Các switch quang thường được sử dụng trong switch Ethernet bao gồm SFP, GBIC, XFP và XENPAK.
Tên tiếng Anh đầy đủ của họ:
SFP: Bộ thu phát có thể cắm hệ số dạng nhỏ, bộ thu phát có thể cắm hệ số dạng nhỏ
GBIC: Bộ chuyển đổi giao diện GigaBit, Bộ chuyển đổi giao diện Gigabit Ethernet
XFP: 10-Gigabit SmallForm-factorBộ thu phát có thể cắm Giao diện Ethernet 10 Gigabit
Bộ thu phát có thể cắm gói nhỏ
XENPAK: Gói bộ thu phát giao diện 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10 Gigabit Ethernet.
Đầu nối cáp quang
Đầu nối cáp quang bao gồm một sợi quang và một phích cắm ở cả hai đầu của sợi quang, và phích cắm bao gồm một chốt và cấu trúc khóa ngoại vi.Theo các cơ chế khóa khác nhau, đầu nối cáp quang có thể được chia thành loại FC, loại SC, loại LC, loại ST và loại KTRJ.
Đầu nối FC áp dụng cơ chế khóa ren, nó là đầu nối di động bằng sợi quang được phát minh trước đó và được sử dụng nhiều nhất.
SC là khớp hình chữ nhật được phát triển bởi NTT.Nó có thể được cắm và rút trực tiếp mà không cần kết nối vít.So với đầu nối FC, nó có không gian hoạt động nhỏ và dễ sử dụng.Các sản phẩm Ethernet cấp thấp rất phổ biến.
LC là đầu nối SC loại Mini được phát triển bởi LUCENT.Nó có kích thước nhỏ hơn và đã được sử dụng rộng rãi trong hệ thống.Đó là một hướng phát triển các đầu nối hoạt động sợi quang trong tương lai.Các sản phẩm Ethernet cấp thấp rất phổ biến.
Đầu nối ST được AT&T phát triển và sử dụng cơ chế khóa kiểu lưỡi lê.Các thông số chính tương đương với đầu nối FC và SC, nhưng nó không được sử dụng phổ biến trong các công ty.Nó thường được sử dụng cho các thiết bị đa chế độ để kết nối với các nhà sản xuất khác. Được sử dụng nhiều hơn khi lắp ghép.
Chân của KTRJ bằng nhựa.Chúng được định vị bằng các chốt thép.Khi số lần giao phối tăng lên, các bề mặt giao phối sẽ bị mòn và độ ổn định lâu dài của chúng không tốt bằng đầu nối chốt gốm.
Kiến thức về chất xơ
Sợi quang là chất dẫn truyền sóng ánh sáng.Sợi quang có thể được chia thành sợi đơn mode và sợi đa mode từ chế độ truyền quang.
Trong sợi quang đơn mode, chỉ có một chế độ truyền quang cơ bản, đó là ánh sáng chỉ được truyền dọc theo lõi bên trong của sợi.Bởi vì sự phân tán chế độ hoàn toàn tránh được và dải truyền của sợi đơn mode rộng nên phù hợp cho truyền thông cáp quang tốc độ cao và đường dài.
Có nhiều chế độ truyền quang trong sợi quang đa mode.Do sự phân tán hoặc quang sai, sợi này có hiệu suất truyền kém, dải tần hẹp, tốc độ truyền nhỏ và khoảng cách ngắn.
Thông số đặc tính sợi quang
Cấu trúc của sợi quang được vẽ bằng các thanh sợi thạch anh đúc sẵn.Đường kính ngoài của sợi đa mode và sợi đơn mode dùng để liên lạc là 125 μm.
Phần thân mỏng được chia thành 2 vùng: lớp lõi và lớp bọc.Đường kính lõi của sợi đơn mode là 8 ~ 10μm và đường kính lõi của sợi đa mode có hai thông số kỹ thuật tiêu chuẩn.Đường kính lõi là 62,5μm (tiêu chuẩn Mỹ) và 50μm (tiêu chuẩn Châu Âu).
Các thông số kỹ thuật của sợi giao diện được mô tả như sau: Sợi đa mode 62,5μm / 125μm, trong đó 62,5μm là đường kính lõi của sợi và 125μm là đường kính ngoài của sợi.
Sợi quang đơn mode sử dụng bước sóng 1310nm hoặc 1550 nm.
Sợi đa mode sử dụng chủ yếu ánh sáng 850 nm.
Màu sắc có thể được phân biệt với sợi đơn mode và sợi đa mode.Thân ngoài sợi đơn mode có màu vàng và thân ngoài sợi đa mode có màu đỏ cam.
