Comutatoarele optice utilizate în mod obișnuit în comutatoarele Ethernet includ SFP, GBIC, XFP și XENPAK.
Numele lor complete în engleză:
SFP: Transceiver cu factor de formă mic conectabil, transceiver cu factor de formă mic conectabil
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10 Gigabit smallForm-factor Pluggable transceiver Interfață Ethernet 10 Gigabit
Emițător-receptor conectabil la pachet mic
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage Pachet de set de transceiver cu interfață Ethernet 10 Gigabit.
Conectorul de fibră optică
Conectorul de fibră optică este compus dintr-o fibră optică și un mufă la ambele capete ale fibrei optice, iar mufa este compusă dintr-un știft și o structură de blocare periferică.În funcție de diferite mecanisme de blocare, conectorii de fibră optică pot fi împărțiți în tip FC, tip SC, tip LC, tip ST și tip KTRJ.
Conectorul FC adoptă un mecanism de blocare a filetului, este un conector mobil din fibră optică care a fost inventat mai devreme și utilizat cel mai mult.
SC este o îmbinare dreptunghiulară dezvoltată de NTT.Poate fi conectat și deconectat direct fără conexiune cu șuruburi.În comparație cu conectorul FC, are un spațiu mic de operare și este ușor de utilizat.Produsele Ethernet low-end sunt foarte comune.
LC este un conector SC de tip Mini dezvoltat de LUCENT.Are o dimensiune mai mică și a fost utilizat pe scară largă în sistem.Este o direcție pentru dezvoltarea conectorilor activi de fibră optică în viitor.Produsele Ethernet low-end sunt foarte comune.
Conectorul ST este dezvoltat de AT & T și folosește un mecanism de blocare tip baionetă.Parametrii principali sunt echivalenti cu conectorii FC si SC, dar nu este folosit in mod obisnuit in companii.De obicei, este folosit pentru dispozitivele multimode pentru a se conecta cu alți producători. Folosit mai mult la andocare.
Știfturile KTRJ sunt din plastic.Sunt poziționați prin știfturi de oțel.Pe măsură ce numărul de timpi de împerechere crește, suprafețele de împerechere se vor uza, iar stabilitatea lor pe termen lung nu este la fel de bună ca cea a conectorilor cu pini ceramici.
Cunoașterea fibrelor
Fibra optică este un conductor care transmite unde luminoase.Fibra optică poate fi împărțită în fibră monomodală și fibră multimodă din modul de transmisie optică.
În fibra monomod, există un singur mod fundamental de transmisie optică, adică lumina este transmisă numai de-a lungul miezului interior al fibrei.Deoarece dispersia modului este complet evitată, iar banda de transmisie a fibrei monomode este largă, este potrivită pentru comunicarea cu fibră de mare viteză și distanță lungă.
Există mai multe moduri de transmisie optică într-o fibră multimodală.Din cauza dispersiei sau aberațiilor, această fibră are performanțe de transmisie slabe, o bandă de frecvență îngustă, o rată de transmisie mică și o distanță scurtă.
Parametrii caracteristici fibrei optice
Structura fibrei optice este trasă prin tije prefabricate din fibră de cuarț.Diametrul exterior al fibrei multimodale și al fibrei monomode utilizate pentru comunicare este de 125 μm.
Corpul subțire este împărțit în două zone: miez și strat de placare.Diametrul miezului fibrei monomode este de 8 ~ 10μm, iar diametrul miezului fibrei multimode are două specificații standard.Diametrele miezului sunt 62,5 μm (standard american) și 50 μm (standard european).
Specificațiile fibrei de interfață sunt descrise după cum urmează: 62,5μm / 125μm fibră multimodală, unde 62,5μm se referă la diametrul miezului fibrei și 125μm se referă la diametrul exterior al fibrei.
Fibra monomodă utilizează o lungime de undă de 1310 nm sau 1550 nm.
Fibrele multimodale folosesc în principal lumină de 850 nm.
Culoarea poate fi distinsă de fibra monomodală și fibra multimodală.Corpul exterior din fibră monomod este galben, iar corpul exterior cu fibră multimod este portocaliu-roșu.
