Les commutateurs optiques couramment utilisés dans les commutateurs Ethernet incluent SFP, GBIC, XFP et XENPAK.
Leurs noms anglais complets :
SFP : émetteur-récepteur enfichable à petit facteur de forme, émetteur-récepteur enfichable à petit facteur de forme
GBIC : Convertisseur d'interface GigaBit, Convertisseur d'interface Gigabit Ethernet
XFP : 10 Gigabit smallForm-factorÉmetteur-récepteur enfichable Interface Ethernet 10 Gigabit
Émetteur-récepteur enfichable en petit format
XENPAK : ensemble d'émetteur-récepteur d'interface Ethernet 10 Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10 Gigabit.
Le connecteur fibre optique
Le connecteur de fibre optique est composé d'une fibre optique et d'une fiche aux deux extrémités de la fibre optique, et la fiche est composée d'une broche et d'une structure de verrouillage périphérique.Selon différents mécanismes de verrouillage, les connecteurs à fibre optique peuvent être divisés en type FC, type SC, type LC, type ST et type KTRJ.
Le connecteur FC adopte un mécanisme de verrouillage de filetage. Il s'agit d'un connecteur mobile à fibre optique qui a été inventé plus tôt et le plus utilisé.
SC est un joint rectangulaire développé par NTT.Il peut être directement branché et débranché sans connexion à vis.Comparé au connecteur FC, il dispose d'un petit espace de fonctionnement et est facile à utiliser.Les produits Ethernet bas de gamme sont très courants.
LC est un connecteur SC de type mini développé par LUCENT.Il est de plus petite taille et a été largement utilisé dans le système.C'est une direction pour le développement de connecteurs actifs à fibre optique dans le futur.Les produits Ethernet bas de gamme sont très courants.
Le connecteur ST est développé par AT & T et utilise un mécanisme de verrouillage de type baïonnette.Les principaux paramètres sont équivalents aux connecteurs FC et SC, mais ils ne sont pas couramment utilisés dans les entreprises.Il est généralement utilisé pour les appareils multimodes pour se connecter à d'autres fabricants. Utilisé davantage lors de la station d'accueil.
Les broches de KTRJ sont en plastique.Ils sont positionnés par des broches en acier.À mesure que le nombre de temps de contact augmente, les surfaces de contact s'usent et leur stabilité à long terme n'est pas aussi bonne que celle des connecteurs à broches en céramique.
Connaissance des fibres
La fibre optique est un conducteur qui transmet les ondes lumineuses.La fibre optique peut être divisée en fibre monomode et fibre multimode à partir du mode de transmission optique.
Dans la fibre monomode, il n’existe qu’un seul mode fondamental de transmission optique, c’est-à-dire que la lumière est transmise uniquement le long du noyau interne de la fibre.Étant donné que la dispersion modale est complètement évitée et que la bande de transmission de la fibre monomode est large, elle convient aux communications par fibre optique à haut débit et longue distance.
Il existe plusieurs modes de transmission optique dans une fibre multimode.En raison de la dispersion ou des aberrations, cette fibre présente de mauvaises performances de transmission, une bande de fréquence étroite, un faible taux de transmission et une courte distance.
Paramètres caractéristiques de la fibre optique
La structure de la fibre optique est étirée par des tiges préfabriquées en fibre de quartz.Le diamètre extérieur de la fibre multimode et de la fibre monomode utilisée pour la communication est de 125 μm.
Le corps mince est divisé en deux zones : le noyau et la couche de revêtement.Le diamètre du noyau de la fibre monomode est de 8 à 10 μm et le diamètre du noyau de la fibre multimode a deux spécifications standard.Les diamètres de noyau sont de 62,5 μm (norme américaine) et 50 μm (norme européenne).
Les spécifications de la fibre d'interface sont décrites comme suit : fibre multimode 62,5 μm/125 μm, où 62,5 μm fait référence au diamètre du cœur de la fibre et 125 μm fait référence au diamètre extérieur de la fibre.
La fibre monomode utilise une longueur d'onde de 1 310 nm ou 1 550 nm.
Les fibres multimodes utilisent principalement une lumière de 850 nm.
La couleur peut être distinguée de la fibre monomode et de la fibre multimode.Le corps extérieur de la fibre monomode est jaune et le corps extérieur de la fibre multimode est orange-rouge.
