Optična stikala, ki se običajno uporabljajo v stikalih Ethernet, vključujejo SFP, GBIC, XFP in XENPAK.
Njihova polna angleška imena:
SFP: vtični oddajnik-sprejemnik majhne oblike, vtični oddajnik-sprejemnik majhne oblike
GBIC: Gigabit Interface Converter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10-gigabitni vtični sprejemnik in oddajnik majhne oblike 10-gigabitni ethernetni vmesnik
Oddajnik-sprejemnik z majhno embalažo
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPacKage 10-gigabitni ethernetni vmesnik sprejemno-sprejemni komplet paketa.
Priključek za optična vlakna
Konektor za optična vlakna je sestavljen iz optičnega vlakna in vtiča na obeh koncih optičnega vlakna, vtič pa je sestavljen iz zatiča in periferne zaklepne strukture.Glede na različne mehanizme zaklepanja lahko konektorje za optična vlakna razdelimo na tip FC, tip SC, tip LC, tip ST in tip KTRJ.
Priključek FC ima mehanizem za zaklepanje navojev, je premični konektor iz optičnih vlaken, ki je bil izumljen prej in se je največ uporabljal.
SC je pravokotni spoj, ki ga je razvil NTT.Lahko se neposredno priključi in odklopi brez vijačne povezave.V primerjavi s priključkom FC ima majhen delovni prostor in je enostaven za uporabo.Ethernetni izdelki nižjega cenovnega razreda so zelo pogosti.
LC je konektor mini tipa SC, ki ga je razvil LUCENT.Ima manjšo velikost in se pogosto uporablja v sistemu.Je smer razvoja optičnih aktivnih konektorjev v prihodnosti.Ethernetni izdelki nižjega cenovnega razreda so zelo pogosti.
Priključek ST je razvil AT & T in uporablja bajonetni zaklepni mehanizem.Glavni parametri so enakovredni konektorjem FC in SC, vendar se v podjetjih ne uporabljajo pogosto.Običajno se uporablja za večmodne naprave za povezovanje z drugimi proizvajalci. Večkrat se uporablja pri priklopu.
Zatiči KTRJ so plastični.Postavljeni so z jeklenimi zatiči.Ko se število paritvenih časov poveča, se bodo parilne površine obrabile in njihova dolgoročna stabilnost ni tako dobra kot pri keramičnih konektorjih.
Poznavanje vlaken
Optično vlakno je prevodnik, ki prenaša svetlobne valove.Optična vlakna lahko razdelimo na enomodna vlakna in večmodna vlakna glede na način optičnega prenosa.
V enomodnem vlaknu obstaja samo en temeljni način optičnega prenosa, to je, da se svetloba prenaša le po notranjem jedru vlakna.Ker se popolnoma izogne disperziji načina in je pas prenosa enomodnega vlakna širok, je primeren za visokohitrostno komunikacijo z vlakni na dolge razdalje.
V večmodnem vlaknu obstaja več načinov optičnega prenosa.Zaradi disperzije ali aberacij ima to vlakno slabo zmogljivost prenosa, ozek frekvenčni pas, majhno hitrost prenosa in kratko razdaljo.
Karakteristični parametri optičnega vlakna
Struktura optičnega vlakna je narisana s prefabriciranimi palicami iz kremenčevih vlaken.Zunanji premer večmodnega in enomodnega vlakna, ki se uporabljata za komunikacijo, je 125 μm.
Tanko ohišje je razdeljeno na dve področji: jedro in oblogo.Premer jedra enomodnega vlakna je 8 ~ 10 μm, premer jedra večmodnega vlakna pa ima dve standardni specifikaciji.Premera jedra sta 62,5 μm (ameriški standard) in 50 μm (evropski standard).
Specifikacije vmesniškega vlakna so opisane takole: 62,5 μm / 125 μm večmodno vlakno, kjer se 62,5 μm nanaša na premer jedra vlakna, 125 μm pa na zunanji premer vlakna.
Enomodovna vlakna uporabljajo valovno dolžino 1310 nm ali 1550 nm.
Večmodna vlakna uporabljajo večinoma 850 nm svetlobo.
Barvo je mogoče razlikovati med enomodnim in večmodnim vlaknom.Zunanje telo enomodnega vlakna je rumeno, zunanje telo večmodnega vlakna pa je oranžno rdeče.