Port optic Gigabit
Porturile optice Gigabit pot funcționa atât în mod forțat, cât și în mod auto-negociat.În specificația 802.3, portul optic Gigabit acceptă doar o rată de 1000M și acceptă două moduri duplex full-duplex (Full) și half-duplex (Jumătate).
Cea mai fundamentală diferență dintre auto-negociere și forțare este că fluxurile de cod trimise atunci când cele două stabilesc o legătură fizică sunt diferite.Modul de negociere automată trimite codul / C /, care este fluxul de coduri de configurare, în timp ce modul de forțare trimite / I / codul, care este fluxul de cod inactiv.
Proces de negociere automată a portului optic Gigabit
În primul rând, ambele capete sunt setate în modul de negociere automată
Cele două părți își trimit fluxuri de cod / C / unul altuia.Dacă sunt primite 3 coduri / C / consecutive și fluxurile de coduri primite se potrivesc cu modul de lucru local, acestea vor reveni la cealaltă parte cu un cod / C / cu un răspuns Ack.După primirea mesajului Ack, peer-ul consideră că cei doi pot comunica între ei și setează portul în starea SUS.
În al doilea rând, setați un capăt la auto-negociere și un capăt la obligatoriu
Capătul de auto-negociere trimite / C / flux, iar capătul de forțare trimite / I / flux.Capătul de forțare nu poate furniza capătului local informațiile de negociere ale capătului local și nici nu poate returna un răspuns Ack la capătul de la distanță, astfel încât capătul de auto-negociere este JOS.Cu toate acestea, capătul de forțare în sine poate identifica codul / C / și consideră că capătul egal este un port care se potrivește cu el însuși, astfel încât portul final local este setat direct la starea UP.
În al treilea rând, ambele capete sunt setate în modul forțat
Ambele părți își trimit / I / flux unul către celălalt.După primirea fluxului / I /, un capăt consideră că peer-ul este un port care se potrivește cu el însuși și setează direct portul local la starea UP.
Cum funcționează fibra?
Fibrele optice pentru comunicații constau din filamente de sticlă asemănătoare părului acoperite cu un strat protector de plastic.Filamentul de sticlă este compus în esență din două părți: un diametru al miezului de 9 până la 62,5 μm și un material de sticlă cu indice de refracție scăzut, cu un diametru de 125 μm.Deși există și alte tipuri de fibre optice în funcție de materialele utilizate și de diferitele dimensiuni, cele mai comune sunt menționate aici.Lumina este transmisă în stratul de miez al fibrei într-un mod de „reflexie internă totală”, adică după ce lumina intră într-un capăt al fibrei, este reflectată înainte și înapoi între miez și interfețele de placare și apoi transmisă către celălalt capăt al fibrei.O fibră optică cu un diametru al miezului de 62,5 μm și un diametru exterior de placare de 125 μm se numește lumină 62,5 / 125 μm.
Care este diferența dintre fibra multimod și single mode?
Multimod:
Fibrele care se pot propaga de la sute la mii de moduri sunt numite fibre multimodale (MM).În funcție de distribuția radială a indicelui de refracție în miez și placare, acesta poate fi împărțit în fibră multimodală în trepte și fibră multimodală gradată.Aproape toate dimensiunile fibrelor multimode sunt de 50/125 μm sau 62,5 / 125 μm, iar lățimea de bandă (cantitatea de informații transmise de fibră) este de obicei de la 200 MHz la 2 GHz.Transceiverele optice multimodale pot transmite până la 5 kilometri prin fibră multimodală.Utilizați o diodă emițătoare de lumină sau un laser ca sursă de lumină.
Mod unic:
Fibrele care pot propaga doar un singur mod sunt numite fibre monomode.Profilul indicelui de refracție al fibrelor standard monomod (SM) este similar cu cel al fibrelor de tip treptat, cu excepția faptului că diametrul miezului este mult mai mic decât cel al fibrelor multimodale.
Dimensiunea fibrei cu un singur mod este de 9-10 / 125 μm și are caracteristicile unei lățimi de bandă infinită și o pierdere mai mică decât fibra multimodală.Transceiverele optice cu un singur mod sunt utilizate în principal pentru transmisia pe distanțe lungi, ajungând uneori la 150 până la 200 de kilometri.Utilizați LD sau LED cu linie spectrală îngustă ca sursă de lumină.
