光纖收發(fā)器

相關(guān)專題: 芯片
信息化建設(shè)的突飛猛進(jìn),人們對于數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛,以太網(wǎng)寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。但是傳統(tǒng)的5類線電纜只能將以太網(wǎng)電信號傳輸100米,在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不能適應(yīng)實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要。與此同時,光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用,光纖收發(fā)器正是利用了光纖這一高速傳播介質(zhì)很好的解決了以太網(wǎng)在傳輸方面的問題。在一些規(guī)模較大的企業(yè),網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時直接使用光纖為傳輸介質(zhì)建立骨干網(wǎng),而內(nèi)部局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)一般為銅線,如何實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)同光纖主干網(wǎng)相連呢?這就需要在不同端口、不同線形、不同光纖間進(jìn)行轉(zhuǎn)換并保證鏈接質(zhì)量。 光纖收發(fā)器的出現(xiàn),將雙絞線電信號和光信號進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換,確保了數(shù)據(jù)包在兩個網(wǎng)絡(luò)間順暢傳輸,同時它將網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離極限從銅線的100米擴(kuò)展到100公里(單模光纖)。

什么是光纖收發(fā)器:

光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進(jìn)行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元,在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器。產(chǎn)品一般應(yīng)用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,且通常定位于寬帶城域網(wǎng)的接入層應(yīng)用;同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網(wǎng)和更外層的網(wǎng)絡(luò)上也發(fā)揮了巨大的作用。

企業(yè)在進(jìn)行信息化基礎(chǔ)建設(shè)時,通常更多地關(guān)注路由器、交換機(jī)乃至網(wǎng)卡等用于節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,卻往往忽略介質(zhì)轉(zhuǎn)換這種非網(wǎng)絡(luò)核心必不可少的設(shè)備。特別是在一些要求信息化程度高、數(shù)據(jù)流量較大的政府機(jī)構(gòu)和企業(yè),網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時需要直接上連到以光纖為傳輸介質(zhì)的骨干網(wǎng),而企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)一般為銅線,確保數(shù)據(jù)包在不同網(wǎng)絡(luò)間順暢傳輸?shù)慕橘|(zhì)轉(zhuǎn)換設(shè)備成為必需品。

光纖收發(fā)器分類:

目前國外和國內(nèi)生產(chǎn)光纖收發(fā)器的廠商很多,產(chǎn)品線也極為豐富。為了保證與其他廠家的網(wǎng)卡、中繼器、集線器和交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全兼容,光纖收發(fā)器產(chǎn)品必須嚴(yán)格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),除此之外,在EMC防電磁輻射方面應(yīng)符合FCC Part15。時下由于國內(nèi)各大運(yùn)營商正在大力建設(shè)小區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng),因此光纖收發(fā)器產(chǎn)品的用量也在不斷提高,以更好地滿足接入網(wǎng)的建設(shè)需要。

隨著光纖收發(fā)器產(chǎn)品的多樣化發(fā)展,其分類方法也各異,但各種分類方法之間又有著一定的關(guān)聯(lián)。

·按光纖性質(zhì)分類:

單模光纖收發(fā)器:傳輸距離20公里至120公里

多模光纖收發(fā)器:傳輸距離2公里到5公里

按光纖來分,可以分為多模光纖收發(fā)器和單模光纖收發(fā)器。由于使用的光纖不同,收發(fā)器所能傳輸?shù)木嚯x也不一樣,多模收發(fā)器一般的傳輸距離在2公里到5公里之間,而單模收發(fā)器覆蓋的范圍可以從20公里至120公里。需要指出的是因傳輸距離的不同,光纖收發(fā)器本身的發(fā)射功率、接收靈敏度和使用波長也會不一樣。

如5公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率一般在-20~-14db之間,接收靈敏度為-30db,使用1310nm的波長;而120公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率多在-5~0dB之間,接收靈敏度為-38dB,使用1550nm的波長。

·按所需光纖分類:

單纖光纖收發(fā)器:接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一根光纖上傳輸

雙纖光纖收發(fā)器:接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一對光纖上傳輸

顧名思義,單纖設(shè)備可以節(jié)省一半的光纖,即在一根光纖上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送,在光纖資源緊張的地方十分適用。這類產(chǎn)品采用了波分復(fù)用的技術(shù),使用的波長多為1310nm和1550nm。但由于單纖收發(fā)器產(chǎn)品沒有統(tǒng)一國際標(biāo)準(zhǔn),因此不同廠商產(chǎn)品在互聯(lián)互通時可能會存在不兼容的情況。另外由于使用了波分復(fù)用,單纖收發(fā)器產(chǎn)品普遍存在信號衰耗大的特點(diǎn)。目前市面上的光纖收發(fā)器多為雙纖產(chǎn)品,此類產(chǎn)品較為成熟和穩(wěn)定,但需要更多的光纖。

·按工作層次/速率分類:

100M以太網(wǎng)光纖收發(fā)器:工作在物理層

10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器:工作在數(shù)據(jù)鏈路層

按工作層次/速率來分,可以分為單10M、100M的光纖收發(fā)器、10/100M自適應(yīng)的光纖收發(fā)器和1000M光纖收發(fā)器。其中單10M和100M的收發(fā)器產(chǎn)品工作在物理層,在這一層工作的收發(fā)器產(chǎn)品是按位來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。該轉(zhuǎn)發(fā)方式具有轉(zhuǎn)發(fā)速度快、通透率高、時延低等方面的優(yōu)勢,適合應(yīng)用于速率固定的鏈路上,同時由于此類設(shè)備在正常通信前沒有一個自協(xié)商的過程,因此在兼容性和穩(wěn)定性方面做得更好。

而10/100M光纖收發(fā)器是工作在數(shù)據(jù)鏈路層,在這一層光纖收發(fā)器使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制,這樣轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制對接收到的每一個數(shù)據(jù)包都要讀取它的源MAC地址、目的MAC地址和數(shù)據(jù)凈荷,并在完成CRC循環(huán)冗余校驗(yàn)以后才將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。存儲轉(zhuǎn)發(fā)的好處一來可以防止一些錯誤的幀在網(wǎng)絡(luò)中傳播,占用寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源,同時還可以很好地防止由于網(wǎng)絡(luò)擁塞造成的數(shù)據(jù)包丟失,當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路飽和時存儲轉(zhuǎn)發(fā)可以將無法轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)先放在收發(fā)器的緩存中,等待網(wǎng)絡(luò)空閑時再進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣既減少了數(shù)據(jù)沖突的可能又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃,因?0/100M的光纖收發(fā)器適合于工作在速率不固定的鏈路上。1000M光纖收發(fā)器可以按實(shí)際需要工作在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層,市場上這兩種1000M光纖收發(fā)器都有提供。

·按結(jié)構(gòu)分類:

桌面式(獨(dú)立式)光纖收發(fā)器:獨(dú)立式用戶端設(shè)備

機(jī)架式(模塊化)光纖收發(fā)器:安裝于十六槽機(jī)箱,采用集中供電方式

按結(jié)構(gòu)來分,可以分為桌面式(獨(dú)立式)光纖收發(fā)器和機(jī)架式光纖收發(fā)器。桌面式光纖收發(fā)器適合于單個用戶使用,如滿足樓道中單臺交換機(jī)的上聯(lián)。機(jī)架式(模塊化)光纖收發(fā)器適用于多用戶的匯聚,如小區(qū)的中心機(jī)房必須滿足小區(qū)內(nèi)所有交換機(jī)的上聯(lián),使用機(jī)架便于實(shí)現(xiàn)對所有模塊型光纖收發(fā)器的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一供電,目前國內(nèi)的機(jī)架多為16槽產(chǎn)品,即一個機(jī)架中最多可加插16個模塊式光纖收發(fā)器。

·按管理類型分類:

非網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器:即插即用,通過硬件撥碼開關(guān)設(shè)置電口工作模式

