Os conmutadores ópticos que se usan habitualmente nos conmutadores Ethernet inclúen SFP, GBIC, XFP e XENPAK.
Os seus nomes completos en inglés:
SFP: Transceptor enchufable de factor de forma pequeno, transceptor enchufable de factor de forma pequeno
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10 Gigabit smallForm-factor Transceptor conectable Interfaz Ethernet de 10 Gigabit
Transceptor enchufable de paquete pequeno
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage Paquete de conxunto de transceptores de interface de 10 Gigabit Ethernet.
O conector de fibra óptica
O conector de fibra óptica está composto por unha fibra óptica e un enchufe nos dous extremos da fibra óptica, e o conector está composto por un pin e unha estrutura de bloqueo periférica.Segundo os diferentes mecanismos de bloqueo, os conectores de fibra óptica pódense dividir en tipo FC, tipo SC, tipo LC, tipo ST e tipo KTRJ.
O conector FC adopta un mecanismo de bloqueo de rosca, é un conector móbil de fibra óptica que foi inventado anteriormente e máis utilizado.
SC é unha unión rectangular desenvolvida por NTT.Pódese conectar e desconectar directamente sen conexión de parafuso.En comparación co conector FC, ten un pequeno espazo operativo e é fácil de usar.Os produtos Ethernet de gama baixa son moi comúns.
LC é un conector SC de tipo mini desenvolvido por LUCENT.Ten un tamaño máis pequeno e foi moi utilizado no sistema.É unha dirección para o desenvolvemento de conectores activos de fibra óptica no futuro.Os produtos Ethernet de gama baixa son moi comúns.
O conector ST está desenvolvido por AT & T e usa un mecanismo de bloqueo tipo baioneta.Os principais parámetros son equivalentes aos conectores FC e SC, pero non se usa habitualmente nas empresas.Normalmente úsase para dispositivos multimodo para conectarse con outros fabricantes. Úsase máis cando se acopla.
Os pinos de KTRJ son de plástico.Están colocados por pinos de aceiro.A medida que aumenta o número de veces de acoplamento, as superficies de acoplamento desgastaranse e a súa estabilidade a longo prazo non é tan boa como a dos conectores de pin cerámico.
Coñecemento da fibra
A fibra óptica é un condutor que transmite ondas luminosas.A fibra óptica pódese dividir en fibra monomodo e fibra multimodo a partir do modo de transmisión óptica.
Na fibra monomodo, só hai un modo fundamental de transmisión óptica, é dicir, a luz transmítese só ao longo do núcleo interno da fibra.Debido a que se evita por completo a dispersión do modo e a banda de transmisión da fibra monomodo é ampla, é adecuada para comunicacións de fibra de alta velocidade e longa distancia.
Hai varios modos de transmisión óptica nunha fibra multimodo.Debido á dispersión ou aberracións, esta fibra ten un rendemento de transmisión deficiente, unha banda de frecuencia estreita, unha velocidade de transmisión pequena e unha distancia curta.
Parámetros característicos da fibra óptica
A estrutura da fibra óptica está debuxada por varillas prefabricadas de fibra de cuarzo.O diámetro exterior da fibra multimodo e da fibra monomodo utilizadas para a comunicación é de 125 μm.
O corpo delgado divídese en dúas áreas: núcleo e capa de revestimento.O diámetro do núcleo da fibra monomodo é de 8 ~ 10μm e o diámetro do núcleo da fibra multimodo ten dúas especificacións estándar.Os diámetros do núcleo son 62,5 μm (estándar americano) e 50 μm (estándar europeo).
As especificacións da fibra da interface descríbense do seguinte xeito: fibra multimodo de 62,5 μm / 125 μm, onde 62,5 μm refírese ao diámetro do núcleo da fibra e 125 μm refírese ao diámetro exterior da fibra.
A fibra monomodo usa unha lonxitude de onda de 1310 nm ou 1550 nm.
As fibras multimodo usan principalmente luz de 850 nm.
A cor pódese distinguir da fibra monomodo e da fibra multimodo.O corpo exterior de fibra monomodo é amarelo e o corpo exterior de fibra multimodo é vermello laranxa.