Diferență și conexiune:
Echipamentele monomode pot rula de obicei pe fibră monomod sau pe fibră multimod, în timp ce echipamentele multimode sunt limitate să funcționeze pe fibră multimod.
Care este pierderea de transmisie la utilizarea cablurilor optice?
Aceasta depinde de lungimea de undă a luminii transmise și de tipul de fibră utilizată.
Lungime de undă de 850 nm pentru fibră multimodală: 3,0 dB/km
Lungime de undă de 1310 nm pentru fibră multimodală: 1,0 dB/km
Lungime de undă de 1310 nm pentru fibră monomod: 0,4 dB/km
Lungime de undă de 1550 nm pentru fibră monomod: 0,2 dB/km
Ce este GBIC?
GBIC este abrevierea Giga Bitrate Interface Converter, care este un dispozitiv de interfață care convertește semnalele electrice gigabit în semnale optice.GBIC este proiectat pentru conectarea la cald.GBIC este un produs interschimbabil care respectă standardele internaționale.Switch-urile Gigabit proiectate cu interfață GBIC ocupă o cotă mare de piață datorită schimbului lor flexibil.
Ce este SFP?
SFP este abrevierea lui SMALL FORM PLUGGABLE, care poate fi înțeleasă pur și simplu ca o versiune actualizată a GBIC.Dimensiunea modulului SFP este redusă la jumătate în comparație cu modulul GBIC, iar numărul de porturi poate fi mai mult decât dublat pe același panou.Celelalte funcții ale modulului SFP sunt practic aceleași cu cele ale GBIC.Unii producători de comutatoare numesc modulul SFP mini-GBIC (MINI-GBIC).
Viitoarele module optice trebuie să accepte conectarea la cald, adică modulul poate fi conectat sau deconectat de la dispozitiv fără a întrerupe sursa de alimentare.Deoarece modulul optic este conectabil la cald, managerii de rețea pot actualiza și extinde sistemul fără a închide rețeaua.Utilizatorul nu face nicio diferență.Schimbarea la cald simplifică, de asemenea, întreținerea generală și permite utilizatorilor finali să își gestioneze mai bine modulele transceiver.În același timp, datorită acestei performanțe hot-swap, acest modul le permite managerilor de rețea să facă planuri generale pentru costurile transceiverului, distanța de legătură și toate topologiile de rețea bazate pe cerințele de actualizare a rețelei, fără a fi nevoie să înlocuiască complet plăcile de sistem.
Modulele optice care acceptă acest hot-swap sunt disponibile în prezent în GBIC și SFP.Deoarece SFP și SFF au aproximativ aceeași dimensiune, pot fi conectate direct la placa de circuit, economisind spațiu și timp la pachet și au o gamă largă de aplicații.Prin urmare, dezvoltarea sa viitoare merită așteptată cu nerăbdare și poate chiar amenința piața SFF.
Modulul optic de pachet mic SFF (Factor de formă mic) utilizează optică avansată de precizie și tehnologie de integrare a circuitelor, dimensiunea este doar jumătate față de modulul obișnuit de transceiver cu fibră optică duplex SC (1X9), care poate dubla numărul de porturi optice în același spațiu.Creșteți densitatea portului de linie și reduceți costul sistemului per port.Și deoarece modulul pachet mic SFF utilizează o interfață KT-RJ similară rețelei de cupru, dimensiunea este aceeași cu interfața de cupru obișnuită a rețelei de computere, ceea ce este favorabil tranziției echipamentelor de rețea existente pe bază de cupru la fibră de viteză mai mare. retele optice.Pentru a satisface creșterea dramatică a cerințelor de lățime de bandă a rețelei.
Tip de interfață dispozitiv de conectare la rețea
Interfață BNC
Interfața BNC se referă la interfața cablului coaxial.Interfața BNC este utilizată pentru conexiunea prin cablu coaxial de 75 ohmi.Oferă două canale de recepție (RX) și de transmisie (TX).Este folosit pentru conectarea semnalelor dezechilibrate.