Gigabitna optična vrata
Gigabitna optična vrata lahko delujejo tako v prisilnem kot v samodogovornem načinu.V specifikaciji 802.3 gigabitna optična vrata podpirajo samo hitrost 1000M in podpirajo dva načina polnega dupleksa (Full) in poldupleksa (Half).
Najbolj temeljna razlika med samodejnim pogajanjem in vsiljevanjem je, da so tokovi kode, poslani, ko vzpostavita fizično povezavo, različni.Način samodejnega pogajanja pošlje kodo /C/, ki je tok konfiguracijske kode, medtem ko način vsiljevanja pošlje kodo /I/, ki je tok kode v mirovanju.
Postopek samodejnega pogajanja o gigabitnih optičnih vratih
Najprej sta oba konca nastavljena na način samodejnega pogajanja
Stranki drug drugemu pošiljata tokove /C/ kode.Če so prejete 3 zaporedne kode / C / in se prejeti tokovi kod ujemajo z lokalnim delovnim načinom, se bodo drugi strani vrnili s kodo / C / z odgovorom Ack.Po prejemu sporočila Ack vrstnik meni, da lahko oba komunicirata drug z drugim, in nastavi vrata v stanje UP.
Drugič, nastavite en konec na samodejno pogajanje in en konec na obvezno
Konec, ki se sam pogaja, pošlje tok / C /, konec, ki si prizadeva, pa tok / I /.Vsiljeni konec lokalnemu koncu ne more zagotoviti pogajalskih informacij lokalnega konca, niti ne more vrniti odgovora Ack oddaljenemu koncu, tako da je samopogajalski konec DOL.Vendar lahko vsiljeni konec sam prepozna kodo /C/ in meni, da je enakovredni konec vrata, ki se ujemajo sama s seboj, zato so lokalna končna vrata neposredno nastavljena na stanje UP.
Tretjič, oba konca sta nastavljena na prisilni način
Obe strani drug drugemu pošiljata / I / stream.Po prejemu toka / I / en konec meni, da je vrstnik vrata, ki se ujemajo sama s seboj, in neposredno nastavi lokalna vrata v stanje UP.
Kako delujejo vlakna?
Optična vlakna za komunikacijo so sestavljena iz steklenih filamentov, podobnih lasu, prekritih z zaščitno plastično plastjo.Stekleni filament je v bistvu sestavljen iz dveh delov: premera jedra od 9 do 62,5 μm in steklenega materiala z nizkim lomnim količnikom premera 125 μm.Čeprav obstajajo nekatere druge vrste optičnih vlaken glede na uporabljene materiale in različne velikosti, so tukaj omenjena najpogostejša.Svetloba se prenaša v jedrni plasti vlakna v načinu "popolnega notranjega odboja", to je, ko svetloba vstopi na en konec vlakna, se odbije naprej in nazaj med jedrom in vmesniki ovoja ter se nato prenese na drugi konec vlakna.Optično vlakno s premerom jedra 62,5 μm in zunanjim premerom ovoja 125 μm imenujemo svetloba 62,5 / 125 μm.
Kakšna je razlika med večmodnim in enomodnim vlaknom?
Več načinov:
Vlakna, ki lahko širijo na stotine do tisoč načinov, se imenujejo večmodna (MM) vlakna.Glede na radialno porazdelitev lomnega količnika v jedru in ovoju ga lahko razdelimo na stopenjska večmodna vlakna in stopnjevana večmodna vlakna.Skoraj vsa večmodna vlakna so velikosti 50/125 μm ali 62,5 / 125 μm, pasovna širina (količina informacij, ki jih prenaša vlakno) pa je običajno 200 MHz do 2 GHz.Večmodni optični sprejemniki lahko oddajajo do 5 kilometrov prek večmodnega vlakna.Kot vir svetlobe uporabite svetlečo diodo ali laser.
Enotni način:
Vlakna, ki lahko širijo samo en način, se imenujejo enomodna vlakna.Profil lomnega količnika standardnih enomodnih (SM) vlaken je podoben kot pri stopničastih vlaknih, le da je premer jedra veliko manjši kot pri večmodnih vlaknih.
Velikost enomodnega vlakna je 9-10 / 125 μm in ima značilnosti neskončne pasovne širine in manjše izgube kot večmodno vlakno.Enomodalni optični sprejemniki se večinoma uporabljajo za prenos na dolge razdalje, ki včasih dosežejo 150 do 200 kilometrov.Kot vir svetlobe uporabite LD ali LED z ozko spektralno črto.