Porto óptico Gigabit
Os portos ópticos Gigabit poden funcionar tanto en modo forzado como en modo autonegociado.Na especificación 802.3, o porto óptico Gigabit só admite unha taxa de 1000M e admite dous modos dúplex completo (completo) e semidúplex (medio).
A diferenza máis fundamental entre a negociación automática e o forzamento é que os fluxos de código enviados cando ambos establecen unha ligazón física son diferentes.O modo de negociación automática envía o código /C/, que é o fluxo de código de configuración, mentres que o modo forzado envía o código /I/, que é o fluxo de código inactivo.
Proceso de negociación automática de portos ópticos Gigabit
En primeiro lugar, os dous extremos están configurados en modo de negociación automática
As dúas partes envían fluxos de código / C / entre si.Se se reciben 3 códigos / C / consecutivos e os fluxos de código recibidos coinciden co modo de traballo local, volverán á outra parte cun código / C / cunha resposta Ack.Despois de recibir a mensaxe Ack, o compañeiro considera que os dous poden comunicarse entre si e configura o porto no estado UP.
En segundo lugar, establece un extremo para a negociación automática e outro para obrigatorio
O extremo de autonegociación envía / C / fluxo e o final de forzamento envía / I / fluxo.O extremo de forzamento non pode proporcionar ao extremo local a información de negociación do extremo local, nin pode devolver unha resposta Ack ao extremo remoto, polo que o final de autonegociación está ABAIXO.Non obstante, o propio extremo de forzamento pode identificar o código /C/, e considera que o extremo par é un porto que coincide, polo que o porto final local está directamente configurado no estado UP.
En terceiro lugar, os dous extremos están configurados para forzar
Ambas as partes envían / I / fluxo entre si.Despois de recibir o fluxo /I/, un extremo considera que o par é un porto que coincide con el e establece directamente o porto local no estado UP.
Como funciona a fibra?
As fibras ópticas para as comunicacións consisten en filamentos de vidro parecidos ao pelo cubertos cunha capa protectora de plástico.O filamento de vidro componse esencialmente de dúas partes: un núcleo de diámetro de 9 a 62,5 μm e un material de vidro de baixo índice de refracción cun diámetro de 125 μm.Aínda que existen outros tipos de fibra óptica segundo os materiais empregados e os diferentes tamaños, aquí menciónanse as máis comúns.A luz transmítese na capa central da fibra nun modo de "reflexión interna total", é dicir, despois de que a luz entra nun extremo da fibra, reflíctese de ida e volta entre as interfaces do núcleo e do revestimento, e despois transmítese ao outro extremo da fibra.Unha fibra óptica cun diámetro de núcleo de 62,5 μm e un diámetro exterior de revestimento de 125 μm chámase luz 62,5 / 125 μm.
Cal é a diferenza entre fibra multimodo e monomodo?
Multimodo:
As fibras que poden propagarse de centos a miles de modos chámanse fibras multimodo (MM).Segundo a distribución radial do índice de refracción no núcleo e revestimento, pódese dividir en fibra multimodo escalonada e fibra multimodo graduada.Case todos os tamaños de fibra multimodo son 50/125 μm ou 62,5/125 μm, e o ancho de banda (a cantidade de información transmitida pola fibra) adoita ser de 200 MHz a 2 GHz.Os transceptores ópticos multimodo poden transmitir ata 5 quilómetros a través de fibra multimodo.Use diodos emisores de luz ou láser como fonte de luz.
Modo único:
As fibras que só poden propagar un modo chámanse fibras monomodo.O perfil do índice de refracción das fibras estándar monomodo (SM) é similar ao das fibras de tipo escalonado, agás que o diámetro do núcleo é moito menor que o das fibras multimodo.
O tamaño da fibra monomodo é de 9-10 / 125 μm e ten as características de ancho de banda infinito e menor perda que a fibra multimodo.Os transceptores ópticos monomodo utilízanse principalmente para a transmisión de longa distancia, chegando ás veces a 150 a 200 quilómetros.Use LD ou LED cunha liña espectral estreita como fonte de luz.
