Оптические переключатели, обычно используемые в коммутаторах Ethernet, включают SFP, GBIC, XFP и XENPAK.
Их полные английские имена:
SFP: подключаемый трансивер малого форм-фактора, подключаемый трансивер малого форм-фактора
GBIC: конвертер интерфейса Gigabit Ethernet, преобразователь интерфейса Gigabit Ethernet.
XFP: 10-гигабитный малый форм-факторПодключаемый трансивер Интерфейс 10-гигабитного Ethernet
Компактный подключаемый трансивер
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage Комплект приемопередатчика с интерфейсом 10 Gigabit Ethernet.
Оптоволоконный разъем
Оптоволоконный соединитель состоит из оптического волокна и вилки на обоих концах оптического волокна, а вилка состоит из штыря и периферийной фиксирующей конструкции.В соответствии с различными механизмами блокировки оптоволоконные разъемы можно разделить на тип FC, тип SC, тип LC, тип ST и тип KTRJ.
В разъеме FC используется механизм фиксации резьбы. Это подвижный оптоволоконный разъем, который был изобретен ранее и используется чаще всего.
SC — это прямоугольное соединение, разработанное компанией NTT.Его можно подключать и отключать напрямую, без винтового соединения.По сравнению с разъемом FC он имеет небольшое рабочее пространство и прост в использовании.Недорогие Ethernet-продукты очень распространены.
LC — это разъем SC мини-типа, разработанный LUCENT.Он имеет меньший размер и широко используется в системе.Это направление развития активных оптоволоконных соединителей в будущем.Недорогие Ethernet-продукты очень распространены.
Разъем ST разработан компанией AT&T и использует механизм блокировки байонетного типа.Основные параметры эквивалентны разъемам FC и SC, но в компаниях они широко не используются.Обычно используется для многомодовых устройств для соединения с другими производителями. Используется больше при стыковке.
Штифты KTRJ пластиковые.Они фиксируются стальными штифтами.По мере увеличения количества раз сочленения сопрягаемые поверхности изнашиваются, и их долговременная стабильность не так хороша, как у керамических штыревых разъемов.
Знание волокон
Оптическое волокно — это проводник, передающий световые волны.Оптическое волокно можно разделить на одномодовое волокно и многомодовое волокно в зависимости от режима оптической передачи.
В одномодовом волокне существует только одна основная мода оптической передачи, то есть свет передается только по внутренней сердцевине волокна.Поскольку дисперсия мод полностью исключена, а полоса передачи одномодового волокна широка, оно подходит для высокоскоростной оптоволоконной связи на большие расстояния.
В многомодовом волокне существует несколько режимов оптической передачи.Из-за дисперсии или аберраций это волокно имеет плохие характеристики передачи, узкую полосу частот, небольшую скорость передачи и небольшое расстояние.
Характеристические параметры оптического волокна
Структура оптического волокна формируется из готовых стержней из кварцевого волокна.Внешний диаметр многомодового волокна и одномодового волокна, используемых для связи, составляет 125 мкм.
Тонкий корпус разделен на две области: сердцевину и облицовочный слой.Диаметр сердцевины одномодового волокна составляет 8 ~ 10 мкм, а диаметр сердцевины многомодового волокна имеет две стандартные спецификации.Диаметры сердцевин составляют 62,5 мкм (американский стандарт) и 50 мкм (европейский стандарт).
Характеристики интерфейсного волокна описаны следующим образом: многомодовое волокно 62,5 мкм / 125 мкм, где 62,5 мкм относится к диаметру сердцевины волокна, а 125 мкм относится к внешнему диаметру волокна.
В одномодовом волокне используется длина волны 1310 или 1550 нм.
Многомодовые волокна используют в основном свет с длиной волны 850 нм.
По цвету можно отличить одномодовое волокно и многомодовое волокно.Внешний корпус одномодового волокна имеет желтый цвет, внешний корпус многомодового волокна — оранжево-красный.
