以太网交换机常用的光模块有
SFP:Small Form-factor Pluggabletransceiver ,小包装可插拔收发器
GBIC:GigaBit Interface Converter,千兆以太网接口转换器
XFP: 10-Gigabit small Form-factorPluggable transceiver 万兆以太网接口
XENPAK: 10 Gigabit EtherNet TransceiverPAcKage集合封装万兆以太网接口收发器
光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成,插头由插针和外围的锁紧结构组成。光纤连接器可分为不同的锁紧机制FC型、SC型、LC型、ST型和KTRJ型。
FC连接器采用螺纹锁紧机构,是发明较早、使用最广泛的光纤活动连接器。
SC由矩形接头组成的矩形接头NTT开发可直接插拔,无需螺纹连接FC与操作空间,使用方便。低端以太网产品很常见。
LC是由LUCENT开发的一种Mini型的SC连接器体积较小,已广泛应用于系统中,是光纤活动连接器未来发展的方向。低端以太网产品非常常见。
ST连接器是由AT&T公司开发的主要参数指标和FC和SC连接器相当,但在公司应用不广泛,通常用于多模器件连接,与其他厂家的设备对接。
KTRJ插针是塑料的,用钢针定位。随着插拔次数的增加,各配合面会磨损,长期稳定性不如陶瓷插针连接器。
光纤是光波传输的导体。光纤可分为单模光纤和多模光纤。
在单模光纤中,光传输只有一种基本模式,即光只沿光纤的内芯传输。单模光纤的传输频带非常宽,适用于高速、长距离光纤通信。
光传输在多模光纤中有多种模式。由于色散或像差,光纤传输性能差,频带窄,传输速率小,距离短。
光纤结构预制石英光纤棒,通信多模光纤和单模光纤的外径为125μm。
纤体分为两个区域:纤芯(Core)和包层(Cladding layer)。单模光纤芯直径8~10μm,多模光纤芯径有两种标准规格,芯径分别为62.5μm(美国标准)和50μm(欧洲标准)。
界面光纤规格描述如下:62.5μm/125μm多模光纤,其中62.5μm指光纤的芯径,125μm指光纤的外径。
单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。
多模光纤使用的光波长多为850 nm。
单模光纤和多模光纤可以从颜色上区分。单模光纤外为黄色,多模光纤外为橙色。
千兆光口可以在强制和自协商两种模式下工作。.标准中的千兆光口只支持10000M支持全双工的速度(Full)和半双工(Half)两种双工模式。
自协商和强制最根本的区别是两者在建立物理链路时发送的码流不同。自协商模式发送/C/码,即配置(Configuration)码流,而强制模式发送的是/I/码,也就是idle码流。
双方互相发送/双方互相发送/C/码流,如果连续收到3个相同/C/代码和收到的代码流与本端工作模式相匹配,然后返回给另一方Ack应答的/C/码,对端接收Ack信息发布后,认为两者可以交换,并设置端口UP状态
自协商端发送/自协商端发送/C/码流,强制端发送/I/码流,强制端无法向对端提供本端协商信息,也无法返回对端Ack回应,所以自协商端DOWN。但是强制端本身可以识别/C/码,认为对端是与自己匹配的端口,所以直接将本端口设置为UP状态
双方互相发送/双方互相发送/I/码流,一端接收/I/码流后,认为对端是与自己匹配的端口,直接将本端口设置为UP状态
通信光纤由外覆塑料保护层薄如毛发的玻璃纤维组成。玻璃纤维本质上由两部分组成:9到62的核心直径.5μm,外覆直径为125μm低折射率玻璃材料。
虽然还有一些其他类型的光纤根据所使用的材料和不同的尺寸进行划分,但这里提到的是最常见的光纤。光在光纤芯层中以全内反射的形式传输,即光进入光纤一端后,在芯层与包层界面之间来回反射,然后传输到光纤另一端。芯径为62.5μm,包层外径为125μm的光纤称为62.5/125μm 光
可传播数百到数千种模式的光纤,称为多模式(MM)光纤。可分为阶跃多模光纤和渐变多模光纤。几乎所有的多模光纤尺寸都是50/125μm或62.5/125μm,而且带宽(光纤信息传输量)通常是200MHz到2GHz。多模光端机可通过多模光纤传输5公里。以发光二极管或激光器为光源。
只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。标准单模(SM)光纤折射率分布与阶跃光纤相似,但纤芯直径远小于多模光纤。
单模光纤的尺寸为9-10/125μm,与多模光纤相比,它具有带宽无限、损耗低的特点。单模光端机多用于长距离传输,有时可达150至200公里。LD或者光谱线窄LED作为光源。
单模设备通常可以在单模光纤或多模光纤上运行,而多模设备仅限于多模光纤。
这取决于传输光的波长和使用光纤的类型。
850nm多模光纤使用波长: 3.0分贝/公里
