的第一步是选择介质转换芯片。它的选择直接影响和决定了其他部件的选择。

光电介质转换芯片的主要性能指标有:

1. 网管功能

网络管理是网络可靠性的保证,是提高网络效率的途径。网络管理的运行、管理和维护功能可以大大提高网络的可用时间,提高网络的利用率、网络性能、服务质量、安全性和经济效益。但开发具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,主要体现在:

(1) 硬件投资。以太网光纤收发器网络管理功能的实现需要在收发器电路板上配置网络管理信息处理单元来处理网络管理信息的管理接口获取管理信息。网络上的管理信息和普通数据共享数据通道。以太网光纤收发器具有网管功能,其组件类型和数量大于无网管的同类产品。因此,布线复杂,开发周期长。灯塔网络公司长期致力于光纤收发器产品的开发,为了优化产品设计,使产品更加稳定,增强产品功能,独立开发光纤收发器介质转换芯片,使产品集成度更高,有效减少各种芯片之间的不稳定性。新开发的芯片具有光纤线路质量在线测试、故障定位、ACL许多实用功能不仅能有效保护用户投资,还能大大降低用户的维护成本。

(2) 软件投资。有网管功能以太网光纤收发器的研发工作除了硬件布线外,软件编程更为重要。网络管理软件的开发工作量较大,包括图形化用户接口、网络管理模块嵌入式系统、收发器电路板网络管理信息处理单元。网管模块嵌入式系统特别复杂,研发门槛高,需要嵌入式操作系统,如VxWorks,linux等。需要完成SNMP代理,telnet、web等待复杂的软件工作。

(3) 调试工作。以太网光纤收发器的调试包括软件调试和硬件调试两部分。在调试过程中,电路板布线、部件性能、部件焊接PCB软件编程中的任何因素都会影响以太网光纤收发器的性能。调试人员必须具备综合素质,综合考虑收发器故障的各种因素。

(4) 人员投入。普通以太网光纤收发器的设计只能由硬件工程师完成。除了硬件工程师完成电路板布线外,具有网络管理功能的以太网光纤收发器的设计还需要许多软件工程师完成网络管理的编程,并要求软硬件设计师密切合作。

2. 兼容性

OEMC应支持IEEE802、CISCO ISL以太网光纤收发器具有良好的兼容性,如常用的网络通信标准。

3. 环境要求

a. 输入输出电压。OEMC工作电压多为5伏或3伏.3伏,但以太网光纤收发器上的另一个重要器件——光收发一体模块的工作电压绝大多数为5伏。如果两者的工作电压不一致,就会增加PCB板布线的复杂性。

b. 工作温度。在选择OEMC在工作温度下,开发人员需要从最不利的条件出发,留出空间,如夏季最高气温40℃,以太网光纤收发器机箱内部由于各种部件,特别是OEMC发热。因此,以太网光纤收发器工作温度的上限一般不应低于50℃。

光纤收发器的分类

随着光纤收发器产品的多样化发展,其分类方法也有所不同,但各种分类方法有一定的相关性。

按速率来分

可以分为单10M、100M、1000M10/1000光纤收发器M10/100/1000/10000M自适应光纤收发器。其中多数单10M、100M和1000M的收发器产品工作在物理层,在这一层工作的收发器产品是按位来转发数据。

该转发方法具有转发速度快、延迟低等优点,适用于固定速率链路。 而10/100M、10/100/1000M光纤收发器在数据链路层工作,采用存储转发机制,使转发机制读取接收到的每个数据包的来源MAC地址、目的MAC地址和数据净荷,并在完成CRC循环冗余验证后转发数据包。

存储和转发的好处可以防止一些错误的帧在网络中传播,占用宝贵的网络资源,但也可以防止网络拥塞造成的数据包丢失,当数据链接饱和时,存储和转发可以将无法转发的数据放在收发器缓存中,等待网络空闲时间转发。这样既减少了数据冲突的可能性,又保证了数据传输的可靠性,所以10/100M、10/100/1000M光纤收发器适用于在速率不固定的链路上工作。

