Optické prepínače bežne používané v ethernetových prepínačoch zahŕňajú SFP, GBIC, XFP a XENPAK.
Ich celé anglické mená:
SFP: Zásuvný transceiver s malým tvarovým faktorom, pripojiteľný vysielač s prijímačom s malým tvarovým faktorom
GBIC: Gigabit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10-gigabitový smallForm-factor Zásuvný transceiver s 10-gigabitovým ethernetovým rozhraním
Zásuvný transceiver v malom balení
XENPAK: 10-gigabitový EtherNet Transceiver Balíček Súprava transceivera s 10-gigabitovým ethernetovým rozhraním.
Konektor pre optické vlákno
Konektor optického vlákna sa skladá z optického vlákna a zástrčky na oboch koncoch optického vlákna a zástrčka sa skladá z kolíka a obvodovej uzamykacej štruktúry.Podľa rôznych uzamykacích mechanizmov možno konektory z optických vlákien rozdeliť na typ FC, typ SC, typ LC, typ ST a typ KTRJ.
FC konektor využíva mechanizmus zaisťovania závitov, je to pohyblivý konektor z optických vlákien, ktorý bol vynájdený skôr a najčastejšie používaný.
SC je pravouhlý spoj vyvinutý spoločnosťou NTT.Dá sa priamo zapojiť a odpojiť bez skrutkového spojenia.V porovnaní s FC konektorom má malý operačný priestor a ľahko sa používa.Low-end ethernetové produkty sú veľmi bežné.
LC je konektor typu Mini SC vyvinutý spoločnosťou LUCENT.Má menšiu veľkosť a v systéme bol široko používaný.Je to smer pre vývoj aktívnych konektorov z optických vlákien v budúcnosti.Low-end ethernetové produkty sú veľmi bežné.
Konektor ST bol vyvinutý spoločnosťou AT & T a používa uzamykací mechanizmus bajonetového typu.Hlavné parametre sú ekvivalentné FC a SC konektorom, no vo firmách sa bežne nepoužíva.Zvyčajne sa používa pre multimódové zariadenia na prepojenie s inými výrobcami Používa sa viac pri dokovaní.
Kolíky KTRJ sú plastové.Sú umiestnené pomocou oceľových kolíkov.So zvyšujúcim sa počtom spájacích plôch sa spojovacie plochy opotrebúvajú a ich dlhodobá stabilita nie je taká dobrá ako pri keramických kolíkových konektoroch.
Znalosť vlákien
Optické vlákno je vodič, ktorý prenáša svetelné vlny.Optické vlákno možno rozdeliť na jednovidové vlákno a multimódové vlákno z režimu optického prenosu.
V jednovidovom vlákne existuje iba jeden základný režim optického prenosu, to znamená, že svetlo sa prenáša iba pozdĺž vnútorného jadra vlákna.Pretože sa úplne vyhýba rozptylu vidov a prenosové pásmo jednovidového vlákna je široké, je vhodné pre vysokorýchlostnú a diaľkovú vláknovú komunikáciu.
V multimódovom vlákne existuje viacero režimov optického prenosu.V dôsledku rozptylu alebo aberácií má toto vlákno slabý prenosový výkon, úzke frekvenčné pásmo, malú prenosovú rýchlosť a krátku vzdialenosť.
Charakteristické parametre optického vlákna
Štruktúru optického vlákna ťahajú prefabrikované tyčinky z kremenného vlákna.Vonkajší priemer multimódového vlákna a jednovidového vlákna používaného na komunikáciu je 125 μm.
Štíhle telo je rozdelené do dvoch oblastí: jadro a obkladová vrstva.Priemer jadra jednovidového vlákna je 8 ~ 10 μm a priemer jadra multimódového vlákna má dve štandardné špecifikácie.Priemer jadra je 62,5 μm (americký štandard) a 50 μm (európsky štandard).
Špecifikácie vlákna rozhrania sú opísané nasledovne: 62,5 μm / 125 μm multimódové vlákno, kde 62,5 μm znamená priemer jadra vlákna a 125 μm znamená vonkajší priemer vlákna.
Jednovidové vlákno využíva vlnovú dĺžku 1310 nm alebo 1550 nm.
Multimode vlákna využívajú väčšinou 850 nm svetlo.
Farba môže byť odlíšená od jednovidového vlákna a viacvidového vlákna.Vonkajšie telo vlákna s jedným režimom je žlté a vonkajšie telo vlákna s viacerými režimami je oranžovo-červené.