Port optique Gigabit
Les ports optiques Gigabit peuvent fonctionner en mode forcé et auto-négocié.Dans la spécification 802.3, le port optique Gigabit ne prend en charge qu'un débit de 1 000 M et prend en charge deux modes duplex intégral (Full) et semi-duplex (Half).
La différence la plus fondamentale entre l'auto-négociation et le forçage réside dans le fait que les flux de codes envoyés lorsque les deux établissent une liaison physique sont différents.Le mode d'auto-négociation envoie le code /C/, qui est le flux de code de configuration, tandis que le mode de forçage envoie le code /I/, qui est le flux de code inactif.
Processus de négociation automatique du port optique Gigabit
Tout d'abord, les deux extrémités sont définies en mode de négociation automatique
Les deux parties s’envoient des flux de code /C/.Si 3 codes /C/ consécutifs sont reçus et que les flux de codes reçus correspondent au mode de fonctionnement local, ils reviendront à l'autre partie avec un code /C/ avec une réponse Ack.Après avoir reçu le message Ack, l'homologue considère que les deux peuvent communiquer entre eux et met le port à l'état UP.
Deuxièmement, définissez une extrémité sur la négociation automatique et une extrémité sur l'obligation.
L'extrémité auto-négociante envoie /C/stream, et l'extrémité forcée envoie /I/stream.L'extrémité de forçage ne peut pas fournir à l'extrémité locale les informations de négociation de l'extrémité locale, ni renvoyer une réponse Ack à l'extrémité distante, donc l'extrémité d'auto-négociation est DOWN.Cependant, l'extrémité de forçage elle-même peut identifier le code /C/ et considère que l'extrémité homologue est un port qui lui correspond, de sorte que le port d'extrémité local est directement défini sur l'état UP.
Troisièmement, les deux extrémités sont réglées en mode forcé
Les deux parties s’envoient / I / stream.Après avoir reçu le flux /I/, une extrémité considère le homologue comme un port qui lui correspond et définit directement le port local sur l'état UP.
Comment fonctionne la fibre ?
Les fibres optiques destinées aux communications sont constituées de filaments de verre ressemblant à des cheveux recouverts d'une couche protectrice en plastique.Le filament de verre est essentiellement composé de deux parties : un diamètre de noyau de 9 à 62,5 μm, et un matériau en verre à faible indice de réfraction d'un diamètre de 125 μm.Bien qu’il existe d’autres types de fibres optiques selon les matériaux utilisés et les différentes tailles, les plus courantes sont mentionnées ici.La lumière est transmise dans la couche centrale de la fibre selon un mode de « réflexion interne totale », c'est-à-dire qu'une fois que la lumière entre dans une extrémité de la fibre, elle est réfléchie dans les deux sens entre les interfaces du cœur et de la gaine, puis transmise à la couche centrale de la fibre. l'autre extrémité de la fibre.Une fibre optique avec un diamètre de cœur de 62,5 μm et un diamètre extérieur de gaine de 125 μm est appelée lumière 62,5/125 μm.
Quelle est la différence entre la fibre multimode et monomode ?
Multimode :
Les fibres qui peuvent se propager de centaines à des milliers de modes sont appelées fibres multimodes (MM).Selon la distribution radiale de l'indice de réfraction dans le noyau et la gaine, elle peut être divisée en fibre multimode étagée et fibre multimode graduée.Presque toutes les tailles de fibre multimode sont de 50/125 μm ou 62,5/125 μm, et la bande passante (la quantité d'informations transmises par la fibre) est généralement de 200 MHz à 2 GHz.Les émetteurs-récepteurs optiques multimodes peuvent transmettre jusqu'à 5 kilomètres via une fibre multimode.Utilisez une diode électroluminescente ou un laser comme source de lumière.
Mode unique :
Les fibres qui ne peuvent propager qu'un seul mode sont appelées fibres monomodes.Le profil d'indice de réfraction des fibres monomodes (SM) standard est similaire à celui des fibres de type échelonné, sauf que le diamètre du cœur est beaucoup plus petit que celui des fibres multimodes.