Razlika in povezava:
Enomodovna oprema lahko običajno deluje na enonačinovnem ali večnačinovnem vlaknu, medtem ko je večnačinovna oprema omejena na delovanje na večnačinovnem vlaknu.
Kolikšna je izguba prenosa pri uporabi optičnih kablov?
To je odvisno od valovne dolžine prepuščene svetlobe in vrste uporabljenega vlakna.
Valovna dolžina 850 nm za večmodna vlakna: 3,0 dB/km
Valovna dolžina 1310 nm za večmodna vlakna: 1,0 dB/km
Valovna dolžina 1310 nm za enomodna vlakna: 0,4 dB/km
1550nm valovna dolžina za enomodna vlakna: 0,2 dB/km
Kaj je GBIC?
GBIC je okrajšava za Giga Bitrate Interface Converter, ki je vmesniška naprava, ki pretvarja gigabitne električne signale v optične signale.GBIC je zasnovan za vročo priključitev.GBIC je zamenljiv izdelek, ki je v skladu z mednarodnimi standardi.Gigabitna stikala, zasnovana z vmesnikom GBIC, zavzemajo velik tržni delež na trgu zaradi svoje prilagodljive izmenjave.
Kaj je SFP?
SFP je okrajšava za SMALL FORM PLUGGABLE, kar lahko preprosto razumemo kot nadgrajeno različico GBIC.Velikost modula SFP je zmanjšana za polovico v primerjavi z modulom GBIC, število vrat pa se lahko več kot podvoji na isti plošči.Ostale funkcije modula SFP so v osnovi enake funkcijam GBIC.Nekateri proizvajalci stikal imenujejo SFP modul mini-GBIC (MINI-GBIC).
Prihodnji optični moduli morajo podpirati hot plugging, to pomeni, da je modul mogoče priključiti ali odklopiti z naprave brez prekinitve napajanja.Ker je optični modul vroče vklopljiv, lahko upravljavci omrežja nadgradijo in razširijo sistem brez zapiranja omrežja.Uporabnik ne dela nobene razlike.Možnost vroče zamenjave tudi poenostavlja celotno vzdrževanje in omogoča končnim uporabnikom boljše upravljanje njihovih modulov oddajnikov.Hkrati ta modul zaradi te zmogljivosti vroče zamenjave omogoča upraviteljem omrežja, da naredijo splošne načrte za stroške oddajnikov, razdalje povezav in vse topologije omrežja na podlagi zahtev za nadgradnjo omrežja, ne da bi morali v celoti zamenjati sistemske plošče.
Optični moduli, ki podpirajo to vročo zamenjavo, so trenutno na voljo v GBIC in SFP.Ker sta SFP in SFF približno enake velikosti, ju je mogoče neposredno priključiti na tiskano vezje, s čimer prihranite prostor in čas na paketu, in imata širok nabor aplikacij.Zato se je njegovega prihodnjega razvoja vredno veseliti in lahko celo ogrozi trg SFF.
Majhni optični modul SFF (Small Form Factor) uporablja napredno natančno optiko in tehnologijo integracije vezja, velikost je le polovica manjša od običajnega modula sprejemnika in oddajnika z optičnimi vlakni duplex SC (1X9), ki lahko podvoji število optičnih vrat v istem prostoru.Povečajte gostoto linijskih vrat in zmanjšajte sistemske stroške na vrata.In ker modul majhnega paketa SFF uporablja vmesnik KT-RJ, podoben bakrenemu omrežju, je velikost enaka običajnemu bakrenemu vmesniku računalniškega omrežja, kar je ugodno za prehod obstoječe bakrene omrežne opreme na optična vlakna višje hitrosti optična omrežja.Za izpolnitev dramatičnega povečanja zahtev glede pasovne širine omrežja.
Vrsta vmesnika naprave za omrežno povezavo
BNC vmesnik
Vmesnik BNC se nanaša na vmesnik koaksialnega kabla.Vmesnik BNC se uporablja za povezavo s koaksialnim kablom 75 ohmov.Zagotavlja dva kanala sprejema (RX) in oddajanja (TX).Uporablja se za povezavo neuravnoteženih signalov.