Gigabitový optický port
Gigabitové optické porty môžu pracovať vo vynútenom aj samostatne dohodnutom režime.V špecifikácii 802.3 podporuje gigabitový optický port iba rýchlosť 1 000 M a podporuje dva plne duplexné (Full) a polovičné duplexné (Half) duplexné režimy.
Najzásadnejší rozdiel medzi automatickým vyjednávaním a vynútením je v tom, že prúdy kódu odoslané pri vytvorení fyzického spojenia sú odlišné.Režim automatického vyjednávania odosiela kód / C /, čo je prúd konfiguračného kódu, zatiaľ čo režim vynútenia odosiela kód / I /, čo je prúd kódu nečinnosti.
Proces automatického vyjednávania gigabitového optického portu
Najprv sú oba konce nastavené na režim automatického vyjednávania
Obe strany si navzájom posielajú toky / C / kód.Ak sú prijaté 3 po sebe idúce / C / kódy a prijaté toky kódov zodpovedajú miestnemu pracovnému režimu, vrátia sa druhej strane s / C / kódom s odpoveďou Ack.Po prijatí správy Ack partner usúdi, že títo dvaja môžu spolu komunikovať a nastaví port do stavu UP.
Po druhé, nastavte jeden koniec na automatické vyjednávanie a jeden koniec na povinný
Samovyjednávací koniec posiela / C / stream a vynucujúci koniec posiela / I / stream.Vynútený koniec nemôže poskytnúť lokálnemu koncu informácie o vyjednávaní lokálneho konca, ani nemôže vrátiť odpoveď Ack vzdialenému koncu, takže koniec samovyjednávania je DOWN.Samotný vynucovací koniec však môže identifikovať kód / C / a domnieva sa, že peer end je port, ktorý sa zhoduje sám so sebou, takže lokálny koncový port je priamo nastavený na stav UP.
Po tretie, oba konce sú nastavené na nútený režim
Obe strany si navzájom posielajú / I / stream.Po prijatí toku / I / jeden koniec považuje peer za port, ktorý sa zhoduje sám so sebou, a priamo nastaví miestny port do stavu UP.
Ako funguje vláknina?
Optické vlákna na komunikáciu pozostávajú z vlasových sklenených vlákien pokrytých ochrannou plastovou vrstvou.Sklenené vlákno sa v podstate skladá z dvoch častí: priemer jadra 9 až 62,5 μm a sklenený materiál s nízkym indexom lomu s priemerom 125 μm.Hoci existujú aj iné typy optických vlákien podľa použitých materiálov a rôznych veľkostí, tu sú uvedené tie najbežnejšie.Svetlo sa prenáša v jadrovej vrstve vlákna v režime „úplného vnútorného odrazu“, to znamená, že keď svetlo vstúpi na jeden koniec vlákna, odrazí sa tam a späť medzi rozhraním jadra a plášťa a potom sa prenesie do druhý koniec vlákna.Optické vlákno s priemerom jadra 62,5 μm a vonkajším priemerom plášťa 125 μm sa nazýva svetlo 62,5 / 125 μm.
Aký je rozdiel medzi multimódovým a jednorežimovým vláknom?
Multimode:
Vlákna, ktoré sa môžu šíriť stovkami až tisíckami módov, sa nazývajú multimode (MM) vlákna.Podľa radiálneho rozdelenia indexu lomu v jadre a plášti ho možno rozdeliť na krokové multimódové vlákno a odstupňované multimódové vlákno.Takmer všetky veľkosti multimódových vlákien sú 50/125 μm alebo 62,5 / 125 μm a šírka pásma (množstvo informácií prenášaných vláknom) je zvyčajne 200 MHz až 2 GHz.Multimódové optické transceivery môžu prenášať až 5 kilometrov cez multimódové vlákno.Ako zdroj svetla použite svetelnú diódu alebo laser.
Jeden režim:
Vlákna, ktoré môžu šíriť iba jeden režim, sa nazývajú jednovidové vlákna.Profil indexu lomu štandardných jednovidových (SM) vlákien je podobný profilu stupňovitých vlákien, s výnimkou toho, že priemer jadra je oveľa menší ako u multividových vlákien.
Veľkosť jednovidového vlákna je 9-10 / 125 μm a má vlastnosti nekonečnej šírky pásma a nižšej straty ako multimódové vlákno.Jednomódové optické transceivery sa väčšinou používajú na prenos na veľké vzdialenosti, niekedy dosahujúce 150 až 200 kilometrov.Ako zdroj svetla použite LD alebo LED s úzkou spektrálnou čiarou.
