關于光纖收發(fā)器的基礎知識解析

時間：2020-07-17作者：海南海巨科技有限公司瀏覽：611

光纖收發(fā)器是網絡數(shù)據(jù)傳輸中必不可缺少的一種設備，那么什么是光纖收發(fā)器呢，光纖收發(fā)器的分類是怎樣，光纖收發(fā)器有怎樣的特點，以及光纖收發(fā)器的連接方式和發(fā)展趨勢是怎樣的呢？下面就讓我們一一來解析光纖收發(fā)器的基礎知識吧。

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行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器（Fiber Converter）。產品一般應用在以太網電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網絡環(huán)境中，且通常定位于寬帶城域網的接入層應用；同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網和較外層的網絡上也發(fā)揮了巨大的作用。




光纖收發(fā)器

一、分類

目前國外和國內生產光纖收發(fā)器的廠商很多，產品線也較為豐富。為了保證與其他廠家的網卡、中繼器、集線器和交換機 等網絡設備的完全兼容，光纖收發(fā)器產品必須嚴格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網標準，除此之外，在EMC防電磁輻射方面應符合FCC Part15.時下由于國內各大運營商正在大力建設小區(qū)網、校園網和企業(yè)網,因此光纖收發(fā)器產品的用量也在不斷提高，以較好地滿足接入網的建設需要。

1,按光纖性質分類

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

如5公里光纖收發(fā)器的**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**功率多在-5~0dB之間，接收靈敏度為-38dB,使用1550nm的波長。，

2,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

雙纖收發(fā)器網絡連接簡圖

顧名思義，單纖設備可以節(jié)省一半的光纖,即在一根光纖上實現(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。這類產品采用了波分復用的技術，使用的波長多為1310nm和1550nm.但由于單纖收發(fā)器產品沒有統(tǒng)一**標準，因此不同廠商產品在互聯(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用，單纖收發(fā)器產品普遍存在信號衰耗大的特點。

3,按工作層次/速率分類

100M以太網光纖收發(fā)器：工作在物理層

10/100M自適應以太網光纖收發(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)器產品工作在物理層,在這一層工作的收發(fā)器產品是按位來轉發(fā)數(shù)據(jù)。該轉發(fā)方式 具有轉發(fā)速度快、通透率高、時延低等方面的優(yōu)勢，適合應用于速率固定的鏈路上，同時由于此類設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)定性方面做得較好。

4,按結構分類

桌面式（獨立式）光纖收發(fā)器：獨立式用戶端設備

機架式（模塊化）光纖收發(fā)器：安裝于十六槽機箱，采用集中供電方式

按結構來分，可以分為桌面式（獨立式）光纖收發(fā)器和機架式光纖收發(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的上聯(lián)。機架式（模塊化）光纖收發(fā)器適用于多用戶的匯聚，目前國內的機架多為16槽產品，即一個機架中較多可加插16個模塊式光纖收發(fā)器。

5,按網管來分

可以分為非網管型光纖收發(fā)器和網管型光纖收發(fā)器。大多數(shù)運營商都希望自己網絡中的所有設備均能做到可遠程網管的程度，光纖收發(fā)器產品與交換機、路由器一樣也逐步向這個方向發(fā)展。對于可網管的光纖收發(fā)器還可以細分為局端可網管和用戶端可網管。局端可網管的光纖收發(fā)器主要是機架 式產品，多采用主從式的管理結構，即一個主網管模塊可串聯(lián)N個從網管模塊，主網管模塊一方面需要輪詢自己機架上的網管信息，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管服務器。如武漢烽火網絡所提供的OL200系列網管型光纖收發(fā)器產品支持1（主）+9（從）的網管結構，一次性較多可管理150個光纖收發(fā)器。

用戶端網管主要可以分為三種方式：**種是在局端和客戶端設備之間運行特定的協(xié)議，協(xié)議負責向局端發(fā)送客戶端的狀態(tài)信息，通過局端設備 的CPU來處理這些狀態(tài)信息，并提交給網管服務器；*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備的故障;*三種是在用戶端的光纖收發(fā)器上加裝主控CPU,這樣網管系統(tǒng)一方面可以監(jiān)控到用戶端設備的工作狀態(tài)，另外還可以實現(xiàn)遠程配置和遠程重啟。在這三種用戶端網管方式中，前兩種嚴格來說只是對用戶端設備進行遠程監(jiān)控,而*三種才是真正的遠程網管。但由于*三種方式在用戶端添加了CPU,從而也增加了用戶端設備的成本，因此在價格方面前兩種方式會較具優(yōu)勢一些。隨著運營商對設備網管 的需求愈來愈多，相信光纖收發(fā)器的網管將日趨實用和智能。

