光纖收發(fā)器

詞語解釋

光纖收發(fā)器是一種用于傳輸光信號的電子元件，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，也可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，它是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部件。光纖收發(fā)器的應(yīng)用主要是用于光纖通信系統(tǒng)中，它的功能是將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，或?qū)⒐庑盘栟D(zhuǎn)換成電信號，以便進行高速傳輸。光纖收發(fā)器的應(yīng)用主要包括以下幾種： 1、光纖傳感器：光纖收發(fā)器可以用于光纖傳感器，它可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，以便進行數(shù)據(jù)采集和傳輸； 2、光纖通信系統(tǒng)：光纖收發(fā)器可以用于光纖通信系統(tǒng)，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，以便在長距離傳輸中實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸； 3、光纖測距：光纖收發(fā)器可以用于光纖測距，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，以便進行測距； 4、光纖監(jiān)控：光纖收發(fā)器可以用于光纖監(jiān)控，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，以便進行實時監(jiān)控。光纖收發(fā)器是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵部件，它可以將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，也可以將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，以便實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，并可用于光纖傳感器、光纖通信系統(tǒng)、光纖測距、光纖監(jiān)控等多種應(yīng)用場景。

光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器。產(chǎn)品一般應(yīng)用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，且通常定位于寬帶城域網(wǎng)的接入層應(yīng)用；同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網(wǎng)和更外層的網(wǎng)絡(luò)上也發(fā)揮了巨大的作用。

為了保證與其他廠家的網(wǎng)卡、中繼器、集線器和交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全兼容，光纖收發(fā)器產(chǎn)品必須嚴格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網(wǎng)標準。

信息化建設(shè)的突飛猛進，人們對于數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，以太網(wǎng)寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。但是傳統(tǒng)的5類線電纜只能將以太網(wǎng)電信號傳輸100米，在傳輸距離和覆蓋范圍方面已不能適應(yīng)實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的需要。與此同時，光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用，光纖收發(fā)器正是利用了光纖這一高速傳播介質(zhì)很好的解決了以太網(wǎng)在傳輸方面的問題。在一些規(guī)模較大的企業(yè)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時直接使用光纖為傳輸介質(zhì)建立骨干網(wǎng)，而內(nèi)部局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)一般為銅線，如何實現(xiàn)局域網(wǎng)同光纖主干網(wǎng)相連呢？這就需要在不同端口、不同線形、不同光纖間進行轉(zhuǎn)換并保證鏈接質(zhì)量。光纖收發(fā)器的出現(xiàn)，將雙絞線電信號和光信號進行相互轉(zhuǎn)換，確保了數(shù)據(jù)包在兩個網(wǎng)絡(luò)間順暢傳輸，同時它將網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離極限從銅線的100米擴展到100公里（單模光纖）。

什么是光纖收發(fā)器：

光纖收發(fā)器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網(wǎng)傳輸媒體轉(zhuǎn)換單元，在很多地方也被稱之為光電轉(zhuǎn)換器。產(chǎn)品一般應(yīng)用在以太網(wǎng)電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，且通常定位于寬帶城域網(wǎng)的接入層應(yīng)用；同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網(wǎng)和更外層的網(wǎng)絡(luò)上也發(fā)揮了巨大的作用。

企業(yè)在進行信息化基礎(chǔ)建設(shè)時，通常更多地關(guān)注路由器、交換機乃至網(wǎng)卡等用于節(jié)點數(shù)據(jù)交換的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，卻往往忽略介質(zhì)轉(zhuǎn)換這種非網(wǎng)絡(luò)核心必不可少的設(shè)備。特別是在一些要求信息化程度高、數(shù)據(jù)流量較大的政府機構(gòu)和企業(yè)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時需要直接上連到以光纖為傳輸介質(zhì)的骨干網(wǎng)，而企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)一般為銅線，確保數(shù)據(jù)包在不同網(wǎng)絡(luò)間順暢傳輸?shù)慕橘|(zhì)轉(zhuǎn)換設(shè)備成為必需品。