Interfață cu fibră
O interfață de fibră este o interfață fizică utilizată pentru a conecta cablurile de fibră optică.De obicei, există mai multe tipuri, cum ar fi SC, ST, LC, FC.Pentru conexiunea 10Base-F, conectorul este de obicei de tip ST, iar celălalt capăt FC este conectat la panoul de corecție cu fibră optică.FC este abrevierea lui FerruleConnector.Metoda de întărire externă este un manșon metalic, iar metoda de fixare este un buton cu șurub.Interfața ST este de obicei folosită pentru 10Base-F, interfața SC este de obicei folosită pentru 100Base-FX și GBIC, LC este de obicei folosit pentru SFP.
Interfață RJ-45
Interfața RJ-45 este cea mai utilizată interfață pentru Ethernet.RJ-45 este un nume folosit în mod obișnuit, care se referă la standardizarea prin IEC (60) 603-7, folosind 8 poziții (8 pini) definite de standardul internațional de conector.Mufă sau mufă modulară.
Interfață RS-232
Interfața RS-232-C (cunoscută și ca EIA RS-232-C) este cea mai frecvent utilizată interfață de comunicație serială.Este un standard pentru comunicațiile seriale dezvoltat în comun de Asociația Americană a Industriei Electronice (EIA) în 1970, împreună cu sistemele Bell, producătorii de modemuri și producătorii de terminale de computer.Numele complet este „standard de tehnologie de interfață de schimb de date binare în serie între echipamentul terminal de date (DTE) și echipamentul de comunicație de date (DCE)”.Standardul prevede că un conector DB25 cu 25 de pini este utilizat pentru a specifica conținutul de semnal al fiecărui pin al conectorului, precum și nivelul diferitelor semnale.
Interfață RJ-11
Interfața RJ-11 este ceea ce numim de obicei o interfață de linie telefonică.RJ-11 este un nume generic pentru un conector dezvoltat de Western Electric.Conturul său este definit ca un dispozitiv de conectare cu 6 pini.Numit inițial WExW, unde x înseamnă „activ”, contact sau ac de înfilare.De exemplu, WE6W are toate cele 6 contacte, numerotate de la 1 la 6, interfața WE4W folosește doar 4 pini, cele două contacte exterioare (1 și 6) nu sunt folosite, WE2W folosește doar cei doi pini din mijloc (adică pentru interfața de linie telefonică) .
CWDM și DWDM
Odată cu creșterea rapidă a serviciilor de date IP pe Internet, cererea pentru lățimea de bandă a liniilor de transmisie a crescut.Deși tehnologia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) este cea mai eficientă metodă de a rezolva problema extinderii lățimii de bandă a liniei, tehnologia CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) are avantaje față de DWDM în ceea ce privește costul sistemului și mentenabilitatea.
Atât CWDM, cât și DWDM aparțin tehnologiei de multiplexare a diviziunii în lungime de undă și pot cupla diferite lungimi de undă de lumină într-o fibră cu un singur nucleu și le pot transmite împreună.
Cel mai recent standard ITU al CWDM este G.695, care specifică 18 canale de lungime de undă cu un interval de 20 nm de la 1271 nm la 1611 nm.Având în vedere efectul de vârf al apei al fibrelor optice obișnuite G.652, sunt utilizate în general 16 canale.Datorită distanței mari ale canalelor, dispozitivele de multiplexare și demultiplexare și laserele sunt mai ieftine decât dispozitivele DWDM.
Intervalul de canal al DWDM are intervale diferite, cum ar fi 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm etc. Intervalul este mic și sunt necesare dispozitive suplimentare de control a lungimii de undă.Prin urmare, echipamentele bazate pe tehnologia DWDM sunt mai scumpe decât echipamentele bazate pe tehnologia CWDM.
O fotodiodă PIN este un strat de material de tip N ușor dopat între un semiconductor de tip P și un semiconductor de tip N cu o concentrație mare de dopaj, care se numește strat I (intrinsec).Deoarece este ușor dopat, concentrația de electroni este foarte scăzută, iar după difuzie se formează un strat larg de epuizare, ceea ce poate îmbunătăți viteza de răspuns și eficiența conversiei.
Fotodiodele de avalanșă APD nu au doar conversie optică/electrică, ci și amplificare internă.Amplificarea se realizează prin efectul de multiplicare a avalanșei în interiorul tubului.APD este o fotodiodă cu câștig.Când sensibilitatea receptorului optic este mare, APD este util pentru extinderea distanței de transmisie a sistemului.