Оптичні комутатори, які зазвичай використовуються в комутаторах Ethernet, включають SFP, GBIC, XFP і XENPAK.
Їх повні англійські назви:
SFP: малий форм-фактор Pluggable трансивер, малий форм-фактор Pluggable трансивер
GBIC: конвертер інтерфейсу Gigabit, конвертер інтерфейсу Gigabit Ethernet
XFP: 10-гігабітний трансивер малого форм-фактора, що підключається, 10-гігабітний інтерфейс Ethernet
Невеликий корпус, що підключається, трансивер
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPacKage Комплект трансиверів інтерфейсу 10 Gigabit Ethernet.
Оптоволоконний роз'єм
Оптоволоконний з’єднувач складається з оптичного волокна та штекера на обох кінцях оптичного волокна, а штекер складається з штифта та периферійної фіксуючої конструкції.Відповідно до різних механізмів блокування волоконно-оптичні з’єднувачі можна розділити на тип FC, тип SC, тип LC, тип ST і тип KTRJ.
Роз’єм FC використовує механізм фіксації різьблення, це рухомий роз’єм оптичного волокна, який був винайдений раніше та найчастіше використовується.
SC — це прямокутний шарнір, розроблений NTT.Його можна безпосередньо підключати та від’єднувати без гвинтового з’єднання.У порівнянні з роз'ємом FC, він має невеликий робочий простір і простий у використанні.Продукти Ethernet низького класу дуже поширені.
LC – це міні-роз’єм SC, розроблений компанією LUCENT.Він має менший розмір і широко використовується в системі.Це напрямок розвитку волоконно-оптичних активних конекторів у майбутньому.Продукти Ethernet низького класу дуже поширені.
Роз'єм ST розроблено компанією AT & T і використовує механізм блокування байонетного типу.Основні параметри еквівалентні з'єднувачам FC і SC, але вони рідко використовуються в компаніях.Зазвичай використовується для багаторежимних пристроїв для підключення до інших виробників. Використовується частіше під час док-станції.
Штифти KTRJ пластикові.Вони кріпляться сталевими штифтами.У міру того, як кількість разів сполучення збільшується, сполучувані поверхні зношуються, і їхня довгострокова стабільність не така хороша, як у керамічних штифтових з’єднувачів.
Знання волокон
Оптичне волокно - це провідник, який пропускає світлові хвилі.Оптичне волокно можна розділити на одномодове волокно та багатомодове волокно за способом оптичної передачі.
В одномодовому волокні існує тільки один основний режим оптичної передачі, тобто світло передається тільки вздовж внутрішньої серцевини волокна.Оскільки дисперсія мод повністю уникає, а смуга передачі одномодового волокна широка, воно підходить для високошвидкісного волоконного зв’язку на великій відстані.
У багатомодовому волокні є кілька режимів оптичної передачі.Через дисперсію або аберації це волокно має низьку продуктивність передачі, вузьку смугу частот, низьку швидкість передачі та коротку відстань.
Характеристичні параметри оптичного волокна
Структура оптичного волокна намальована збірними стрижнями з кварцового волокна.Зовнішній діаметр багатомодового волокна та одномодового волокна, що використовуються для зв’язку, становить 125 мкм.
Тонкий корпус розділений на дві частини: серцевину та шар оболонки.Діаметр серцевини одномодового волокна становить 8 ~ 10 мкм, а діаметр серцевини багатомодового волокна має дві стандартні характеристики.Діаметр сердечника становить 62,5 мкм (американський стандарт) і 50 мкм (європейський стандарт).
Характеристики інтерфейсного волокна описані таким чином: 62,5 мкм / 125 мкм багатомодове волокно, де 62,5 мкм відноситься до діаметра серцевини волокна, а 125 мкм – до зовнішнього діаметра волокна.
Одномодове волокно використовує довжину хвилі 1310 нм або 1550 нм.
Багатомодові волокна використовують переважно світло з довжиною довжини 850 нм.
За кольором можна відрізнити одномодове волокно та багатомодове волокно.Зовнішнє тіло одномодового волокна жовте, а зовнішнє тіло багатомодового волокна оранжево-червоне.