光纖收發(fā)器分類：

目前國外和國內(nèi)生產(chǎn)光纖收發(fā)器的廠商很多，產(chǎn)品線也極為豐富。為了保證與其他廠家的網(wǎng)卡、中繼器、集線器和交換機等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的完全兼容，光纖收發(fā)器產(chǎn)品必須嚴格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網(wǎng)標準，除此之外，在EMC防電磁輻射方面應(yīng)符合FCC Part15。時下由于國內(nèi)各大運營商正在大力建設(shè)小區(qū)網(wǎng)、校園網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)，因此光纖收發(fā)器產(chǎn)品的用量也在不斷提高，以更好地滿足接入網(wǎng)的建設(shè)需要。

隨著光纖收發(fā)器產(chǎn)品的多樣化發(fā)展，其分類方法也各異，但各種分類方法之間又有著一定的關(guān)聯(lián)。

·按光纖性質(zhì)分類：

單模光纖收發(fā)器：傳輸距離20公里至120公里

多模光纖收發(fā)器：傳輸距離2公里到5公里

按光纖來分，可以分為多模光纖收發(fā)器和單模光纖收發(fā)器。由于使用的光纖不同，收發(fā)器所能傳輸?shù)木嚯x也不一樣，多模收發(fā)器一般的傳輸距離在2公里到5公里之間，而單模收發(fā)器覆蓋的范圍可以從20公里至120公里。需要指出的是因傳輸距離的不同，光纖收發(fā)器本身的發(fā)射功率、接收靈敏度和使用波長也會不一樣。

如5公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率一般在-20～-14db之間，接收靈敏度為-30db，使用1310nm的波長；而120公里光纖收發(fā)器的發(fā)射功率多在-5～0dB之間，接收靈敏度為-38dB，使用1550nm的波長。

·按所需光纖分類：

單纖光纖收發(fā)器：接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一根光纖上傳輸

雙纖光纖收發(fā)器：接收發(fā)送的數(shù)據(jù)在一對光纖上傳輸

顧名思義，單纖設(shè)備可以節(jié)省一半的光纖，即在一根光纖上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，在光纖資源緊張的地方十分適用。這類產(chǎn)品采用了波分復用的技術(shù)，使用的波長多為1310nm和1550nm。但由于單纖收發(fā)器產(chǎn)品沒有統(tǒng)一國際標準，因此不同廠商產(chǎn)品在互聯(lián)互通時可能會存在不兼容的情況。另外由于使用了波分復用，單纖收發(fā)器產(chǎn)品普遍存在信號衰耗大的特點。目前市面上的光纖收發(fā)器多為雙纖產(chǎn)品，此類產(chǎn)品較為成熟和穩(wěn)定，但需要更多的光纖。

·按工作層次/速率分類：

100M以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：工作在物理層

10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：工作在數(shù)據(jù)鏈路層

按工作層次/速率來分，可以分為單10M、100M的光纖收發(fā)器、10/100M自適應(yīng)的光纖收發(fā)器和1000M光纖收發(fā)器。其中單10M和100M的收發(fā)器產(chǎn)品工作在物理層，在這一層工作的收發(fā)器產(chǎn)品是按位來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。該轉(zhuǎn)發(fā)方式具有轉(zhuǎn)發(fā)速度快、通透率高、時延低等方面的優(yōu)勢，適合應(yīng)用于速率固定的鏈路上，同時由于此類設(shè)備在正常通信前沒有一個自協(xié)商的過程，因此在兼容性和穩(wěn)定性方面做得更好。

而10/100M光纖收發(fā)器是工作在數(shù)據(jù)鏈路層，在這一層光纖收發(fā)器使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的機制，這樣轉(zhuǎn)發(fā)機制對接收到的每一個數(shù)據(jù)包都要讀取它的源MAC地址、目的MAC地址和數(shù)據(jù)凈荷，并在完成CRC循環(huán)冗余校驗以后才將該數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)出去。存儲轉(zhuǎn)發(fā)的好處一來可以防止一些錯誤的幀在網(wǎng)絡(luò)中傳播，占用寶貴的網(wǎng)絡(luò)資源，同時還可以很好地防止由于網(wǎng)絡(luò)擁塞造成的數(shù)據(jù)包丟失，當數(shù)據(jù)鏈路飽和時存儲轉(zhuǎn)發(fā)可以將無法轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)先放在收發(fā)器的緩存中，等待網(wǎng)絡(luò)空閑時再進行轉(zhuǎn)發(fā)。這樣既減少了數(shù)據(jù)沖突的可能又保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃�，因�?0/100M的光纖收發(fā)器適合于工作在速率不固定的鏈路上。1000M光纖收發(fā)器可以按實際需要工作在物理層或數(shù)據(jù)鏈路層，市場上這兩種1000M光纖收發(fā)器都有提供。