Cổng quang Gigabit
Cổng quang Gigabit có thể hoạt động ở cả chế độ bắt buộc và tự thương lượng.Trong thông số kỹ thuật 802.3, cổng quang Gigabit chỉ hỗ trợ tốc độ 1000M và hỗ trợ hai chế độ song công full-duplex (Full) và Half-duplex (Half).
Sự khác biệt cơ bản nhất giữa tự động đàm phán và ép buộc là các luồng mã được gửi khi cả hai thiết lập liên kết vật lý là khác nhau.Chế độ tự động đàm phán gửi /C/code, là luồng mã Cấu hình, trong khi chế độ bắt buộc gửi /I/code, là luồng mã nhàn rỗi.
Quá trình tự động đàm phán cổng quang Gigabit
Đầu tiên, cả hai đầu được đặt ở chế độ tự động đàm phán
Hai bên gửi/C/luồng mã cho nhau.Nếu nhận được 3 mã/C/liên tiếp và các luồng mã nhận được khớp với chế độ làm việc cục bộ thì chúng sẽ quay lại bên kia với mã/C/có phản hồi Ack.Sau khi nhận được tin nhắn Ack, thiết bị ngang hàng cho rằng cả hai có thể liên lạc với nhau và đặt cổng ở trạng thái UP.
Thứ hai, Đặt một đầu thành tự động đàm phán và một đầu thành bắt buộc
Đầu tự thương lượng gửi /C/stream, còn đầu cưỡng bức gửi /I/stream.Đầu cuối cưỡng bức không thể cung cấp cho đầu cuối cục bộ thông tin đàm phán của đầu cuối cục bộ, cũng như không thể trả về phản hồi Ack cho đầu từ xa, do đó đầu cuối tự đàm phán là XUỐNG.Tuy nhiên, bản thân đầu cuối cưỡng bức có thể xác định mã / C/ và coi đầu cuối ngang hàng là một cổng khớp với chính nó, do đó cổng đầu cuối cục bộ được đặt trực tiếp ở trạng thái UP.
Thứ ba, cả hai đầu đều được đặt ở chế độ cưỡng bức
Hai bên gửi/I/stream cho nhau.Sau khi nhận được luồng /I/, một đầu sẽ coi thiết bị ngang hàng là một cổng khớp với chính nó và trực tiếp đặt cổng cục bộ về trạng thái UP.
Chất xơ hoạt động như thế nào?
Sợi quang dùng để liên lạc bao gồm các sợi thủy tinh giống như sợi tóc được phủ một lớp nhựa bảo vệ.Dây tóc thủy tinh về cơ bản bao gồm hai phần: đường kính lõi từ 9 đến 62,5 μm và vật liệu thủy tinh có chiết suất thấp với đường kính 125 μm.Mặc dù có một số loại sợi quang khác tùy theo vật liệu được sử dụng và kích cỡ khác nhau, những loại phổ biến nhất được đề cập ở đây.Ánh sáng được truyền trong lớp lõi của sợi ở chế độ “phản xạ toàn phần bên trong”, nghĩa là sau khi ánh sáng đi vào một đầu của sợi, nó sẽ bị phản xạ qua lại giữa giao diện lõi và lớp bọc, sau đó truyền đến đầu kia của sợi.Một sợi quang có đường kính lõi 62,5 μm và đường kính lớp bọc ngoài 125 μm được gọi là ánh sáng 62,5 / 125 μm.
Sự khác biệt giữa sợi đa mode và sợi đơn mode là gì?
Đa chế độ:
Các sợi có thể truyền hàng trăm đến hàng nghìn mode được gọi là sợi đa mode (MM).Theo sự phân bố xuyên tâm của chiết suất trong lõi và lớp bọc, nó có thể được chia thành sợi đa mode bước và sợi đa mode được phân loại.Hầu hết tất cả các kích thước sợi đa mode là 50/125 μm hoặc 62,5 / 125 μm và băng thông (lượng thông tin được truyền qua sợi quang) thường là 200 MHz đến 2 GHz.Bộ thu phát quang đa mode có thể truyền tới 5 km thông qua sợi quang đa mode.Sử dụng diode phát sáng hoặc laser làm nguồn sáng.
Chế độ đơn:
Các sợi chỉ có thể truyền một mode được gọi là sợi đơn mode.Cấu hình chiết suất của sợi đơn mode (SM) tiêu chuẩn tương tự như sợi loại bước, ngoại trừ đường kính lõi nhỏ hơn nhiều so với sợi đa mode.
Kích thước của sợi đơn mode là 9-10 / 125 μm và có đặc tính băng thông vô hạn và độ suy hao thấp hơn sợi đa mode.Bộ thu phát quang đơn mode chủ yếu được sử dụng để truyền ở khoảng cách xa, đôi khi đạt tới 150 đến 200 km.Sử dụng LD hoặc LED có vạch quang phổ hẹp làm nguồn sáng.