La taille de la fibre monomode est de 9-10/125 μm et elle présente les caractéristiques d'une bande passante infinie et d'une perte inférieure à celle de la fibre multimode.Les émetteurs-récepteurs optiques monomodes sont principalement utilisés pour les transmissions longue distance, atteignant parfois 150 à 200 kilomètres.Utilisez LD ou LED avec une ligne spectrale étroite comme source de lumière.
Différence et connexion :
Les équipements monomodes peuvent généralement fonctionner sur une fibre monomode ou une fibre multimode, tandis que les équipements multimodes sont limités à fonctionner sur une fibre multimode.
Quelle est la perte de transmission lors de l’utilisation de câbles optiques ?
Cela dépend de la longueur d'onde de la lumière transmise et du type de fibre utilisée.
Longueur d'onde de 850 nm pour fibre multimode : 3,0 dB/km
Longueur d'onde 1310 nm pour fibre multimode : 1,0 dB/km
Longueur d'onde 1310nm pour fibre monomode : 0,4 dB/km
Longueur d'onde 1550 nm pour fibre monomode : 0,2 dB/km
Qu’est-ce que le GBIC ?
GBIC est l'abréviation de Giga Bitrate Interface Converter, qui est un périphérique d'interface qui convertit les signaux électriques gigabits en signaux optiques.GBIC est conçu pour le branchement à chaud.GBIC est un produit interchangeable conforme aux normes internationales.Les commutateurs Gigabit conçus avec l'interface GBIC occupent une part de marché importante sur le marché en raison de leur échange flexible.
Qu’est-ce que SFP ?
SFP est l'abréviation de SMALL FORM PLUGGABLE, qui peut être simplement compris comme une version améliorée de GBIC.La taille du module SFP est réduite de moitié par rapport au module GBIC, et le nombre de ports peut être plus que doublé sur un même panneau.Les autres fonctions du module SFP sont fondamentalement les mêmes que celles du GBIC.Certains fabricants de commutateurs appellent le module SFP un mini-GBIC (MINI-GBIC).
Les futurs modules optiques doivent prendre en charge le branchement à chaud, c'est-à-dire que le module peut être connecté ou déconnecté de l'appareil sans couper l'alimentation.Le module optique étant enfichable à chaud, les gestionnaires de réseau peuvent mettre à niveau et étendre le système sans fermer le réseau.L'utilisateur ne fait aucune différence.La possibilité de remplacement à chaud simplifie également la maintenance globale et permet aux utilisateurs finaux de mieux gérer leurs modules émetteur-récepteur.Dans le même temps, grâce à ces performances de remplacement à chaud, ce module permet aux gestionnaires de réseau d'établir des plans globaux pour les coûts des émetteurs-récepteurs, les distances de liaison et toutes les topologies de réseau en fonction des exigences de mise à niveau du réseau, sans avoir à remplacer complètement les cartes système.
Les modules optiques prenant en charge ce remplacement à chaud sont actuellement disponibles en GBIC et SFP.Étant donné que SFP et SFF ont à peu près la même taille, ils peuvent être directement branchés sur le circuit imprimé, ce qui permet d'économiser de l'espace et du temps sur le boîtier, et ont une large gamme d'applications.Par conséquent, son développement futur mérite d’être attendu et pourrait même menacer le marché des SFF.
Le module optique de petit boîtier SFF (Small Form Factor) utilise une optique de précision avancée et une technologie d'intégration de circuits, la taille n'est que la moitié de celle du module émetteur-récepteur à fibre optique duplex SC (1X9) ordinaire, ce qui peut doubler le nombre de ports optiques dans le même espace.Augmentez la densité des ports de ligne et réduisez le coût du système par port.Et comme le module de petit boîtier SFF utilise une interface KT-RJ similaire au réseau en cuivre, la taille est la même que celle de l'interface en cuivre du réseau informatique commun, ce qui est propice à la transition des équipements réseau existants à base de cuivre vers une fibre à plus haut débit. réseaux optiques.Pour répondre à l’augmentation spectaculaire des besoins en bande passante du réseau.
Type d'interface du périphérique de connexion réseau
Interface BNC
L'interface BNC fait référence à l'interface du câble coaxial.L'interface BNC est utilisée pour la connexion par câble coaxial de 75 ohms.Il fournit deux canaux de réception (RX) et de transmission (TX).Il est utilisé pour la connexion de signaux asymétriques.