網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器:支持電信級網(wǎng)絡(luò)管理

按網(wǎng)管來分,可以分為網(wǎng)管型光纖收發(fā)器和非網(wǎng)管型光纖收發(fā)器。隨著網(wǎng)絡(luò)向著可運(yùn)營可管理的方向發(fā)展,大多數(shù)運(yùn)營商都希望自己網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備均能做到可遠(yuǎn)程網(wǎng)管的程度,光纖收發(fā)器產(chǎn)品與交換機(jī)、路由器一樣也逐步向這個方向發(fā)展。對于可網(wǎng)管的光纖收發(fā)器還可以細(xì)分為局端可網(wǎng)管和用戶端可網(wǎng)管。局端可網(wǎng)管的光纖收發(fā)器主要是機(jī)架式產(chǎn)品,多采用主從式的管理結(jié)構(gòu),即一個主網(wǎng)管模塊可串聯(lián)N個從網(wǎng)管模塊,每個從網(wǎng)管模塊定期輪詢它所在子架上所有光纖收發(fā)器的狀態(tài)信息,向主網(wǎng)管模塊提交。主網(wǎng)管模塊一方面需要輪詢自己機(jī)架上的網(wǎng)管信息,另一方面還需收集所有從子架上的信息,然后匯總并提交給網(wǎng)管服務(wù)器。如武漢烽火網(wǎng)絡(luò)所提供的OL200系列網(wǎng)管型光纖收發(fā)器產(chǎn)品支持1(主)+9(從)的網(wǎng)管結(jié)構(gòu),一次性最多可管理150個光纖收發(fā)器。

用戶端網(wǎng)管主要可以分為三種方式:第一種是在局端和客戶端設(shè)備之間運(yùn)行特定的協(xié)議,協(xié)議負(fù)責(zé)向局端發(fā)送客戶端的狀態(tài)信息,通過局端設(shè)備的CPU來處理這些狀態(tài)信息,并提交給網(wǎng)管服務(wù)器;第二種是局端的光纖收發(fā)器可以檢測到光口上的光功率,因此當(dāng)光路上出現(xiàn)問題時可根據(jù)光功率來判斷是光纖上的問題還是用戶端設(shè)備的故障;第三種是在用戶端的光纖收發(fā)器上加裝主控CPU,這樣網(wǎng)管系統(tǒng)一方面可以監(jiān)控到用戶端設(shè)備的工作狀態(tài),另外還可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程配置和遠(yuǎn)程重啟。在這三種用戶端網(wǎng)管方式中,前兩種嚴(yán)格來說只是對用戶端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控,而第三種才是真正的遠(yuǎn)程網(wǎng)管。但由于第三種方式在用戶端添加了CPU,從而也增加了用戶端設(shè)備的成本,因此在價格方面前兩種方式會更具優(yōu)勢一些。目前大多數(shù)廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)都是基于SNMP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上開發(fā)的,支持包括Web、Telnet、CLI等多種管理方式。管理內(nèi)容多包括配置光纖收發(fā)器的工作模式,監(jiān)視光纖收發(fā)器的模塊類型、工作狀態(tài)、機(jī)箱溫度、電源狀態(tài)、輸出電壓和輸出光功率等等。隨著運(yùn)營商對設(shè)備網(wǎng)管的需求愈來愈多,相信光纖收發(fā)器的網(wǎng)管將日趨實(shí)用和智能。

·按電源分類:

內(nèi)置電源光纖收發(fā)器:內(nèi)置開關(guān)電源為電信級電源

外置電源光纖收發(fā)器:外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上

按電源來分,可以分為內(nèi)置電源和外置電源兩種。其中內(nèi)置開關(guān)電源為電信級電源,而外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上。前者的優(yōu)勢在于能支持超寬的電源電壓,更好地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓、濾波和設(shè)備電源保護(hù),減少機(jī)械式接觸造成的外置故障點(diǎn);后者的優(yōu)勢在于設(shè)備體積小巧和價格便宜。

光纖收發(fā)器產(chǎn)品特點(diǎn):

光纖收發(fā)器通常具有以下基本特點(diǎn):