Sự khác biệt và kết nối:
Thiết bị đơn mode thường có thể chạy trên sợi quang đơn mode hoặc sợi đa mode, trong khi thiết bị đa mode bị hạn chế hoạt động trên sợi quang đa mode.
Suy hao truyền tải khi sử dụng cáp quang là bao nhiêu?
Điều này phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng truyền qua và loại sợi được sử dụng.
Bước sóng 850nm cho cáp quang đa mode: 3,0 dB/km
Bước sóng 1310nm cho cáp quang đa mode: 1,0 dB/km
Bước sóng 1310nm đối với sợi quang đơn mode: 0,4 dB/km
Bước sóng 1550nm đối với sợi quang đơn mode: 0,2 dB/km
GBIC là gì?
GBIC là tên viết tắt của Giga Bitrate Interface Converter, là thiết bị giao diện chuyển đổi tín hiệu điện gigabit thành tín hiệu quang.GBIC được thiết kế để cắm nóng.GBIC là sản phẩm có thể thay thế được, tuân thủ các tiêu chuẩn quốc tế.Thiết bị chuyển mạch Gigabit được thiết kế với giao diện GBIC chiếm thị phần lớn trên thị trường nhờ khả năng trao đổi linh hoạt.
SFP là gì?
SFP là tên viết tắt của Small FORM PLUGGABLE, có thể hiểu đơn giản là phiên bản nâng cấp của GBIC.Kích thước của mô-đun SFP giảm một nửa so với mô-đun GBIC và số lượng cổng có thể tăng hơn gấp đôi trên cùng một bảng.Các chức năng khác của mô-đun SFP về cơ bản giống như chức năng của GBIC.Một số nhà sản xuất bộ chuyển mạch gọi mô-đun SFP là mini-GBIC (MINI-GBIC).
Các mô-đun quang trong tương lai phải hỗ trợ cắm nóng, nghĩa là mô-đun có thể được kết nối hoặc ngắt kết nối với thiết bị mà không cần cắt nguồn điện.Vì mô-đun quang có khả năng cắm nóng nên người quản lý mạng có thể nâng cấp và mở rộng hệ thống mà không cần đóng mạng.Người dùng không tạo ra bất kỳ sự khác biệt nào.Khả năng trao đổi nóng cũng giúp đơn giản hóa việc bảo trì tổng thể và cho phép người dùng cuối quản lý tốt hơn các mô-đun thu phát của họ.Đồng thời, do hiệu suất trao đổi nóng này, mô-đun này cho phép các nhà quản lý mạng lập kế hoạch tổng thể về chi phí bộ thu phát, khoảng cách liên kết và tất cả cấu trúc liên kết mạng dựa trên yêu cầu nâng cấp mạng mà không cần phải thay thế hoàn toàn bo mạch hệ thống.
Các mô-đun quang hỗ trợ trao đổi nóng này hiện có sẵn ở dạng GBIC và SFP.Vì SFP và SFF có kích thước gần giống nhau nên chúng có thể được cắm trực tiếp vào bảng mạch, tiết kiệm không gian và thời gian trên bao bì và có nhiều ứng dụng.Do đó, sự phát triển trong tương lai của nó rất đáng mong đợi và thậm chí có thể đe dọa thị trường SFF.
Mô-đun quang gói nhỏ SFF (Small Form Factor) sử dụng công nghệ tích hợp mạch và quang học có độ chính xác tiên tiến, kích thước chỉ bằng một nửa so với mô-đun thu phát sợi quang SC (1X9) song công thông thường, có thể tăng gấp đôi số lượng cổng quang trong cùng một không gian.Tăng mật độ cổng đường truyền và giảm chi phí hệ thống trên mỗi cổng.Và do mô-đun gói nhỏ SFF sử dụng giao diện KT-RJ tương tự như mạng cáp đồng nên kích thước tương tự như giao diện cáp đồng của mạng máy tính thông thường, thuận lợi cho việc chuyển đổi thiết bị mạng dựa trên cáp đồng hiện có sang cáp quang tốc độ cao hơn các mạng quang.Để đáp ứng sự gia tăng đáng kể về yêu cầu băng thông mạng.
Loại giao diện thiết bị kết nối mạng
giao diện BNC
Giao diện BNC đề cập đến giao diện cáp đồng trục.Giao diện BNC được sử dụng cho kết nối cáp đồng trục 75 ohm.Nó cung cấp hai kênh nhận (RX) và truyền (TX).Nó được sử dụng để kết nối các tín hiệu không cân bằng.
Giao diện sợi
Giao diện cáp quang là giao diện vật lý được sử dụng để kết nối cáp quang.Thường có một số loại như SC, ST, LC, FC.Đối với kết nối 10Base-F, đầu nối thường là loại ST, đầu kia FC được kết nối với bảng vá cáp quang.FC là tên viết tắt của FerruleConnector.Phương pháp gia cố bên ngoài là ống bọc kim loại và phương pháp buộc chặt là nút vít.Giao diện ST thường được sử dụng cho 10Base-F, giao diện SC thường được sử dụng cho 100Base-FX và GBIC, LC thường được sử dụng cho SFP.