Гігабітний оптичний порт
Гігабітні оптичні порти можуть працювати як у примусовому, так і в самоузгодженому режимах.У специфікації 802.3 гігабітний оптичний порт підтримує лише швидкість 1000 МБ і підтримує два режими повного дуплексу (Full) і напівдуплекс (Half).
Найфундаментальніша відмінність між автоматичним узгодженням і примусовим полягає в тому, що потоки коду, які надсилаються, коли вони встановлюють фізичний зв’язок, відрізняються.Режим автоматичного узгодження надсилає код /C/, який є потоком коду конфігурації, тоді як режим примусового надсилає код /I/, який є потоком неактивного коду.
Процес автоматичного узгодження гігабітного оптичного порту
По-перше, обидва кінці встановлюються в режим автоматичного узгодження
Дві сторони надсилають один одному потоки /C/ коду.Якщо отримано 3 послідовні коди / C / і отримані потоки кодів відповідають локальному режиму роботи, вони повернуться до іншої сторони з кодом / C / і відповіддю Ack.Після отримання повідомлення Ack одноранговий вузол вважає, що вони можуть спілкуватися один з одним, і встановлює порт у стан UP.
По-друге, установіть один кінець на автоматичне узгодження, а інший — на обов’язкове
Самоузгоджувальний кінець надсилає /C/ потік, а примусовий кінець надсилає /I/ потік.Примусова сторона не може надати локальній стороні інформацію про узгодження локальної сторони, а також не може повернути відповідь Ack віддаленій стороні, тому самоузгоджувальна сторона НЕМАЄ.Однак сам форсовий кінець може ідентифікувати код /C/ і вважає, що одноранговий кінець є портом, який збігається сам з собою, тому локальний кінцевий порт безпосередньо налаштовано на стан UP.
По-третє, обидва кінці налаштовані на примусовий режим
Обидві сторони надсилають / I / потік одна одній.Після отримання потоку /I/ одна сторона вважає одноранговий порт портом, який відповідає самому собі, і безпосередньо встановлює локальний порт у стан UP.
Як діє клітковина?
Оптичні волокна для зв'язку складаються з волосоподібних скляних ниток, покритих захисним пластиковим шаром.Скляна нитка по суті складається з двох частин: серцевини діаметром від 9 до 62,5 мкм і скляного матеріалу з низьким показником заломлення діаметром 125 мкм.Хоча існують інші типи оптичного волокна залежно від використовуваних матеріалів і різних розмірів, тут згадуються найпоширеніші.Світло передається в шарі серцевини волокна в режимі «повного внутрішнього відбиття», тобто після того, як світло потрапляє на один кінець волокна, воно відбивається вперед і назад між межами розділу серцевини та оболонки, а потім передається до інший кінець волокна.Оптичне волокно з діаметром серцевини 62,5 мкм і зовнішнім діаметром оболонки 125 мкм називається світлом 62,5 / 125 мкм.
Яка різниця між багатомодовим і одномодовим волокном?
Багаторежимний:
Волокна, які можуть поширювати від сотень до тисяч мод, називаються багатомодовими (ММ) волокнами.Відповідно до радіального розподілу показника заломлення в серцевині та оболонці, його можна розділити на ступеневе багатомодове волокно та градуйоване багатомодове волокно.Розміри майже всіх багатомодових волокон становлять 50/125 мкм або 62,5/125 мкм, а смуга пропускання (кількість інформації, що передається волокном) зазвичай становить від 200 МГц до 2 ГГц.Багатомодові оптичні трансивери можуть передавати до 5 кілометрів через багатомодове волокно.Як джерело світла використовуйте світлодіод або лазер.
Одиночний режим:
Волокна, які можуть поширювати лише одну моду, називаються одномодовими.Профіль показника заломлення стандартних одномодових (SM) волокон подібний до волокон ступінчастого типу, за винятком того, що діаметр серцевини набагато менший, ніж у багатомодових волокон.
Розмір одномодового волокна становить 9-10 / 125 мкм, і воно має характеристики нескінченної пропускної здатності та менших втрат, ніж багатомодове волокно.Одномодові оптичні трансивери в основному використовуються для передачі на великі відстані, іноді досягаючи 150-200 кілометрів.В якості джерела світла використовуйте світлодіоди або світлодіоди з вузькою спектральною лінією.