1. 提供超低時延的數(shù)據(jù)傳輸。

2. 對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完全透明。

3. 采用專用ASIC芯片實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)線速轉(zhuǎn)發(fā)?删幊藺SIC將多項功能集中到一個芯片上,具有設(shè)計簡單、可靠性高、電源消耗少等優(yōu)點(diǎn),能使設(shè)備得到更高的性能和更低的成本。

4. 機(jī)架型設(shè)備可提供熱拔插功能,便于維護(hù)和無間斷升級。 5. 可網(wǎng)管設(shè)備能提供網(wǎng)絡(luò)診斷、升級、狀態(tài)報告、異常情況報告及控制等功能,能提供完整的操作日志和報警日志。

6. 設(shè)備多采用1+1的電源設(shè)計,支持超寬電源電壓,實(shí)現(xiàn)電源保護(hù)和自動切換。

7. 支持超寬的工作溫度范圍。

8. 支持齊全的傳輸距離(0~120公里)。

光纖收發(fā)器vs光口交換機(jī):

目前提到光纖收發(fā)器,人們常常不免會將光纖收發(fā)器與帶光口的交換機(jī)進(jìn)行比較,下面主要談一下光纖收發(fā)器相對于光口交換機(jī)的優(yōu)勢。

首先,光纖收發(fā)器加普通交換機(jī)在價格上遠(yuǎn)遠(yuǎn)比光口交換機(jī)便宜,特別是有些光口交換機(jī)在加插光模塊后會損失一個甚至幾個電口,這樣可以使運(yùn)營商在很大程度上減少前期投資。

其次,由于交換機(jī)的光模塊大多沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),因此光模塊一旦損壞就需要從原廠商用相同的模塊更換,這樣給后期的維護(hù)帶來很大的麻煩。但光纖收發(fā)器不同廠商的設(shè)備之間在互連互通上已沒有問題,因此一旦損壞也可以用其他廠商的產(chǎn)品替代,維護(hù)起來非常容易。

還有,光纖收發(fā)器比光口交換機(jī)在傳輸距離上產(chǎn)品更加齊全。當(dāng)然光口交換機(jī)在很多方面上也具有優(yōu)勢,如可統(tǒng)一管理、統(tǒng)一供電等,這里就不再討論了。

光纖收發(fā)器的發(fā)展趨勢:

光纖收發(fā)器產(chǎn)品在不斷的發(fā)展和完善中,用戶對設(shè)備也提出了很多新的要求。

首先,目前的光纖收發(fā)器產(chǎn)品還不夠智能。舉個例子,當(dāng)光纖收發(fā)器的光路斷掉后,大多數(shù)產(chǎn)品另一端的電口仍然會保持開啟狀態(tài),因此上層設(shè)備如路由器、交換機(jī)等依然還是會繼續(xù)向該電口發(fā)包,導(dǎo)致數(shù)據(jù)不可達(dá)。希望廣大設(shè)備提供商能在光纖收發(fā)器上實(shí)現(xiàn)自動切換,當(dāng)光路DOWN掉后,電口自動向上報警,并阻止上層設(shè)備繼續(xù)向該端口發(fā)送數(shù)據(jù),啟用冗余鏈路以保證業(yè)務(wù)不中斷。

其次,光纖收發(fā)器本身應(yīng)能更好地適應(yīng)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在實(shí)際工程中,光纖收發(fā)器的使用場所多為樓道內(nèi)或室外,供電情況十分復(fù)雜,這就需要各個廠商的設(shè)備最好能支持超寬的電源電壓,以適應(yīng)不穩(wěn)定的供電狀況。同時由于國內(nèi)很多地區(qū)會出現(xiàn)超高溫和超低溫的天氣情況,雷擊和電磁干擾的影響也是實(shí)際存在的,所有這些對收發(fā)器這種室外設(shè)備的影響都非常大,這就要求設(shè)備提供商在關(guān)鍵元器件的采用、電路布板和焊接以及結(jié)構(gòu)設(shè)計上都必須精心嚴(yán)格。