Diferenza e conexión:
Os equipos monomodo normalmente poden funcionar con fibra monomodo ou fibra multimodo, mentres que os equipos multimodo están limitados a operar en fibra multimodo.
Cal é a perda de transmisión cando se usan cables ópticos?
Isto depende da lonxitude de onda da luz transmitida e do tipo de fibra utilizada.
Lonxitude de onda de 850 nm para fibra multimodo: 3,0 dB/km
Lonxitude de onda de 1310 nm para fibra multimodo: 1,0 dB/km
Lonxitude de onda de 1310 nm para fibra monomodo: 0,4 dB/km
Lonxitude de onda de 1550 nm para fibra monomodo: 0,2 dB/km
Que é o GBIC?
GBIC é a abreviatura de Giga Bitrate Interface Converter, que é un dispositivo de interface que converte sinais eléctricos de gigabit en sinais ópticos.GBIC está deseñado para conectarse en quente.GBIC é un produto intercambiable que cumpre cos estándares internacionais.Os switches Gigabit deseñados con interface GBIC ocupan unha gran cota de mercado no mercado debido ao seu intercambio flexible.
Que é SFP?
SFP é a abreviatura de SMALL FORM PLUGGABLE, que se pode entender simplemente como unha versión actualizada de GBIC.O tamaño do módulo SFP redúcese á metade en comparación co módulo GBIC e o número de portos pode duplicarse no mesmo panel.As outras funcións do módulo SFP son basicamente as mesmas que as do GBIC.Algúns fabricantes de interruptores chaman ao módulo SFP mini-GBIC (MINI-GBIC).
Os futuros módulos ópticos deben admitir conexión en quente, é dicir, o módulo pódese conectar ou desconectar do dispositivo sen cortar a fonte de alimentación.Dado que o módulo óptico se conecta en quente, os xestores de rede poden actualizar e ampliar o sistema sen pechar a rede.O usuario non fai ningunha diferenza.O intercambio en quente tamén simplifica o mantemento xeral e permite aos usuarios finais xestionar mellor os seus módulos transceptores.Ao mesmo tempo, debido a este rendemento de intercambio en quente, este módulo permite aos xestores de rede facer plans xerais para os custos do transceptor, as distancias de enlace e todas as topoloxías de rede en función dos requisitos de actualización da rede, sen ter que substituír completamente as placas do sistema.
Os módulos ópticos que admiten este intercambio en quente están dispoñibles actualmente en GBIC e SFP.Dado que SFP e SFF teñen aproximadamente o mesmo tamaño, pódense conectar directamente á placa de circuíto, aforrando espazo e tempo no paquete e teñen unha ampla gama de aplicacións.Polo tanto, o seu desenvolvemento futuro paga a pena esperar e mesmo pode ameazar o mercado SFF.
O módulo óptico de pequeno paquete SFF (Small Form Factor) utiliza óptica de precisión avanzada e tecnoloxía de integración de circuítos, o tamaño é só a metade do módulo transceptor de fibra óptica SC dúplex ordinario (1X9), que pode duplicar o número de portos ópticos no mesmo espazo.Aumenta a densidade dos portos de liña e reduce o custo do sistema por porto.E debido a que o módulo de paquete pequeno SFF usa unha interface KT-RJ similar á rede de cobre, o tamaño é o mesmo que a interface de cobre común da rede de ordenadores, o que favorece a transición dos equipos de rede existentes baseados en cobre a fibra de maior velocidade. redes ópticas.Para satisfacer o aumento dramático dos requisitos de ancho de banda da rede.
Tipo de interface de dispositivo de conexión de rede
Interface BNC
A interface BNC refírese á interface do cable coaxial.A interface BNC úsase para a conexión de cable coaxial de 75 ohmios.Ofrece dúas canles de recepción (RX) e transmisión (TX).Utilízase para a conexión de sinais desequilibrados.