1310nm多模光纤使用波长: 1.0分贝/公里 1310nm单模光纤使用波长: 0.4分贝/公里 1550nm单模光纤使用波长: 0.2分贝/公里
GBIC是Giga Bitrate Interface Converter缩写是将千兆位电信号转换为光信号的接口设备。GBIC热插拔可用于设计。GBIC是符合国际标准的可互换产品。 GBIC千兆位交换机由于交换灵活,在市场上占有较大的市场份额。
SFP是SMALL FORM PLUGGABLE缩写可以简单理解为GBIC升级版。SFP模块体积比GBIC模块减少一半,可在同一面板上配置两倍以上的端口。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。一些交换机制造商说。SFP小型化模块GBIC(MINI-GBIC)。
未来的光模块必须支持热插拔,即模块可以与设备连接或断开,而无需切断电源。由于光模块是热插拔式的,网络管理人员可以升级和扩展系统,而无需关闭网络,这不会对在线用户产生任何影响。热插拔还简化了总体维护工作,使最终用户能够更好地管理其收发模块。
同时,由于这种热交换性能,该模块允许网络管理人员在不更换系统板的情况下,根据网络升级的要求,对收发成本、链路距离和所有网络拓扑进行总体规划。目前支持热插拔的光模块有GBIC和SFP,由于SFP与SFF外观大小相似,可直接插入电路板,节省包装空间和时间,应用广泛。因此,它未来的发展值得期待,甚至可能受到威胁SFF的市场。
SFF(Small Form Factor)小封装光模块采用了先进的精密光学及电路集成工艺,尺寸只有普通双工SC(1X9)型光纤收发模块的一半,在同样空间可以增加一倍的光端口数,可以增加线路端口密度,降低每端口的系统成本。又由于SFF小封装模块采用了与铜线网络类似的KT-RJ接口,大小与常见的电脑网络铜线接口相同,有利于现有以铜缆为主的网络设备过渡到更高速率的光纤网络以满足网络带宽需求的急剧增长。
BNC接口是指同轴电缆接口,BNC接口用于75欧同轴电缆连接用,提供收(RX)、发(TX)两个通道,它用于非平衡信号的连接。
光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有SC、ST、LC、FC等几种类型。对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型,另一端FC连的是光纤步线架。FC是FerruleConnector的缩写,其外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。ST接口通常用于10Base-F,SC接口通常用于100Base-FX和GBIC,LC通常用于SFP 。
RJ-45接口是以太网最为常用的接口,RJ-45是一个常用名称,指的是由IEC(60)603-7标准化,使用由国际性的接插件标准定义的8个位置(8针)的模块化插孔或者插头。
RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。
RJ-11接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11是用于西部电子公司(Western Electric)开发的接插件的通用名称。其外形定义为6针的连接器件。原名为WExW,这里的x表示“活性”,触点或者打线针。例如, WE6W 有全部6个触点,编号1到6, WE4W 界面只使用4针,最外面的两个触点(1和6) 不用,WE2W 只使用中间两针(即电话线接口用)。
随着Internet的IP数据业务高速增长,造成对传输线路带宽的需求不断加大。虽然DWDM(密集波分复用)技术作为最有效的解决线路带宽扩容的方法,但是CWDM (粗波分复用) 技术比DWDM在系统成本、可维护性等方面具有优势。
CWDM与DWDM皆属于波分复用技术,都可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去,一起传输。
CWDM的ITU最新标准为G.695,规定了从1271nm到1611nm之间间隔为20nm的18个波长通道,考虑到普通G.652光纤的水峰影响,一般使用16个通道。因为通道间隔大所以,合分波器件以及激光器都比DWDM器件便宜。
DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔较小、需要额外的波长控制器件,所以基于DWDM技术的设备较之基于CWDM技术的设备价格高。
PIN光电二极管是在掺杂浓度很高的P型、N型半导体之间,加一层轻掺杂的N型材料,称为I(Intrinsic,本征的)层。由于是轻掺杂,电子浓度很低,经扩散后形成一个很宽的耗尽层,这样可以提高其响应速度和转换效率。
APD雪崩光电二极管,它不但具有光/电转换作用,而且具有内部放大作用,其放大作用是靠管子内部的雪崩倍增效应完成的。
APD是有增益的光电二极管,在光接收机灵敏度要求较高的场合,采用APD有利于延长系统的传输距离。