此外,在網(wǎng)管控制方面,用戶大都希望所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能通過統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺來進(jìn)行遠(yuǎn)程的管理,即能夠?qū)⒐饫w收發(fā)器的MIB庫導(dǎo)入到整個網(wǎng)管信息數(shù)據(jù)庫中。因此在產(chǎn)品研發(fā)中需保證網(wǎng)管信息的標(biāo)準(zhǔn)化和兼容性。

光纖收發(fā)器在數(shù)據(jù)傳輸上打破了以太網(wǎng)電纜的百米局限性,依靠高性能的交換芯片和大容量的緩存,在真正實(shí)現(xiàn)無阻塞傳輸交換性能的同時,還提供了平衡流量、隔離沖突和檢測差錯等功能,保證數(shù)據(jù)傳輸時的高安全性和穩(wěn)定性。因此在很長一段時間內(nèi)光纖收發(fā)器產(chǎn)品仍將是實(shí)際網(wǎng)絡(luò)組建中不可缺少的一部分,相信今后的光纖收發(fā)器會朝著高智能、高穩(wěn)定性、可網(wǎng)管、低成本的方向繼續(xù)發(fā)展。

光纖收發(fā)器的選擇:

由于光纖收發(fā)器(Fiber Converter)為區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接器設(shè)備之一,所以必須考慮與周邊環(huán)境相互兼容性的配合,及本身產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性,反之:價格再低,也無法得到客戶的青睞!

1、本身是否支持全雙工及半雙工?

市面上有些芯片目前只能使用全雙工環(huán)境,無法支持半雙工,如接到其他品牌的交換機(jī)(SWITCH)或集先器(HUB),而它又使用半雙工模式,則一定會造成嚴(yán)重的沖突及丟包。

2.是否與其它光纖收發(fā)器做過連接測試?

目前市面上的光纖收發(fā)器收發(fā)器愈來愈多,如不同品牌的收發(fā)器相互的兼容性事前沒做過測試則也會產(chǎn)生丟包、傳輸時間過長、忽快忽慢等現(xiàn)象。

3、是否有防范丟包的安全裝置?

有些廠商在制造光纖收發(fā)器收發(fā)器時,為了降低成本,往外采用寄存器(Register)數(shù)據(jù)傳輸模式,這種方式最大的缺點(diǎn)就是傳輸時不穩(wěn)定、丟包,而最好的就是采用緩沖線路設(shè)計,可安全避免數(shù)據(jù)丟包。

4、溫度適應(yīng)能力?

光纖收發(fā)器本身使用時會產(chǎn)生高熱,溫度過高時(不能大與85°C),光纖收發(fā)器是否工作正常?是非常值得客戶考慮的因素!

5、是否有符合IEEE802.3u標(biāo)準(zhǔn)?

光纖收發(fā)器如符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn),即delay time控制在46bit,如超過46bit時,則表示光纖收發(fā)器所傳輸?shù)木嚯x會縮短。!

微信掃描分享本文到朋友圈
掃碼關(guān)注5G通信官方公眾號,免費(fèi)領(lǐng)取以下5G精品資料
  • 1、回復(fù)“YD5GAI”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動:5G網(wǎng)絡(luò)AI應(yīng)用典型場景技術(shù)解決方案白皮書
  • 2、回復(fù)“5G6G”免費(fèi)領(lǐng)取《5G_6G毫米波測試技術(shù)白皮書-2022_03-21
  • 3、回復(fù)“YD6G”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動:6G至簡無線接入網(wǎng)白皮書
  • 4、回復(fù)“LTBPS”免費(fèi)領(lǐng)取《《中國聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復(fù)“ZGDX”免費(fèi)領(lǐng)取《中國電信5GNTN技術(shù)白皮書
  • 6、回復(fù)“TXSB”免費(fèi)領(lǐng)取《通信設(shè)備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復(fù)“YDSL”免費(fèi)領(lǐng)取《中國移動算力并網(wǎng)白皮書
  • 8、回復(fù)“5GX3”免費(fèi)領(lǐng)取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構(gòu)1
  • 本周熱點(diǎn)本月熱點(diǎn)

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息