Zu den in Ethernet-Switches häufig verwendeten optischen Schaltern gehören SFP, GBIC, XFP und XENPAK.
Ihre vollständigen englischen Namen:
SFP: Small Form-factorPluggabletransceiver, steckbarer Transceiver mit kleinem Formfaktor
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit-Ethernet-Schnittstellenkonverter
XFP: 10-Gigabit kleiner Formfaktor, steckbarer Transceiver, 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstelle
Kleiner steckbarer Transceiver
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10-Gigabit-Ethernet-Schnittstellen-Transceiver-Set-Paket.
Der Glasfaserstecker
Der Glasfaserstecker besteht aus einer Glasfaser und einem Stecker an beiden Enden der Glasfaser, und der Stecker besteht aus einem Stift und einer peripheren Verriegelungsstruktur.Je nach Verriegelungsmechanismus können Glasfasersteckverbinder in FC-Typ, SC-Typ, LC-Typ, ST-Typ und KTRJ-Typ unterteilt werden.
Der FC-Stecker verfügt über einen Gewindeverriegelungsmechanismus, es handelt sich um einen beweglichen Glasfaserstecker, der früher erfunden wurde und am häufigsten verwendet wird.
SC ist eine von NTT entwickelte rechteckige Verbindung.Es kann ohne Schraubverbindung direkt ein- und ausgesteckt werden.Im Vergleich zum FC-Stecker bietet er einen kleinen Betriebsraum und ist einfach zu verwenden.Low-End-Ethernet-Produkte sind weit verbreitet.
LC ist ein von LUCENT entwickelter Mini-SC-Stecker.Es ist kleiner und wird im System häufig verwendet.Es ist eine Richtung für die Entwicklung von faseroptischen aktiven Steckverbindern in der Zukunft.Low-End-Ethernet-Produkte sind weit verbreitet.
Der ST-Stecker wurde von AT & T entwickelt und verwendet einen Bajonett-Verriegelungsmechanismus.Die Hauptparameter entsprechen FC- und SC-Steckern, werden jedoch in Unternehmen nicht häufig verwendet.Es wird normalerweise für Multimode-Geräte verwendet, um eine Verbindung mit Geräten anderer Hersteller herzustellen. Wird eher beim Andocken verwendet.
Die Stifte von KTRJ sind aus Kunststoff.Sie werden durch Stahlstifte positioniert.Mit zunehmender Steckzahl verschleißen die Steckflächen und ihre Langzeitstabilität ist nicht so gut wie die von Keramik-Stiftsteckverbindern.
Faserwissen
Glasfaser ist ein Leiter, der Lichtwellen überträgt.Optische Fasern können hinsichtlich der Art der optischen Übertragung in Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern unterteilt werden.
In Singlemode-Fasern gibt es nur einen grundlegenden Modus der optischen Übertragung, das heißt, Licht wird nur entlang des inneren Kerns der Faser übertragen.Da die Modendispersion vollständig vermieden wird und das Übertragungsband der Singlemode-Faser breit ist, eignet sie sich für die Hochgeschwindigkeits- und Langstrecken-Glasfaserkommunikation.
In einer Multimode-Faser gibt es mehrere optische Übertragungsmodi.Aufgrund von Streuung oder Aberrationen weist diese Faser eine schlechte Übertragungsleistung, ein schmales Frequenzband, eine geringe Übertragungsrate und eine kurze Entfernung auf.
Charakteristische Parameter optischer Fasern
Die Struktur der Lichtleitfaser wird durch vorgefertigte Quarzfaserstäbe gezogen.Der Außendurchmesser der zur Kommunikation verwendeten Multimode-Faser und Singlemode-Faser beträgt 125 μm.
Der schlanke Körper ist in zwei Bereiche unterteilt: Kern und Mantelschicht.Der Kerndurchmesser von Singlemode-Fasern beträgt 8 bis 10 μm, und für den Kerndurchmesser von Multimode-Fasern gibt es zwei Standardspezifikationen.Die Kerndurchmesser betragen 62,5μm (amerikanischer Standard) und 50μm (europäischer Standard).