Optični vmesnik
Optični vmesnik je fizični vmesnik, ki se uporablja za povezavo optičnih kablov.Običajno obstaja več vrst, kot so SC, ST, LC, FC.Za povezavo 10Base-F je konektor običajno tipa ST, drugi konec FC pa je priključen na ploščo za povezovanje z optičnimi vlakni.FC je okrajšava za FerruleConnector.Metoda zunanje ojačitve je kovinska tulka, metoda pritrditve pa je vijačni gumb.Vmesnik ST se običajno uporablja za 10Base-F, vmesnik SC se običajno uporablja za 100Base-FX in GBIC, LC se običajno uporablja za SFP.
Vmesnik RJ-45
Vmesnik RJ-45 je najpogosteje uporabljen vmesnik za Ethernet.RJ-45 je pogosto uporabljeno ime, ki se nanaša na standardizacijo IEC (60) 603-7 z uporabo 8 položajev (8 nožic), ki jih določa mednarodni standard za priključke.Modularni vtič ali vtič.
Vmesnik RS-232
Vmesnik RS-232-C (znan tudi kot EIA RS-232-C) je najpogosteje uporabljen serijski komunikacijski vmesnik.To je standard za serijsko komunikacijo, ki ga je skupaj razvilo Združenje ameriške elektronske industrije (EIA) leta 1970 v povezavi s sistemi Bell, proizvajalci modemov in proizvajalci računalniških terminalov.Njegovo polno ime je "tehnološki standard serijske binarne izmenjave podatkov med podatkovno terminalsko opremo (DTE) in podatkovno komunikacijsko opremo (DCE)".Standard določa, da se uporablja 25-polni konektor DB25 za določanje vsebine signala vsakega pina konektorja, kot tudi ravni različnih signalov.
Vmesnik RJ-11
Vmesnik RJ-11 običajno imenujemo vmesnik telefonske linije.RJ-11 je generično ime za konektor, ki ga je razvil Western Electric.Njegov obris je definiran kot 6-polna priključna naprava.Prvotno imenovan WExW, kjer x pomeni "aktivno", kontaktno iglo ali iglo za vdevanje niti.Na primer, WE6W ima vseh 6 kontaktov, oštevilčenih od 1 do 6, vmesnik WE4W uporablja samo 4 zatiče, dva najbolj oddaljena kontakta (1 in 6) se ne uporabljata, WE2W uporablja samo dva srednja zatiča (to je za vmesnik telefonske linije) .
CWDM in DWDM
S hitro rastjo podatkovnih storitev IP na internetu se je povečalo povpraševanje po pasovni širini prenosnega voda.Čeprav je tehnologija DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) najučinkovitejša metoda za reševanje problema razširitve pasovne širine linije, ima tehnologija CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) prednosti pred DWDM v smislu stroškov sistema in vzdržljivosti.
Tako CWDM kot DWDM pripadata tehnologiji multipleksiranja z delitvijo valovnih dolžin in lahko združita različne valovne dolžine svetlobe v enojedrno vlakno in jih prenašata skupaj.
Najnovejši standard ITU CWDM je G.695, ki določa 18 kanalov valovnih dolžin z 20nm intervalom od 1271nm do 1611nm.Glede na učinek vodnega vrha običajnih optičnih vlaken G.652 se običajno uporablja 16 kanalov.Zaradi velikega razmika kanalov so naprave za multipleksiranje in demultipleksiranje ter laserji cenejši od naprav DWDM.
Kanalni interval DWDM ima različne intervale, kot so 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm itd. Interval je majhen in potrebne so dodatne naprave za nadzor valovne dolžine.Zato je oprema, ki temelji na tehnologiji DWDM, dražja od opreme, ki temelji na tehnologiji CWDM.
Fotodioda PIN je plast rahlo dopiranega materiala N-tipa med polprevodnikoma tipa P in N-tipa z visoko koncentracijo dopinga, ki se imenuje I (intrinzična) plast.Ker je rahlo dopiran, je koncentracija elektronov zelo nizka, po difuziji pa nastane širok osiromašen sloj, ki lahko izboljša njegovo odzivno hitrost in učinkovitost pretvorbe.
Lavinske fotodiode APD nimajo le optične/električne pretvorbe, temveč tudi notranjo ojačitev.Ojačitev se doseže z učinkom plazovite množenja znotraj cevi.APD je fotodioda z ojačanjem.Ko je občutljivost optičnega sprejemnika visoka, je APD koristen za podaljšanje razdalje prenosa sistema.