Rozdiel a spojenie:
Jednorežimové zariadenia môžu zvyčajne bežať na jednovidovom vlákne alebo viacvidovom vlákne, zatiaľ čo viacrežimové zariadenie je obmedzené na prevádzku na viacvidovom vlákne.
Aká je prenosová strata pri použití optických káblov?
To závisí od vlnovej dĺžky prenášaného svetla a typu použitého vlákna.
Vlnová dĺžka 850nm pre multimódové vlákno: 3,0 dB/km
Vlnová dĺžka 1310nm pre multimódové vlákno: 1,0 dB/km
Vlnová dĺžka 1310 nm pre jednovidové vlákno: 0,4 dB / km
Vlnová dĺžka 1550 nm pre jednovidové vlákno: 0,2 dB / km
čo je GBIC?
GBIC je skratka pre Giga Bitrate Interface Converter, čo je zariadenie rozhrania, ktoré konvertuje gigabitové elektrické signály na optické signály.GBIC je určený na pripojenie za horúca.GBIC je zameniteľný produkt, ktorý je v súlade s medzinárodnými normami.Gigabitové prepínače navrhnuté s rozhraním GBIC zaberajú veľký podiel na trhu vďaka svojej flexibilnej výmene.
čo je SFP?
SFP je skratka pre SMALL FORM PLUGGABLE, čo možno zjednodušene chápať ako vylepšenú verziu GBIC.Veľkosť SFP modulu je v porovnaní s GBIC modulom zmenšená na polovicu a počet portov môže byť na rovnakom paneli viac ako dvojnásobný.Ostatné funkcie modulu SFP sú v podstate rovnaké ako funkcie GBIC.Niektorí výrobcovia prepínačov nazývajú modul SFP mini-GBIC (MINI-GBIC).
Budúce optické moduly musia podporovať hot plugging, to znamená, že modul je možné pripojiť alebo odpojiť od zariadenia bez prerušenia napájania.Pretože je optický modul pripojiteľný za prevádzky, správcovia siete môžu aktualizovať a rozširovať systém bez zatvorenia siete.Používateľ nerobí žiadne rozdiely.Hot swap tiež zjednodušuje celkovú údržbu a umožňuje koncovým používateľom lepšie spravovať ich moduly transceiveru.Zároveň vďaka tomuto výkonu pri výmene za chodu umožňuje tento modul sieťovým manažérom vytvárať celkové plány nákladov na transceiver, vzdialenosti spojov a všetkých sieťových topológií na základe požiadaviek na upgrade siete bez toho, aby museli úplne vymieňať systémové dosky.
Optické moduly, ktoré podporujú tento hot-swap, sú v súčasnosti dostupné v GBIC a SFP.Pretože SFP a SFF majú približne rovnakú veľkosť, môžu byť priamo zasunuté do dosky plošných spojov, čo šetrí miesto a čas na obale a má širokú škálu aplikácií.Jeho budúci vývoj sa preto oplatí tešiť a môže dokonca ohroziť trh SFF.
Optický modul SFF (Small Form Factor) v malom balení využíva pokročilú presnú optiku a technológiu integrácie obvodov, veľkosť je len polovičná v porovnaní s bežným duplexným SC (1X9) optickým transceiverom modulu, ktorý dokáže zdvojnásobiť počet optických portov v rovnakom priestore.Zvýšte hustotu portov linky a znížte systémové náklady na port.A pretože modul malého balíka SFF používa rozhranie KT-RJ podobné medenej sieti, veľkosť je rovnaká ako bežné medené rozhranie počítačovej siete, čo prispieva k prechodu existujúcich sieťových zariadení na báze medi na vysokorýchlostné optické vlákno. optické siete.Na splnenie dramatického nárastu požiadaviek na šírku pásma siete.
Typ rozhrania zariadenia na sieťové pripojenie
Rozhranie BNC
Rozhranie BNC označuje rozhranie koaxiálneho kábla.Rozhranie BNC sa používa na pripojenie koaxiálneho kábla 75 ohmov.Poskytuje dva kanály príjmu (RX) a vysielania (TX).Používa sa na pripojenie nesymetrických signálov.