Різниця і зв'язок:
Одномодове обладнання зазвичай може працювати на одномодовому або багатомодовому волокні, тоді як багатомодове обладнання обмежене роботою на багатомодовому волокні.
Які втрати при передачі при використанні оптичних кабелів?
Це залежить від довжини хвилі світла, що проходить, і типу волокна, що використовується.
Довжина хвилі 850 нм для багатомодового волокна: 3,0 дБ/км
Довжина хвилі 1310 нм для багатомодового волокна: 1,0 дБ/км
Довжина хвилі 1310 нм для одномодового волокна: 0,4 дБ/км
Довжина хвилі 1550 нм для одномодового волокна: 0,2 дБ/км
Що таке GBIC?
GBIC — це абревіатура Giga Bitrate Interface Converter, яка є інтерфейсним пристроєм, який перетворює гігабітні електричні сигнали в оптичні.GBIC призначений для гарячого підключення.GBIC — це взаємозамінний продукт, який відповідає міжнародним стандартам.Гігабітні комутатори, розроблені з інтерфейсом GBIC, займають велику частку ринку завдяки їх гнучкому обміну.
Що таке SFP?
SFP — це абревіатура SMALL FORM PLUGGABLE, що можна просто зрозуміти як оновлену версію GBIC.Розмір модуля SFP зменшено вдвічі порівняно з модулем GBIC, а кількість портів на одній панелі можна збільшити більш ніж удвічі.Інші функції модуля SFP в основному такі ж, як у GBIC.Деякі виробники комутаторів називають модуль SFP міні-GBIC (MINI-GBIC).
Майбутні оптичні модулі повинні підтримувати гаряче підключення, тобто модуль можна підключати або відключати від пристрою без відключення живлення.Оскільки оптичний модуль підключається в режимі «гарячого» режиму, адміністратори мережі можуть оновлювати та розширювати систему, не закриваючи мережу.Користувач не має жодної різниці.Можливість гарячої заміни також спрощує загальне обслуговування та дозволяє кінцевим користувачам краще керувати своїми трансиверними модулями.У той же час, завдяки такій швидкості гарячої заміни, цей модуль дає змогу мережевим менеджерам складати загальні плани щодо витрат на трансивер, відстані зв’язку та всіх топологій мережі на основі вимог до оновлення мережі без необхідності повної заміни системних плат.
Оптичні модулі, які підтримують цю гарячу заміну, наразі доступні в GBIC та SFP.Оскільки SFP і SFF мають приблизно однаковий розмір, їх можна безпосередньо підключати до друкованої плати, заощаджуючи місце та час на упаковці, і вони мають широкий спектр застосувань.Таким чином, його майбутній розвиток вартий очікування, і він може навіть загрожувати ринку SFF.
Невеликий оптичний модуль SFF (Small Form Factor) використовує передову прецизійну оптику та технологію інтеграції схем, розмір лише вдвічі менший, ніж звичайний дуплексний волоконно-оптичний трансиверний модуль SC (1X9), який може подвоїти кількість оптичних портів у тому самому просторі.Збільште щільність лінійних портів і зменшіть вартість системи на порт.А оскільки модуль малого пакету SFF використовує інтерфейс KT-RJ, подібний до мідної мережі, розмір такий самий, як і звичайний мідний інтерфейс комп’ютерної мережі, що сприяє переходу існуючого мережевого обладнання на основі міді на високошвидкісне оптоволокно. оптичні мережі.Щоб задовольнити різке збільшення вимог до пропускної здатності мережі.
Тип інтерфейсу пристрою мережевого підключення
Інтерфейс BNC
Інтерфейс BNC відноситься до інтерфейсу коаксіального кабелю.Інтерфейс BNC використовується для підключення коаксіальним кабелем 75 Ом.Він забезпечує два канали прийому (RX) і передачі (TX).Використовується для підключення несиметричних сигналів.