·按結(jié)構(gòu)分類：

桌面式（獨立式）光纖收發(fā)器：獨立式用戶端設(shè)備

機架式（模塊化）光纖收發(fā)器：安裝于十六槽機箱，采用集中供電方式

按結(jié)構(gòu)來分，可以分為桌面式（獨立式）光纖收發(fā)器和機架式光纖收發(fā)器。桌面式光纖收發(fā)器適合于單個用戶使用，如滿足樓道中單臺交換機的上聯(lián)。機架式（模塊化）光纖收發(fā)器適用于多用戶的匯聚，如小區(qū)的中心機房必須滿足小區(qū)內(nèi)所有交換機的上聯(lián)，使用機架便于實現(xiàn)對所有模塊型光纖收發(fā)器的統(tǒng)一管理和統(tǒng)一供電，目前國內(nèi)的機架多為16槽產(chǎn)品，即一個機架中最多可加插16個模塊式光纖收發(fā)器。

·按管理類型分類：

非網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：即插即用，通過硬件撥碼開關(guān)設(shè)置電口工作模式

網(wǎng)管型以太網(wǎng)光纖收發(fā)器：支持電信級網(wǎng)絡(luò)管理

按網(wǎng)管來分，可以分為網(wǎng)管型光纖收發(fā)器和非網(wǎng)管型光纖收發(fā)器。隨著網(wǎng)絡(luò)向著可運營可管理的方向發(fā)展，大多數(shù)運營商都希望自己網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備均能做到可遠程網(wǎng)管的程度，光纖收發(fā)器產(chǎn)品與交換機、路由器一樣也逐步向這個方向發(fā)展。對于可網(wǎng)管的光纖收發(fā)器還可以細分為局端可網(wǎng)管和用戶端可網(wǎng)管。局端可網(wǎng)管的光纖收發(fā)器主要是機架式產(chǎn)品，多采用主從式的管理結(jié)構(gòu)，即一個主網(wǎng)管模塊可串聯(lián)N個從網(wǎng)管模塊，每個從網(wǎng)管模塊定期輪詢它所在子架上所有光纖收發(fā)器的狀態(tài)信息，向主網(wǎng)管模塊提交。主網(wǎng)管模塊一方面需要輪詢自己機架上的網(wǎng)管信息，另一方面還需收集所有從子架上的信息，然后匯總并提交給網(wǎng)管服務(wù)器。如武漢烽火網(wǎng)絡(luò)所提供的OL200系列網(wǎng)管型光纖收發(fā)器產(chǎn)品支持1（主）+9（從）的網(wǎng)管結(jié)構(gòu)，一次性最多可管理150個光纖收發(fā)器。

用戶端網(wǎng)管主要可以分為三種方式：第一種是在局端和客戶端設(shè)備之間運行特定的協(xié)議，協(xié)議負責向局端發(fā)送客戶端的狀態(tài)信息，通過局端設(shè)備的CPU來處理這些狀態(tài)信息，并提交給網(wǎng)管服務(wù)器；第二種是局端的光纖收發(fā)器可以檢測到光口上的光功率，因此當光路上出現(xiàn)問題時可根據(jù)光功率來判斷是光纖上的問題還是用戶端設(shè)備的故障；第三種是在用戶端的光纖收發(fā)器上加裝主控CPU，這樣網(wǎng)管系統(tǒng)一方面可以監(jiān)控到用戶端設(shè)備的工作狀態(tài)，另外還可以實現(xiàn)遠程配置和遠程重啟。在這三種用戶端網(wǎng)管方式中，前兩種嚴格來說只是對用戶端設(shè)備進行遠程監(jiān)控，而第三種才是真正的遠程網(wǎng)管。但由于第三種方式在用戶端添加了CPU，從而也增加了用戶端設(shè)備的成本，因此在價格方面前兩種方式會更具優(yōu)勢一些。目前大多數(shù)廠商的網(wǎng)管系統(tǒng)都是基于SNMP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上開發(fā)的，支持包括Web、Telnet、CLI等多種管理方式。管理內(nèi)容多包括配置光纖收發(fā)器的工作模式，監(jiān)視光纖收發(fā)器的模塊類型、工作狀態(tài)、機箱溫度、電源狀態(tài)、輸出電壓和輸出光功率等等。隨著運營商對設(shè)備網(wǎng)管的需求愈來愈多，相信光纖收發(fā)器的網(wǎng)管將日趨實用和智能。