Гигабитный оптический порт
Гигабитные оптические порты могут работать как в принудительном, так и в самосогласованном режимах.В спецификации 802.3 гигабитный оптический порт поддерживает только скорость 1000M и поддерживает два полнодуплексных (Full) и полудуплексных (Half) дуплексных режима.
Наиболее фундаментальное различие между автоматическим согласованием и принудительным подключением заключается в том, что потоки кода, отправляемые при установлении физического соединения, различны.В режиме автосогласования отправляется код /C/, который представляет собой поток кода конфигурации, а в режиме принудительного режима отправляется /I/code, который является потоком кода ожидания.
Процесс автосогласования гигабитного оптического порта
Во-первых, оба конца переводятся в режим автосогласования.
Обе стороны отправляют друг другу потоки кода /C/.Если получены 3 последовательных кода /C/ и полученные потоки кодов соответствуют локальному режиму работы, они вернутся к другой стороне с кодом /C/ с ответом Ack.После получения сообщения Ack партнер считает, что эти двое могут взаимодействовать друг с другом, и переводит порт в состояние UP.
Во-вторых, установите один конец на автоматическое согласование, а другой — на обязательное.
Самосогласующаяся сторона отправляет /C/stream, а принудительная сторона отправляет /I/stream.Принудительная сторона не может предоставить локальной стороне информацию о согласовании локальной стороны, а также не может вернуть ответ Ack на удаленную сторону, поэтому сторона самосогласования находится в режиме НЕТ.Однако принудительная сторона сама может идентифицировать код /C/ и считает, что одноранговая сторона является портом, который соответствует самому себе, поэтому локальный конечный порт напрямую устанавливается в состояние UP.
В-третьих, оба конца установлены в принудительный режим.
Обе стороны отправляют /I/поток друг другу.После получения потока /I/ один конец считает одноранговый узел портом, который соответствует самому себе, и напрямую устанавливает локальный порт в состояние UP.
Как работает волокно?
Оптические волокна для связи состоят из волосоподобных стеклянных нитей, покрытых защитным пластиковым слоем.Стеклянная нить по существу состоит из двух частей: диаметр сердцевины от 9 до 62,5 мкм и стеклянный материал с низким показателем преломления диаметром 125 мкм.Хотя существуют и другие типы оптического волокна в зависимости от используемых материалов и размеров, здесь упомянуты наиболее распространенные из них.Свет передается в сердцевинном слое волокна в режиме «полного внутреннего отражения», то есть после того, как свет попадает на один конец волокна, он отражается туда и обратно между интерфейсами сердцевины и оболочки, а затем передается на другой конец волокна.Оптическое волокно с диаметром сердцевины 62,5 мкм и внешним диаметром оболочки 125 мкм называется световым 62,5/125 мкм.
В чем разница между многомодовым и одномодовым волокном?
Многомодовый:
Волокна, которые могут передавать от сотен до тысяч мод, называются многомодовыми (ММ) волокнами.По радиальному распределению показателя преломления в сердцевине и оболочке его можно разделить на ступенчатое многомодовое волокно и градуированное многомодовое волокно.Почти все размеры многомодового волокна составляют 50/125 мкм или 62,5/125 мкм, а полоса пропускания (объем информации, передаваемой по волокну) обычно составляет от 200 МГц до 2 ГГц.Многомодовые оптические трансиверы могут передавать данные на расстояние до 5 километров по многомодовому оптоволокну.В качестве источника света используйте светодиод или лазер.
Одиночный режим:
Волокна, которые могут распространять только одну моду, называются одномодовыми.Профиль показателя преломления стандартных одномодовых (SM) волокон аналогичен профилю ступенчатых волокон, за исключением того, что диаметр сердцевины намного меньше, чем у многомодовых волокон.
Размер одномодового волокна составляет 9–10/125 мкм, оно обладает характеристиками бесконечной полосы пропускания и меньшими потерями, чем многомодовое волокно.Одномодовые оптические трансиверы в основном используются для передачи на большие расстояния, иногда достигающие 150–200 километров.В качестве источника света используйте ЛД или светодиод с узкой спектральной линией.