Die Schnittstellenfaserspezifikationen werden wie folgt beschrieben: 62,5 μm / 125 μm Multimode-Faser, wobei sich 62,5 μm auf den Kerndurchmesser der Faser und 125 μm auf den Außendurchmesser der Faser bezieht.
Singlemode-Fasern verwenden eine Wellenlänge von 1310 nm oder 1550 nm.
Multimode-Fasern verwenden hauptsächlich 850-nm-Licht.
Die Farbe kann zwischen Singlemode-Fasern und Multimode-Fasern unterschieden werden.Der Außenkörper der Singlemode-Faser ist gelb und der Außenkörper der Multimode-Faser ist orangerot.
Optischer Gigabit-Anschluss
Optische Gigabit-Ports können sowohl im erzwungenen als auch im selbst ausgehandelten Modus arbeiten.In der 802.3-Spezifikation unterstützt der optische Gigabit-Port nur eine 1000-Mbit-Rate und unterstützt zwei Vollduplex- (Full) und Halbduplex- (Half) Duplexmodi.
Der grundlegendste Unterschied zwischen automatischer Aushandlung und Erzwingung besteht darin, dass die Codeströme, die gesendet werden, wenn beide eine physische Verbindung herstellen, unterschiedlich sind.Der Auto-Negotiation-Modus sendet den /C/-Code, der der Konfigurationscode-Stream ist, während der Forcing-Modus den /I/-Code sendet, der der Leerlauf-Code-Stream ist.
Auto-Negotiation-Prozess für optische Gigabit-Ports
Zunächst werden beide Seiten auf den Auto-Negotiation-Modus eingestellt
Die beiden Parteien senden einander /C/-Code-Streams.Wenn 3 aufeinanderfolgende /C/-Codes empfangen werden und die empfangenen Codeströme mit dem lokalen Arbeitsmodus übereinstimmen, werden sie mit einem /C/-Code und einer Ack-Antwort an die andere Partei zurückgegeben.Nach Erhalt der Ack-Nachricht geht der Peer davon aus, dass die beiden miteinander kommunizieren können, und versetzt den Port in den UP-Status.
Zweitens: Stellen Sie ein Ende auf automatische Aushandlung und ein Ende auf obligatorisch ein
Das selbstverhandelnde Ende sendet /C/stream und das erzwingende Ende sendet /I/stream.Das erzwingende Ende kann dem lokalen Ende weder die Verhandlungsinformationen des lokalen Endes zur Verfügung stellen, noch kann es eine Ack-Antwort an das entfernte Ende zurückgeben, sodass das Selbstverhandlungsende DOWN ist.Das erzwingende Ende selbst kann jedoch den /C/-Code identifizieren und geht davon aus, dass das Peer-Ende ein Port ist, der mit sich selbst übereinstimmt, sodass der lokale End-Port direkt in den UP-Status versetzt wird.
Drittens werden beide Enden auf den Force-Modus eingestellt
Beide Parteien senden / I / Streamen sich gegenseitig zu.Nach dem Empfang des /I/-Streams betrachtet ein Ende den Peer als einen Port, der mit sich selbst übereinstimmt, und setzt den lokalen Port direkt in den UP-Status.
Wie wirken Ballaststoffe?
Optische Fasern für die Kommunikation bestehen aus haarähnlichen Glasfäden, die mit einer schützenden Kunststoffschicht überzogen sind.Das Glasfilament besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen: einem Kerndurchmesser von 9 bis 62,5 μm und einem Glasmaterial mit niedrigem Brechungsindex und einem Durchmesser von 125 μm.Obwohl es aufgrund der verwendeten Materialien und der unterschiedlichen Größen noch einige andere Arten von Lichtwellenleitern gibt, werden hier die gebräuchlichsten aufgeführt.Das Licht wird in der Kernschicht der Faser im Modus „totaler interner Reflexion“ übertragen, d anderes Ende der Faser.Eine optische Faser mit einem Kerndurchmesser von 62,5 μm und einem Mantelaußendurchmesser von 125 μm wird als 62,5/125 μm Licht bezeichnet.