·按電源分類：

內(nèi)置電源光纖收發(fā)器：內(nèi)置開關(guān)電源為電信級電源

外置電源光纖收發(fā)器：外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上

按電源來分，可以分為內(nèi)置電源和外置電源兩種。其中內(nèi)置開關(guān)電源為電信級電源，而外置變壓器電源多使用在民用設(shè)備上。前者的優(yōu)勢在于能支持超寬的電源電壓，更好地實現(xiàn)穩(wěn)壓、濾波和設(shè)備電源保護，減少機械式接觸造成的外置故障點；后者的優(yōu)勢在于設(shè)備體積小巧和價格便宜。

光纖收發(fā)器產(chǎn)品特點：

光纖收發(fā)器通常具有以下基本特點：

1．提供超低時延的數(shù)據(jù)傳輸。

2．對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議完全透明。

3．采用專用ASIC芯片實現(xiàn)數(shù)據(jù)線速轉(zhuǎn)發(fā)。可編程ASIC將多項功能集中到一個芯片上，具有設(shè)計簡單、可靠性高、電源消耗少等優(yōu)點，能使設(shè)備得到更高的性能和更低的成本。

4．機架型設(shè)備可提供熱拔插功能，便于維護和無間斷升級。 5．可網(wǎng)管設(shè)備能提供網(wǎng)絡(luò)診斷、升級、狀態(tài)報告、異常情況報告及控制等功能，能提供完整的操作日志和報警日志。

6．設(shè)備多采用1+1的電源設(shè)計，支持超寬電源電壓，實現(xiàn)電源保護和自動切換。

7．支持超寬的工作溫度范圍。

8．支持齊全的傳輸距離（0～120公里）。

光纖收發(fā)器vs光口交換機：

目前提到光纖收發(fā)器，人們常常不免會將光纖收發(fā)器與帶光口的交換機進行比較，下面主要談一下光纖收發(fā)器相對于光口交換機的優(yōu)勢。

首先，光纖收發(fā)器加普通交換機在價格上遠遠比光口交換機便宜，特別是有些光口交換機在加插光模塊后會損失一個甚至幾個電口，這樣可以使運營商在很大程度上減少前期投資。

其次，由于交換機的光模塊大多沒有統(tǒng)一標準，因此光模塊一旦損壞就需要從原廠商用相同的模塊更換，這樣給后期的維護帶來很大的麻煩。但光纖收發(fā)器不同廠商的設(shè)備之間在互連互通上已沒有問題，因此一旦損壞也可以用其他廠商的產(chǎn)品替代，維護起來非常容易。

還有，光纖收發(fā)器比光口交換機在傳輸距離上產(chǎn)品更加齊全。當然光口交換機在很多方面上也具有優(yōu)勢，如可統(tǒng)一管理、統(tǒng)一供電等，這里就不再討論了。