Разница и связь:
Одномодовое оборудование обычно может работать по одномодовому или многомодовому волокну, в то время как многомодовое оборудование может работать только по многомодовому волокну.
Каковы потери при передаче при использовании оптических кабелей?
Это зависит от длины волны передаваемого света и типа используемого волокна.
Длина волны 850 нм для многомодового волокна: 3,0 дБ/км.
Длина волны 1310 нм для многомодового волокна: 1,0 дБ/км.
Длина волны 1310 нм для одномодового волокна: 0,4 дБ/км.
Длина волны 1550 нм для одномодового волокна: 0,2 дБ/км.
Что такое ГБИК?
GBIC — это аббревиатура от Giga Bitrate Interface Converter, которое представляет собой интерфейсное устройство, преобразующее гигабитные электрические сигналы в оптические сигналы.GBIC предназначен для горячего подключения.GBIC — это взаимозаменяемый продукт, соответствующий международным стандартам.Гигабитные коммутаторы с интерфейсом GBIC занимают большую долю на рынке благодаря гибкой взаимозаменяемости.
Что такое СФП?
SFP — это аббревиатура SMALL FORM PLUGGABLE, которую можно просто понимать как обновленную версию GBIC.Размер модуля SFP уменьшен вдвое по сравнению с модулем GBIC, а количество портов на одной панели можно увеличить более чем вдвое.Остальные функции модуля SFP в основном такие же, как и у GBIC.Некоторые производители коммутаторов называют модуль SFP мини-GBIC (MINI-GBIC).
Будущие оптические модули должны поддерживать горячее подключение, то есть модуль можно будет подключать или отключать от устройства, не отключая питание.Поскольку оптический модуль поддерживает горячую замену, сетевые администраторы могут обновлять и расширять систему, не закрывая сеть.Пользователь не имеет никакого значения.Возможность горячей замены также упрощает общее обслуживание и позволяет конечным пользователям лучше управлять своими модулями приемопередатчиков.В то же время, благодаря возможности горячей замены, этот модуль позволяет сетевым менеджерам составлять общие планы затрат на трансиверы, расстояния каналов и всех сетевых топологий на основе требований модернизации сети без необходимости полной замены системных плат.
Оптические модули, поддерживающие горячую замену, в настоящее время доступны в GBIC и SFP.Поскольку SFP и SFF имеют примерно одинаковый размер, их можно подключать напрямую к печатной плате, что экономит место и время на упаковке, а также имеет широкий спектр применения.Поэтому стоит с нетерпением ждать его будущего развития, которое может даже угрожать рынку SFF.
В оптическом модуле малого форм-фактора SFF (малого форм-фактора) используется передовая прецизионная оптика и технология интеграции схем. Его размер вдвое меньше, чем у обычного дуплексного оптоволоконного приемопередатчика SC (1X9), что позволяет удвоить количество оптических портов в одном и том же пространстве.Увеличьте плотность линейных портов и снизьте стоимость системы в расчете на порт.А поскольку модуль небольшого пакета SFF использует интерфейс KT-RJ, аналогичный медной сети, размер такой же, как у медного интерфейса общей компьютерной сети, что способствует переходу существующего медного сетевого оборудования на более высокоскоростное оптоволокно. оптические сети.Чтобы удовлетворить резкое увеличение требований к пропускной способности сети.
Тип интерфейса устройства сетевого подключения
BNC-интерфейс
Интерфейс BNC относится к интерфейсу коаксиального кабеля.Интерфейс BNC используется для подключения коаксиального кабеля сопротивлением 75 Ом.Он обеспечивает два канала приема (RX) и передачи (TX).Используется для подключения несимметричных сигналов.