Оптоволоконний інтерфейс
Оптоволоконний інтерфейс — це фізичний інтерфейс, який використовується для підключення оптоволоконних кабелів.Зазвичай існує кілька типів, таких як SC, ST, LC, FC.Для з’єднання 10Base-F роз’єм зазвичай має тип ST, а інший кінець FC під’єднується до волоконно-оптичної патч-панелі.FC - це абревіатура FerruleConnector.Спосіб зовнішнього посилення - металева гільза, спосіб кріплення - кнопка.Інтерфейс ST зазвичай використовується для 10Base-F, інтерфейс SC зазвичай використовується для 100Base-FX і GBIC, LC зазвичай використовується для SFP.
Інтерфейс RJ-45
Інтерфейс RJ-45 є найбільш часто використовуваним інтерфейсом для Ethernet.RJ-45 — це загальновживана назва, яка відноситься до стандартизації IEC (60) 603-7, використовуючи 8 позицій (8 контактів), визначених міжнародним стандартом роз’єму.Модульний роз'єм або вилка.
Інтерфейс RS-232
Інтерфейс RS-232-C (також відомий як EIA RS-232-C) є найбільш поширеним інтерфейсом послідовного зв’язку.Це стандарт для послідовного зв’язку, спільно розроблений Американською асоціацією електронної промисловості (EIA) у 1970 році спільно з системами Bell, виробниками модемів і виробниками комп’ютерних терміналів.Його повна назва — «стандарт технології інтерфейсу послідовного двійкового обміну даними між термінальним обладнанням даних (DTE) і обладнанням передачі даних (DCE)».Стандарт передбачає, що 25-контактний роз’єм DB25 використовується для визначення вмісту сигналу кожного виводу роз’єму, а також рівня різних сигналів.
Інтерфейс RJ-11
Інтерфейс RJ-11 ми зазвичай називаємо інтерфейсом телефонної лінії.RJ-11 — це загальна назва роз’єму, розробленого компанією Western Electric.Його контур визначається як 6-контактний пристрій підключення.Спочатку називався WExW, де x означає «активну», контактну голку або голку для заправлення нитки.Наприклад, WE6W має всі 6 контактів, пронумерованих від 1 до 6, інтерфейс WE4W використовує лише 4 контакти, два крайніх контакти (1 і 6) не використовуються, WE2W використовує лише два середні контакти (тобто для інтерфейсу телефонної лінії) .
CWDM і DWDM
Зі швидким зростанням IP-служб передачі даних в Інтернеті зріс попит на пропускну здатність лінії передачі.Хоча технологія DWDM (щільне мультиплексування за довжиною хвилі) є найефективнішим методом вирішення проблеми розширення смуги пропускання лінії, технологія CWDM (грубе мультиплексування за довжиною хвилі) має переваги перед DWDM з точки зору вартості системи та зручності обслуговування.
І CWDM, і DWDM належать до технології мультиплексування за довжиною хвилі, і вони можуть поєднувати різні довжини хвилі світла в одножильне волокно та передавати їх разом.
Останній стандарт CWDM ITU – G.695, який визначає 18 каналів довжини хвилі з інтервалом 20 нм від 1271 нм до 1611 нм.Враховуючи піковий ефект води звичайних оптичних волокон G.652, зазвичай використовується 16 каналів.Через великий інтервал каналів пристрої мультиплексування та демультиплексування та лазери дешевші, ніж пристрої DWDM.
Канальний інтервал DWDM має різні інтервали, такі як 0,4 нм, 0,8 нм, 1,6 нм тощо. Інтервал невеликий, і потрібні додаткові пристрої контролю довжини хвилі.Тому обладнання на основі технології DWDM коштує дорожче обладнання на основі технології CWDM.
PIN-фотодіод — це шар злегка легованого матеріалу N-типу між напівпровідниками P-типу та N-типу з високою концентрацією легування, який називається I (Intrinsic) шаром.Оскільки він злегка легований, концентрація електронів дуже низька, і після дифузії утворюється широкий виснажений шар, що може покращити його швидкість реакції та ефективність перетворення.
Лавинні фотодіоди APD мають не тільки оптичне/електричне перетворення, але й внутрішнє посилення.Посилення здійснюється за рахунок ефекту лавинного розмноження всередині трубки.APD - це фотодіод з посиленням.Коли чутливість оптичного приймача висока, APD допомагає збільшити дальність передачі системи.