光纖收發(fā)器的發(fā)展趨勢：

光纖收發(fā)器產(chǎn)品在不斷的發(fā)展和完善中，用戶對設(shè)備也提出了很多新的要求。

首先，目前的光纖收發(fā)器產(chǎn)品還不夠智能。舉個例子，當光纖收發(fā)器的光路斷掉后，大多數(shù)產(chǎn)品另一端的電口仍然會保持開啟狀態(tài)，因此上層設(shè)備如路由器、交換機等依然還是會繼續(xù)向該電口發(fā)包，導致數(shù)據(jù)不可達。希望廣大設(shè)備提供商能在光纖收發(fā)器上實現(xiàn)自動切換，當光路DOWN掉后，電口自動向上報警，并阻止上層設(shè)備繼續(xù)向該端口發(fā)送數(shù)據(jù)，啟用冗余鏈路以保證業(yè)務(wù)不中斷。

其次，光纖收發(fā)器本身應(yīng)能更好地適應(yīng)實際的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。在實際工程中，光纖收發(fā)器的使用場所多為樓道內(nèi)或室外，供電情況十分復雜，這就需要各個廠商的設(shè)備最好能支持超寬的電源電壓，以適應(yīng)不穩(wěn)定的供電狀況。同時由于國內(nèi)很多地區(qū)會出現(xiàn)超高溫和超低溫的天氣情況，雷擊和電磁干擾的影響也是實際存在的，所有這些對收發(fā)器這種室外設(shè)備的影響都非常大，這就要求設(shè)備提供商在關(guān)鍵元器件的采用、電路布板和焊接以及結(jié)構(gòu)設(shè)計上都必須精心嚴格。

此外，在網(wǎng)管控制方面，用戶大都希望所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能通過統(tǒng)一的網(wǎng)管平臺來進行遠程的管理，即能夠?qū)⒐饫w收發(fā)器的MIB庫導入到整個網(wǎng)管信息數(shù)據(jù)庫中。因此在產(chǎn)品研發(fā)中需保證網(wǎng)管信息的標準化和兼容性。

光纖收發(fā)器在數(shù)據(jù)傳輸上打破了以太網(wǎng)電纜的百米局限性，依靠高性能的交換芯片和大容量的緩存，在真正實現(xiàn)無阻塞傳輸交換性能的同時，還提供了平衡流量、隔離沖突和檢測差錯等功能，保證數(shù)據(jù)傳輸時的高安全性和穩(wěn)定性。因此在很長一段時間內(nèi)光纖收發(fā)器產(chǎn)品仍將是實際網(wǎng)絡(luò)組建中不可缺少的一部分，相信今后的光纖收發(fā)器會朝著高智能、高穩(wěn)定性、可網(wǎng)管、低成本的方向繼續(xù)發(fā)展。

光纖收發(fā)器的選擇：

由于光纖收發(fā)器(Fiber Converter)為區(qū)域網(wǎng)絡(luò)連接器設(shè)備之一,所以必須考慮與周邊環(huán)境相互兼容性的配合,及本身產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性，反之：價格再低，也無法得到客戶的青睞！

1、本身是否支持全雙工及半雙工？

市面上有些芯片目前只能使用全雙工環(huán)境，無法支持半雙工，如接到其他品牌的交換機（SWITCH）或集先器（HUB），而它又使用半雙工模式，則一定會造成嚴重的沖突及丟包。

2．是否與其它光纖收發(fā)器做過連接測試？

目前市面上的光纖收發(fā)器收發(fā)器愈來愈多，如不同品牌的收發(fā)器相互的兼容性事前沒做過測試則也會產(chǎn)生丟包、傳輸時間過長、忽快忽慢等現(xiàn)象。

3、是否有防范丟包的安全裝置？

有些廠商在制造光纖收發(fā)器收發(fā)器時，為了降低成本，往外采用寄存器（Register）數(shù)據(jù)傳輸模式，這種方式最大的缺點就是傳輸時不穩(wěn)定、丟包，而最好的就是采用緩沖線路設(shè)計，可安全避免數(shù)據(jù)丟包。

4、溫度適應(yīng)能力？

光纖收發(fā)器本身使用時會產(chǎn)生高熱，溫度過高時（不能大與85°C），光纖收發(fā)器是否工作正常？是非常值得客戶考慮的因素！

5、是否有符合IEEE802.3u標準？

光纖收發(fā)器如符合IEEE802.3標準，即delay time控制在46bit，如超過46bit時，則表示光纖收發(fā)器所傳輸?shù)木嚯x會縮短�。�！

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