Interface de fibra
Unha interface de fibra é unha interface física utilizada para conectar cables de fibra óptica.Normalmente hai varios tipos como SC, ST, LC, FC.Para a conexión 10Base-F, o conector adoita ser de tipo ST e o outro extremo FC está conectado ao panel de conexión de fibra óptica.FC é a abreviatura de FerruleConnector.O método de reforzo externo é unha manga metálica e o método de fixación é un botón de parafuso.A interface ST úsase xeralmente para 10Base-F, a interface SC adoita usarse para 100Base-FX e GBIC, LC adoita usarse para SFP.
Interface RJ-45
A interface RJ-45 é a interface máis utilizada para Ethernet.RJ-45 é un nome de uso común, que fai referencia á normalización por IEC (60) 603-7, utilizando 8 posicións (8 pinos) definidas polo estándar internacional de conectores.Conector ou enchufe modular.
Interface RS-232
A interface RS-232-C (tamén coñecida como EIA RS-232-C) é a interface de comunicación en serie máis utilizada.É un estándar para a comunicación en serie desenvolvido conxuntamente pola Asociación Americana da Industria Electrónica (EIA) en 1970 en conxunto con sistemas Bell, fabricantes de módems e fabricantes de terminais de ordenador.O seu nome completo é "estándar de tecnoloxía de interface de intercambio de datos binarios en serie entre equipos terminales de datos (DTE) e equipos de comunicación de datos (DCE)".O estándar estipula que se utiliza un conector DB25 de 25 pinos para especificar o contido do sinal de cada pin do conector, así como o nivel de varios sinais.
Interface RJ-11
A interface RJ-11 é o que normalmente chamamos interface de liña telefónica.RJ-11 é un nome xenérico para un conector desenvolvido por Western Electric.O seu contorno defínese como un dispositivo de conexión de 6 pinos.Orixinalmente chamado WExW, onde x significa "activa", contacto ou agulla de enhebrar.Por exemplo, WE6W ten os 6 contactos, numerados do 1 ao 6, a interface WE4W usa só 4 pinos, os dous contactos máis externos (1 e 6) non se usan, WE2W usa só os dous pinos do medio (é dicir, para a interface de liña telefónica) .
CWDM e DWDM
Co rápido crecemento dos servizos de datos IP en Internet, a demanda de ancho de banda da liña de transmisión aumentou.Aínda que a tecnoloxía DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) é o método máis eficaz para resolver o problema da expansión do ancho de banda da liña, a tecnoloxía CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) ten vantaxes sobre DWDM en termos de custo do sistema e mantemento.
Tanto CWDM como DWDM pertencen á tecnoloxía de multiplexación por división de lonxitude de onda e poden acoplar diferentes lonxitudes de onda de luz nunha fibra dun só núcleo e transmitilas xuntos.
O último estándar ITU de CWDM é G.695, que especifica 18 canles de lonxitude de onda cun intervalo de 20 nm de 1271 nm a 1611 nm.Tendo en conta o efecto pico de auga das fibras ópticas G.652 ordinarias, úsanse xeralmente 16 canles.Debido ao gran espazo entre canles, os dispositivos e láseres de multiplexación e demultiplexación son máis baratos que os dispositivos DWDM.
O intervalo de canle de DWDM ten diferentes intervalos, como 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm, etc. O intervalo é pequeno e son necesarios dispositivos de control de lonxitude de onda adicionais.Polo tanto, o equipo baseado na tecnoloxía DWDM é máis caro que o equipo baseado na tecnoloxía CWDM.
Un fotodiodo PIN é unha capa de material de tipo N lixeiramente dopado entre un semicondutor de tipo P e de tipo N cunha alta concentración de dopaxe, que se denomina capa I (intrínseca).Debido a que está lixeiramente dopado, a concentración de electróns é moi baixa e fórmase unha ampla capa de esgotamento despois da difusión, o que pode mellorar a súa velocidade de resposta e a súa eficiencia de conversión.
Os fotodiodos de avalancha APD non só teñen conversión óptica/eléctrica senón tamén amplificación interna.A amplificación realízase polo efecto de multiplicación da avalancha no interior do tubo.APD é un fotodiodo con ganancia.Cando a sensibilidade do receptor óptico é alta, APD é útil para ampliar a distancia de transmisión do sistema.