Interface fibre
Une interface fibre est une interface physique utilisée pour connecter des câbles à fibre optique.Il en existe généralement plusieurs types tels que SC, ST, LC, FC.Pour la connexion 10Base-F, le connecteur est généralement de type ST et l'autre extrémité FC est connectée au panneau de brassage à fibre optique.FC est l'abréviation de FerruleConnector.La méthode de renforcement externe est un manchon métallique et la méthode de fixation est un bouton à vis.L'interface ST est généralement utilisée pour 10Base-F, l'interface SC est généralement utilisée pour 100Base-FX et GBIC, LC est généralement utilisée pour SFP.
Interface RJ-45
L'interface RJ-45 est l'interface la plus couramment utilisée pour Ethernet.RJ-45 est un nom couramment utilisé, qui fait référence à la normalisation CEI (60) 603-7, utilisant 8 positions (8 broches) définies par la norme internationale de connecteur.Prise ou fiche modulaire.
Interface RS-232
L'interface RS-232-C (également connue sous le nom d'EIA RS-232-C) est l'interface de communication série la plus couramment utilisée.Il s'agit d'une norme de communication série développée conjointement par l'American Electronics Industry Association (EIA) en 1970 en collaboration avec les systèmes Bell, les fabricants de modems et les fabricants de terminaux informatiques.Son nom complet est « norme technologique d'interface d'échange de données binaires en série entre les équipements terminaux de données (DTE) et les équipements de communication de données (DCE) ».La norme stipule qu'un connecteur DB25 à 25 broches est utilisé pour spécifier le contenu du signal de chaque broche du connecteur, ainsi que le niveau des différents signaux.
Interface RJ-11
L'interface RJ-11 est ce que nous appelons habituellement une interface de ligne téléphonique.RJ-11 est le nom générique d'un connecteur développé par Western Electric.Son contour est défini comme un dispositif de connexion à 6 broches.Initialement appelé WExW, où x signifie « actif », contact ou aiguille à enfiler.Par exemple, WE6W a les 6 contacts, numérotés de 1 à 6, l'interface WE4W utilise seulement 4 broches, les deux contacts les plus externes (1 et 6) ne sont pas utilisés, WE2W utilise uniquement les deux broches du milieu (c'est-à-dire pour l'interface de ligne téléphonique) .
CWDM et DWDM
Avec la croissance rapide des services de données IP sur Internet, la demande de bande passante pour les lignes de transmission a augmenté.Bien que la technologie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) soit la méthode la plus efficace pour résoudre le problème de l'expansion de la bande passante de ligne, la technologie CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) présente des avantages par rapport au DWDM en termes de coût et de maintenabilité du système.
CWDM et DWDM appartiennent tous deux à la technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde et peuvent coupler différentes longueurs d'onde de lumière dans une fibre monocœur et les transmettre ensemble.
La dernière norme ITU de CWDM est G.695, qui spécifie 18 canaux de longueur d'onde avec un intervalle de 20 nm de 1 271 nm à 1 611 nm.Compte tenu de l'effet de pic d'eau des fibres optiques G.652 ordinaires, 16 canaux sont généralement utilisés.En raison du grand espacement des canaux, les dispositifs de multiplexage et de démultiplexage et les lasers sont moins chers que les dispositifs DWDM.
L'intervalle de canal du DWDM a différents intervalles tels que 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm, etc. L'intervalle est petit et des dispositifs de contrôle de longueur d'onde supplémentaires sont nécessaires.Par conséquent, les équipements basés sur la technologie DWDM sont plus chers que les équipements basés sur la technologie CWDM.
Une photodiode PIN est une couche de matériau de type N légèrement dopé entre un semi-conducteur de type P et un semi-conducteur de type N avec une concentration de dopage élevée, appelée couche I (intrinsèque).Parce qu'il est légèrement dopé, la concentration électronique est très faible et une large couche d'appauvrissement se forme après diffusion, ce qui peut améliorer sa vitesse de réponse et son efficacité de conversion.
Les photodiodes à avalanche APD ont non seulement une conversion optique/électrique mais également une amplification interne.L'amplification est réalisée par l'effet de multiplication d'avalanche à l'intérieur du tube.L'APD est une photodiode avec gain.Lorsque la sensibilité du récepteur optique est élevée, l'APD est utile pour étendre la distance de transmission du système.