Was ist der Unterschied zwischen Multimode- und Singlemode-Faser?
Multimode:
Fasern, die Hunderte bis Tausende von Moden ausbreiten können, werden Multimode-Fasern (MM) genannt.Entsprechend der radialen Verteilung des Brechungsindex im Kern und Mantel kann er in Stufen-Multimode-Fasern und abgestufte Multimode-Fasern unterteilt werden.Fast alle Multimode-Fasergrößen sind 50/125 μm oder 62,5/125 μm und die Bandbreite (die von der Faser übertragene Informationsmenge) beträgt normalerweise 200 MHz bis 2 GHz.Optische Multimode-Transceiver können bis zu 5 Kilometer über Multimode-Glasfaser übertragen.Verwenden Sie als Lichtquelle eine Leuchtdiode oder einen Laser.
Einspielermodus:
Fasern, die nur eine Mode ausbreiten können, werden als Singlemode-Fasern bezeichnet.Das Brechungsindexprofil von Standard-Singlemode-Fasern (SM) ähnelt dem von Stufenfasern, mit der Ausnahme, dass der Kerndurchmesser viel kleiner ist als der von Multimode-Fasern.
Die Größe der Singlemode-Faser beträgt 9-10/125 μm und sie weist die Eigenschaften einer unendlichen Bandbreite und eines geringeren Verlusts als die Multimode-Faser auf.Optische Singlemode-Transceiver werden hauptsächlich für die Übertragung über große Entfernungen verwendet, manchmal bis zu 150 bis 200 Kilometer.Verwenden Sie als Lichtquelle LD oder LED mit schmaler Spektrallinie.
Unterschied und Zusammenhang:
Singlemode-Geräte können normalerweise mit Singlemode-Glasfaser oder Multimode-Glasfaser betrieben werden, während Multimode-Geräte nur mit Multimode-Glasfaser betrieben werden können.
Wie groß ist der Übertragungsverlust bei Verwendung optischer Kabel?
Dies hängt von der Wellenlänge des übertragenen Lichts und der Art der verwendeten Faser ab.
850 nm Wellenlänge für Multimode-Faser: 3,0 dB/km
1310 nm Wellenlänge für Multimode-Faser: 1,0 dB/km
1310 nm Wellenlänge für Singlemode-Faser: 0,4 dB/km
1550 nm Wellenlänge für Singlemode-Faser: 0,2 dB/km
Was ist GBIC?
GBIC ist die Abkürzung für Giga Bitrate Interface Converter, ein Schnittstellengerät, das elektrische Gigabit-Signale in optische Signale umwandelt.GBIC ist für Hot-Plugging konzipiert.GBIC ist ein austauschbares Produkt, das internationalen Standards entspricht.Gigabit-Switches mit GBIC-Schnittstelle nehmen aufgrund ihres flexiblen Austauschs einen großen Marktanteil ein.
Was ist SFP?
SFP ist die Abkürzung für SMALL FORM PLUGGABLE und kann einfach als aktualisierte Version von GBIC verstanden werden.Die Größe des SFP-Moduls ist im Vergleich zum GBIC-Modul um die Hälfte reduziert und die Anzahl der Ports kann auf demselben Panel mehr als verdoppelt werden.Die weiteren Funktionen des SFP-Moduls entsprechen grundsätzlich denen des GBIC.Einige Switch-Hersteller bezeichnen das SFP-Modul als Mini-GBIC (MINI-GBIC).