Giao diện RJ-45
Giao diện RJ-45 là giao diện được sử dụng phổ biến nhất cho Ethernet.RJ-45 là tên được sử dụng phổ biến, dùng để chỉ sự tiêu chuẩn hóa theo tiêu chuẩn IEC (60) 603-7, sử dụng 8 vị trí (8 chân) được xác định theo tiêu chuẩn đầu nối quốc tế.Giắc cắm hoặc phích cắm mô-đun.
Giao diện RS-232
Giao diện RS-232-C (còn được gọi là EIA RS-232-C) là giao diện truyền thông nối tiếp được sử dụng phổ biến nhất.Nó là một tiêu chuẩn cho giao tiếp nối tiếp được Hiệp hội Công nghiệp Điện tử Hoa Kỳ (EIA) đồng phát triển vào năm 1970 cùng với các hệ thống Bell, nhà sản xuất modem và nhà sản xuất thiết bị đầu cuối máy tính.Tên đầy đủ của nó là “tiêu chuẩn công nghệ giao diện trao đổi dữ liệu nhị phân nối tiếp giữa thiết bị đầu cuối dữ liệu (DTE) và thiết bị truyền dữ liệu (DCE)”.Tiêu chuẩn quy định rằng đầu nối DB25 25 chân được sử dụng để chỉ định nội dung tín hiệu của từng chân của đầu nối, cũng như mức của các tín hiệu khác nhau.
Giao diện RJ-11
Giao diện RJ-11 là giao diện mà chúng ta thường gọi là giao diện đường dây điện thoại.RJ-11 là tên chung của đầu nối được phát triển bởi Western Electric.Phác thảo của nó được định nghĩa là một thiết bị kết nối 6 chân.Ban đầu được gọi là WExW, trong đó x có nghĩa là kim “hoạt động”, tiếp xúc hoặc xâu chuỗi.Ví dụ: WE6W có tất cả 6 tiếp điểm, được đánh số từ 1 đến 6, giao diện WE4W chỉ sử dụng 4 chân, hai tiếp điểm ngoài cùng (1 và 6) không được sử dụng, WE2W chỉ sử dụng hai chân ở giữa (nghĩa là dành cho giao diện đường dây điện thoại) .
CWDM và DWDM
Với sự phát triển nhanh chóng của các dịch vụ dữ liệu IP trên Internet, nhu cầu về băng thông đường truyền ngày càng tăng.Mặc dù công nghệ DWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc) là phương pháp hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề mở rộng băng thông đường truyền, nhưng công nghệ CWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng thô) có lợi thế hơn DWDM về chi phí hệ thống và khả năng bảo trì.
Cả CWDM và DWDM đều thuộc công nghệ ghép kênh phân chia bước sóng và chúng có thể ghép các bước sóng ánh sáng khác nhau thành một sợi lõi đơn và truyền chúng cùng nhau.
Tiêu chuẩn ITU mới nhất của CWDM là G.695, chỉ định 18 kênh bước sóng với khoảng 20nm từ 1271nm đến 1611nm.Xem xét hiệu ứng đỉnh nước của sợi quang G.652 thông thường, 16 kênh thường được sử dụng.Do khoảng cách kênh lớn nên các thiết bị ghép kênh, tách kênh và laser rẻ hơn các thiết bị DWDM.
Khoảng cách kênh của DWDM có các khoảng khác nhau như 0,4nm, 0,8nm, 1,6nm, v.v. Khoảng cách này nhỏ và cần có thêm các thiết bị điều khiển bước sóng.Do đó, thiết bị dựa trên công nghệ DWDM đắt hơn thiết bị dựa trên công nghệ CWDM.
Photodiode PIN là một lớp vật liệu loại N pha tạp nhẹ giữa chất bán dẫn loại P và loại N có nồng độ pha tạp cao, được gọi là lớp I (Nội tại).Bởi vì nó được pha tạp nhẹ nên nồng độ electron rất thấp và lớp suy giảm rộng được hình thành sau khi khuếch tán, điều này có thể cải thiện tốc độ phản ứng và hiệu suất chuyển đổi của nó.
Điốt quang tuyết lở APD không chỉ có khả năng chuyển đổi quang/điện mà còn có khả năng khuếch đại bên trong.Việc khuếch đại được thực hiện bằng hiệu ứng nhân tuyết lở bên trong ống.APD là một photodiode có độ lợi.Khi độ nhạy của bộ thu quang cao, APD rất hữu ích để mở rộng khoảng cách truyền của hệ thống.