Vláknové rozhranie
Vláknové rozhranie je fyzické rozhranie používané na pripojenie káblov z optických vlákien.Zvyčajne existuje niekoľko typov ako SC, ST, LC, FC.Pre pripojenie 10Base-F je konektor zvyčajne typu ST a druhý koniec FC je pripojený k prepojovaciemu panelu z optických vlákien.FC je skratka pre FerruleConnector.Metóda vonkajšej výstuže je kovová objímka a metóda upevnenia je skrutkový gombík.Rozhranie ST sa zvyčajne používa pre 10Base-F, rozhranie SC sa zvyčajne používa pre 100Base-FX a GBIC, LC sa zvyčajne používa pre SFP.
Rozhranie RJ-45
Rozhranie RJ-45 je najbežnejšie používané rozhranie pre Ethernet.RJ-45 je bežne používaný názov, ktorý odkazuje na štandardizáciu podľa IEC (60) 603-7 s použitím 8 pozícií (8 pinov) definovaných medzinárodným štandardom konektorov.Modulárny konektor alebo zástrčka.
Rozhranie RS-232
Rozhranie RS-232-C (tiež známe ako EIA RS-232-C) je najbežnejšie používané sériové komunikačné rozhranie.Je to štandard pre sériovú komunikáciu, ktorý spoločne vyvinula Americká asociácia elektronického priemyslu (EIA) v roku 1970 v spolupráci so systémami Bell, výrobcami modemov a výrobcami počítačových terminálov.Jeho úplný názov je „sériový štandard pre rozhranie binárnej výmeny dát medzi dátovým koncovým zariadením (DTE) a dátovým komunikačným zariadením (DCE)“.Norma stanovuje, že 25-pinový konektor DB25 sa používa na špecifikáciu obsahu signálu každého kolíka konektora, ako aj úrovne rôznych signálov.
Rozhranie RJ-11
Rozhranie RJ-11 je to, čo zvyčajne nazývame rozhranie telefónnej linky.RJ-11 je všeobecný názov pre konektor vyvinutý spoločnosťou Western Electric.Jeho obrys je definovaný ako 6-pinové spojovacie zariadenie.Pôvodne nazývaná WExW, kde x znamená „aktívna“, kontaktná alebo navliekacia ihla.Napríklad WE6W má všetkých 6 kontaktov očíslovaných 1 až 6, rozhranie WE4W používa iba 4 kolíky, dva krajné kontakty (1 a 6) sa nepoužívajú, WE2W používa iba dva stredné kolíky (to znamená pre rozhranie telefónnej linky) .
CWDM a DWDM
S rýchlym rastom dátových služieb IP na internete sa zvýšil dopyt po šírke pásma prenosovej linky.Hoci technológia DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) je najefektívnejšou metódou na vyriešenie problému rozšírenia šírky pásma linky, technológia CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) má oproti DWDM výhody z hľadiska systémových nákladov a udržiavateľnosti.
CWDM aj DWDM patria do technológie multiplexovania s delením vlnových dĺžok a môžu spájať rôzne vlnové dĺžky svetla do jednojadrového vlákna a prenášať ich spolu.
Najnovší štandard ITU CWDM je G.695, ktorý špecifikuje 18 kanálov s vlnovou dĺžkou s 20nm intervalom od 1271nm do 1611nm.Vzhľadom na špičkový efekt vody bežných optických vlákien G.652 sa vo všeobecnosti používa 16 kanálov.Kvôli veľkému rozostupu kanálov sú zariadenia na multiplexovanie a demultiplexovanie a lasery lacnejšie ako zariadenia DWDM.
Kanálový interval DWDM má rôzne intervaly, ako napríklad 0,4nm, 0,8nm, 1,6nm atď. Interval je malý a sú potrebné ďalšie zariadenia na ovládanie vlnovej dĺžky.Preto je zariadenie založené na technológii DWDM drahšie ako zariadenie založené na technológii CWDM.
PIN fotodióda je vrstva ľahko dopovaného materiálu typu N medzi polovodičom typu P a typu N s vysokou koncentráciou dopingu, ktorá sa nazýva I (vnútorná) vrstva.Pretože je mierne dopovaný, koncentrácia elektrónov je veľmi nízka a po difúzii sa vytvorí široká vrstva vyčerpania, čo môže zlepšiť rýchlosť odozvy a účinnosť konverzie.
APD lavínové fotodiódy majú nielen optickú / elektrickú konverziu, ale aj vnútorné zosilnenie.Zosilnenie sa dosiahne lavínovým multiplikačným efektom vo vnútri trubice.APD je fotodióda so ziskom.Keď je citlivosť optického prijímača vysoká, APD pomáha predĺžiť prenosovú vzdialenosť systému.