6,按工作方式來分

全雙工方式（full duplex）是指當數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發(fā)送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工制，如圖1所示。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設置了發(fā)送器和接收器，因此，能控制數(shù)據(jù)同時在兩個方向上傳送。全雙工方式*進行方向的切換，因此，沒有切換操作所產生的時間延遲。

二、基本特點

半雙工方式（half duplex）是指使用同一根傳輸線既作接收又作發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發(fā)數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式就是半雙工制。采用半雙工方式時，通信系統(tǒng)每一端的發(fā)送器和接收器，通過收/發(fā)開關轉接到通信線上，進行方向的切換，因此，會產生時間延遲。




光纖收發(fā)器

1.對網絡協(xié)議完全透明。

     2.提供**低時延的數(shù)據(jù)傳輸。

3.支持**寬的工作溫度范圍。

4.采用**ASIC芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)線速轉發(fā)?？删幊藺SIC將多項功能集中到一個芯片上，具有設計簡單、可靠性高、電源消耗少等優(yōu)點，能使設備得到較高的性能和較低的成本。

5.可網管設備能提供網絡診斷、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.機架型設備可提供熱拔插功能，便于維護和無間斷升級 .

7.支持齊全的傳輸距離（0~120公里）。

8.設備多采用1+1的電源設計，支持**寬電源電壓，實現(xiàn)電源保護和自動切換。

三、基本連接方式

環(huán)形骨干網

環(huán)形骨干網是利用SPANNING TREE特性構建城域范圍內的骨干，這種結構可以變形為網狀結構，適合于城域網上高密度的中心小區(qū)，形成容錯的**骨干網絡。環(huán)形骨干網對IEEE.1Q及ISL網絡特性的支持，可以保證兼容于絕大多數(shù)主流的骨干網絡，如跨交換機的VLAN、TRUNK等功能。環(huán)形骨干網可為金融、**、教育等行業(yè)組建寬帶虛擬專網.

鏈形骨干網

鏈形骨干網利用鏈形的聯(lián)接可以節(jié)省大量的骨干光線數(shù)量，適合于在城市的邊緣及所屬郊縣地區(qū)構造高帶寬低價位的骨干網絡，該模式同時可用于高速公路、輸油、輸電線路等環(huán)境。鏈形骨干網對IEEE802.1Q及ISL網絡特性的支持，可以保證兼容于絕大多數(shù)的骨干網絡，可為金融、**、教育等行業(yè)組建寬帶虛擬專網。鏈形骨干網是可以提供圖像、語音、數(shù)據(jù)及實時監(jiān)控綜合傳輸?shù)亩嗝襟w網絡.

用戶接入系統(tǒng)

用戶接入系統(tǒng)利用10Mbps/100Mbps自適應及10Mbps/100Mbps自動轉換功能，可以聯(lián)接任意的用戶端設備，*準備多種光纖收發(fā)器，可為網絡提供平滑的升級方案。同時利用半雙工/全雙工自適應及半雙工/全雙工自動轉換功能，可以在用戶端配置廉價的半雙工HUB,幾十倍的降低用戶端的組網成本，提高網絡運營商的競爭力。

四、發(fā)展趨勢

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

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

其次，光纖收發(fā)器本身應能較好地適應實際的網絡環(huán)境。在實際工程中，光纖收發(fā)器的使用場所多為樓道內或室外，供電情況十分復雜，這就需要各個廠商的設備較好能支持**寬的電源電壓，以適應不穩(wěn)定的供電狀況。同時由于國內很多地區(qū)會出現(xiàn)**高溫和**低溫的天氣情況，雷擊和電磁干擾的影響也是實際存在的，所有這些對收發(fā)器這種室外設備的影響都非常大，這就要求設備提供商在關鍵元器件的采用、電路布板和焊接以及結構設計上都必須精心嚴格。

此外，在網管控制方面，用戶大都希望所有網絡設備能通過統(tǒng)一的網管平臺來進行遠程的管理，即能夠將光纖收發(fā)器的MIB庫導入到整個網管信息數(shù)據(jù)庫中。因此在產品研發(fā)中需保證網管信息的標準化和兼容性。

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光纖收發(fā)器產品仍將是實際網絡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、可網管、低成本的方向繼續(xù)發(fā)展。

 


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