Zukünftige optische Module müssen Hot-Plugging unterstützen, d. h. das Modul kann ohne Unterbrechung der Stromversorgung mit dem Gerät verbunden oder davon getrennt werden.Da das optische Modul Hot-Plug-fähig ist, können Netzwerkmanager das System aktualisieren und erweitern, ohne das Netzwerk schließen zu müssen.Der Benutzer macht keinen Unterschied.Die Hot-Swap-Fähigkeit vereinfacht außerdem die allgemeine Wartung und ermöglicht Endbenutzern eine bessere Verwaltung ihrer Transceiver-Module.Gleichzeitig ermöglicht dieses Modul Netzwerkmanagern aufgrund dieser Hot-Swap-Leistung, Gesamtpläne für Transceiver-Kosten, Verbindungsentfernungen und alle Netzwerktopologien basierend auf Netzwerk-Upgrade-Anforderungen zu erstellen, ohne die Systemplatinen vollständig austauschen zu müssen.
Die optischen Module, die diesen Hot-Swap unterstützen, sind derzeit in GBIC und SFP verfügbar.Da SFP und SFF ungefähr die gleiche Größe haben, können sie direkt in die Leiterplatte gesteckt werden, was Platz und Zeit auf dem Gehäuse spart und ein breites Anwendungsspektrum bietet.Daher lohnt es sich, auf seine zukünftige Entwicklung zu blicken und könnte sogar eine Bedrohung für den SFF-Markt darstellen.
Das optische SFF-Modul (Small Form Factor) mit kleinem Gehäuse nutzt fortschrittliche Präzisionsoptik und Schaltkreisintegrationstechnologie. Die Größe ist nur halb so groß wie die eines gewöhnlichen Duplex-SC-Glasfaser-Transceivermoduls (1X9), das die Anzahl der optischen Ports im gleichen Raum verdoppeln kann.Erhöhen Sie die Dichte der Leitungsanschlüsse und senken Sie die Systemkosten pro Anschluss.Und da das SFF-Small-Package-Modul eine KT-RJ-Schnittstelle ähnlich dem Kupfernetzwerk verwendet, ist die Größe dieselbe wie die Kupferschnittstelle eines herkömmlichen Computernetzwerks, was den Übergang bestehender kupferbasierter Netzwerkausrüstung auf Glasfaser mit höherer Geschwindigkeit begünstigt optische Netzwerke.Um den dramatisch steigenden Anforderungen an die Netzwerkbandbreite gerecht zu werden.
Schnittstellentyp des Netzwerkverbindungsgeräts
BNC-Schnittstelle
Unter BNC-Schnittstelle versteht man die Koaxialkabelschnittstelle.Die BNC-Schnittstelle wird für den 75-Ohm-Koaxialkabelanschluss verwendet.Es bietet zwei Kanäle zum Empfangen (RX) und Senden (TX).Es dient zum Anschluss unsymmetrischer Signale.
Glasfaserschnittstelle
Eine Glasfaserschnittstelle ist eine physikalische Schnittstelle zum Anschluss von Glasfaserkabeln.Normalerweise gibt es mehrere Typen wie SC, ST, LC, FC.Bei der 10Base-F-Verbindung ist der Stecker normalerweise vom Typ ST und das andere Ende FC ist mit dem Glasfaser-Patchpanel verbunden.FC ist die Abkürzung für FerruleConnector.Die äußere Verstärkungsmethode ist eine Metallhülse und die Befestigungsmethode ist ein Schraubknopf.Die ST-Schnittstelle wird normalerweise für 10Base-F verwendet, die SC-Schnittstelle wird normalerweise für 100Base-FX und GBIC verwendet, LC wird normalerweise für SFP verwendet.
RJ-45-Schnittstelle
Die RJ-45-Schnittstelle ist die am häufigsten verwendete Schnittstelle für Ethernet.RJ-45 ist ein häufig verwendeter Name, der sich auf die Standardisierung durch IEC (60) 603-7 bezieht und 8 Positionen (8 Pins) verwendet, die durch den internationalen Steckerstandard definiert sind.Modulare Buchse oder Stecker.