按工作方式划分

如上所述,可分为工作在物理层和工作在数据链路层的光纤收发器。

按结构来分

可分为桌面式(独立式)光纤收发器和机架式光纤收发器。桌面光纤收发

该装置适用于单个用户,如在走廊中满足单个交换机的上联。框架光纤收发器适用于多用户聚集,如社区中心机房必须满足社区所有交换机使用框架方便实现所有模块光纤收发器的统一管理和统一供电,灯塔网络光纤收发器框架为16槽产品,即框架可插入16个模块光纤收发器。

按光纤来分

可分为多模光纤收发器和单模光纤收发器。由于使用的光纤不同,收发器的传输距离也不同。多模收发器的一般传输距离在2公里到5公里之间,单模收发器的覆盖范围可以从20公里到120公里。由于传输距离不同,光纤收发器本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会有所不同。 5公里光纤收发器的发射功率一般为-20~-14db接收灵敏度为-30db,使用1310nm波长;120公里光纤收发器的发射功率多为-3~0dB接收灵敏度小于-36dB,使用1550nm的波长。

根据光纤的数量

可分为单纤光纤收发器和双纤光纤收发器。顾名思义,单纤维设备可以节省一半的光纤,即在光纤资源紧张的地方接收和发送数据。该产品采用波分复用技术,波长多为1310nm和1550nm。随着单纤光纤收发器使用的不断增加,产品已经成熟稳定。

按电源来分

可分为内置电源和外部电源。内置开关电源为电信级电源,而外置变压器电源多用于民用设备。前者的优点是支持超宽电源电压,更好地实现压力稳定、滤波和设备电源保护,减少机械接触造成的外部故障点;后者体积小,价格便宜。

另外,从设备供电电压类型来看,有交流220V、110V、60V;直流-48V、24V等。

按网管来分

可分为网管光纤收发器和非网管光纤收发器。随着网络向可操作和管理理的方向发展,大多数运营商希望网络中的所有设备都能达到远程网络管理的水平,光纤收发器产品和交换机、路由器也逐渐朝着这个方向发展。可网管光纤收发器也可细分为局端可网管和用户端可网管。局端网络管的光纤收发器主要是机架产品,主要采用主从管理结构,即主网络管模块可串联N个网络管模块,每个网络管模块定期查询其子架上所有光纤收发器的状态信息,并提交给主网络管模块。一方面,主网络管理模块需要轮流查询机架上的网络管理信息,另一方面,从子架上收集所有信息,然后汇总并提交给网络管理服务器。如烽火网络公司提供的OL支持200系列网管光纤收发器产品1(主) 9(从)网管结构一次最多可管理150(局端可管理收发器模块) 150台光纤收发器(用户端可管理收发器)。

用户端网管可分为三种方式:

第一种是局端光纤收发器可以检测光口上的光功率,因此当光路出现问题时,可以根据光功率判断光纤问题或用户端设备故障;

二是在局端与客户端设备之间运行具体协议,协议负责向局端发送客户端状态信息,通过局端设备CPU处理这些状态信息并提交给网络管理服务器,局端设备还可以远程配置和重启客户端设备;

三是在用户端的光纤收发器上安装主控CPU,一方面,网络管理系统可以监控用户端设备的工作状态,也可以实现远程配置和远程重启。在这三种用户端网络管理模式中,第一种只是远程监控用户端设备,第二种和第三种可以实现真正的远程网络管理。在这三种用户端网络管理模式中,第一种只是远程监控用户端设备,第二种和第三种可以实现真正的远程网络管理。

烽火网光纤收发器采用第二、第三种方式同时为用户端网管。由于芯片的自主开发,集成度更高,远端管理更加方便。基于网络管理系统SNMP开发网络协议的支持包括Web、Telnet、CLI等多种管理方式。管理内容主要包括配置光纤收发器的工作模式,监控模块类型、工作状态、 机箱