Оптоволоконный интерфейс
Оптоволоконный интерфейс — это физический интерфейс, используемый для подключения оптоволоконных кабелей.Обычно существует несколько типов, таких как SC, ST, LC, FC.Для соединения 10Base-F разъем обычно имеет тип ST, а другой конец FC подключается к оптоволоконной патч-панели.FC — это аббревиатура FerruleConnector.Метод внешнего усиления – металлическая втулка, метод крепления – винтовая кнопка.Интерфейс ST обычно используется для 10Base-F, интерфейс SC обычно используется для 100Base-FX и GBIC, интерфейс LC обычно используется для SFP.
Интерфейс RJ-45
Интерфейс RJ-45 является наиболее часто используемым интерфейсом Ethernet.RJ-45 — это широко используемое название, которое относится к стандартизации IEC (60) 603-7, с использованием 8 позиций (8 контактов), определенных международным стандартом разъемов.Модульный разъем или вилка.
Интерфейс RS-232
Интерфейс RS-232-C (также известный как EIA RS-232-C) является наиболее часто используемым интерфейсом последовательной связи.Это стандарт последовательной связи, разработанный совместно Американской ассоциацией электронной промышленности (EIA) в 1970 году совместно с системами Bell, производителями модемов и производителями компьютерных терминалов.Его полное название — «стандарт технологии интерфейса последовательного обмена двоичными данными между терминальным оборудованием данных (DTE) и оборудованием передачи данных (DCE)».Стандарт предусматривает, что для определения содержания сигнала каждого контакта разъема, а также уровня различных сигналов используется 25-контактный разъем DB25.
Интерфейс RJ-11
Интерфейс RJ-11 — это то, что мы обычно называем интерфейсом телефонной линии.RJ-11 — это общее название разъема, разработанного Western Electric.Его схема определяется как 6-контактное соединительное устройство.Первоначально назывался WExW, где x означает «активная», контактная или заправочная игла.Например, WE6W имеет все 6 контактов, пронумерованных от 1 до 6, интерфейс WE4W использует только 4 контакта, два крайних контакта (1 и 6) не используются, WE2W использует только два средних контакта (то есть для интерфейса телефонной линии). .
CWDM и ДВДМ
С быстрым ростом услуг IP-передачи данных в Интернете возросла потребность в пропускной способности линий передачи.Хотя технология DWDM (плотное мультиплексирование с разделением по длине волны) является наиболее эффективным методом решения проблемы расширения полосы пропускания линии, технология CWDM (грубое мультиплексирование с разделением по длине волны) имеет преимущества перед DWDM с точки зрения стоимости системы и удобства обслуживания.
И CWDM, и DWDM относятся к технологии мультиплексирования с разделением по длине волны и могут объединять световые волны различной длины в одножильное волокно и передавать их вместе.
Последним стандартом ITU CWDM является G.695, который определяет 18 каналов длины волны с интервалом 20 нм от 1271 до 1611 нм.Учитывая пиковый эффект обычных оптических волокон G.652, обычно используется 16 каналов.Из-за большого разноса каналов устройства мультиплексирования и демультиплексирования и лазеры дешевле, чем устройства DWDM.
Интервал канала DWDM имеет разные интервалы, такие как 0,4 нм, 0,8 нм, 1,6 нм и т. д. Интервал небольшой, и необходимы дополнительные устройства управления длиной волны.Поэтому оборудование на основе технологии DWDM дороже, чем оборудование на основе технологии CWDM.
PIN-фотодиод представляет собой слой слегка легированного материала N-типа между полупроводниками P-типа и N-типа с высокой концентрацией легирования, который называется I (собственным) слоем.Поскольку он слегка легирован, концентрация электронов очень низка, и после диффузии образуется широкий обедненный слой, что может улучшить его скорость отклика и эффективность преобразования.
Лавинные фотодиоды ЛФД обладают не только оптическим/электрическим преобразованием, но и внутренним усилением.Усиление осуществляется за счет эффекта лавинного умножения внутри трубки.ЛФД представляет собой фотодиод с усилением.Когда чувствительность оптического приемника высока, APD помогает увеличить дальность передачи системы.