RS-232-Schnittstelle
Die RS-232-C-Schnittstelle (auch bekannt als EIA RS-232-C) ist die am häufigsten verwendete serielle Kommunikationsschnittstelle.Dabei handelt es sich um einen Standard für die serielle Kommunikation, der 1970 von der American Electronics Industry Association (EIA) gemeinsam mit Bell-Systemen, Modemherstellern und Herstellern von Computerterminals entwickelt wurde.Der vollständige Name lautet „serieller binärer Datenaustausch-Schnittstellentechnologiestandard zwischen Datenendgeräten (DTE) und Datenkommunikationsgeräten (DCE)“.Der Standard schreibt vor, dass ein 25-poliger DB25-Stecker verwendet wird, um den Signalinhalt jedes Pins des Steckers sowie den Pegel verschiedener Signale anzugeben.
RJ-11-Schnittstelle
Die RJ-11-Schnittstelle ist das, was wir normalerweise als Telefonleitungsschnittstelle bezeichnen.RJ-11 ist ein allgemeiner Name für einen von Western Electric entwickelten Steckverbinder.Sein Umriss ist als 6-poliges Anschlussgerät definiert.Ursprünglich WExW genannt, wobei x „aktiv“, Kontakt- oder Einfädelnadel bedeutet.Beispielsweise verfügt WE6W über alle 6 Kontakte, nummeriert von 1 bis 6, die WE4W-Schnittstelle verwendet nur 4 Pins, die beiden äußersten Kontakte (1 und 6) werden nicht verwendet, WE2W verwendet nur die mittleren beiden Pins (d. h. für die Telefonleitungsschnittstelle). .
CWDM und DWDM
Mit dem rasanten Wachstum von IP-Datendiensten im Internet ist der Bedarf an Übertragungsleitungsbandbreite gestiegen.Obwohl die DWDM-Technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing) die effektivste Methode zur Lösung des Problems der Leitungsbandbreitenerweiterung ist, hat die CWDM-Technologie (Coarse Wavelength Division Multiplexing) Vorteile gegenüber DWDM hinsichtlich Systemkosten und Wartbarkeit.
Sowohl CWDM als auch DWDM gehören zur Wellenlängenmultiplex-Technologie und können unterschiedliche Lichtwellenlängen in eine einadrige Faser einkoppeln und gemeinsam übertragen.
Der neueste ITU-Standard von CWDM ist G.695, der 18 Wellenlängenkanäle mit einem 20-nm-Intervall von 1271 nm bis 1611 nm spezifiziert.In Anbetracht des Wasserspitzeneffekts gewöhnlicher G.652-Glasfasern werden im Allgemeinen 16 Kanäle verwendet.Aufgrund des großen Kanalabstands sind Multiplex- und Demultiplexgeräte sowie Laser günstiger als DWDM-Geräte.
Das Kanalintervall von DWDM hat unterschiedliche Intervalle wie 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm usw. Das Intervall ist klein und es sind zusätzliche Wellenlängensteuergeräte erforderlich.Daher ist die auf der DWDM-Technologie basierende Ausrüstung teurer als die auf der CWDM-Technologie basierende Ausrüstung.
Eine PIN-Fotodiode ist eine Schicht aus leicht dotiertem N-Typ-Material zwischen einem P-Typ- und einem N-Typ-Halbleiter mit einer hohen Dotierungskonzentration, die als I-Schicht (Intrinsic-Schicht) bezeichnet wird.Da es leicht dotiert ist, ist die Elektronenkonzentration sehr niedrig und nach der Diffusion bildet sich eine breite Verarmungsschicht, die seine Reaktionsgeschwindigkeit und Umwandlungseffizienz verbessern kann.
APD-Lawinenfotodioden verfügen nicht nur über eine optische/elektrische Umwandlung, sondern auch über eine interne Verstärkung.Die Verstärkung wird durch den Lawinenvervielfachungseffekt im Inneren der Röhre erreicht.APD ist eine Fotodiode mit Verstärkung.Wenn die Empfindlichkeit des optischen Empfängers hoch ist, ist APD hilfreich, um die Übertragungsentfernung des Systems zu erweitern.