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光纤组网的基础知识

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GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写,是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用 GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活,在市场上占有较大的市场分额。 SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写,可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块减少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数 量。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC(MINI-GBIC)。

GBIC一般是SC口;SFP一般是LC接口

光纤连接器,也就是接入光模块的光纤接头,也有好多种,且相互之间不可以互用。不是经常接触光纤的人可能会误以为GBIC和SFP模块的光纤连接器是同一种,其实不是的。SFP模块接LC光纤连接器,而GBIC接的是SC光纤光纤连接器。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明:

① FC型光纤连接器

FC是Ferrule Connector的缩写,表明其外部加强方式是采用金属套,紧固方式为螺丝扣。最早,FC类型的连接器,采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式 (FC)。此类连接器结构简单,操作方便,制作容易,但光纤端面对微尘较为敏感,且容易产生菲涅尔反射,提高回波损耗性能较为困难。后来,对该类型连接器做了改进,采用对接端面呈球面的插针(PC),而外部结构没有改变,使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。

② SC型光纤连接器

也就是连接GBIC光模块的连接器,它的外壳呈矩形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同,其中插针的端面多采用PC型或APC型研磨方式;紧固方式是采用插拔销闩式,不须旋转。此类连接器价格低廉,插拔操作方便,介入损耗波动小,抗压强度较高,安装密度高。

③ ST型光纤连接器

常用于光纤配线架,外壳呈圆形,所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同,其中插针的端面多采用PC型或APC型研磨方式;紧固方式为螺丝扣。

④ LC型光纤连接器

也就是连接SFP模块的连接器,它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。该连接器所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半,为1.25m,提高了光配线架中光纤连接器的密度。

关于模块的手册 ( From H3C)

表1-1 可插拔模块类型

说明 千兆SFP光模块 百兆SFP光模块 小型封装可热插拔光收发一体模块(Transceiver) 接口类型 LC接口 插拔模块类型 FP(Small Form-factor luggable,小型封装可热插插拔模块类型 拔)模块 说明 千兆BIDI光模块 BIDI(Bi-direction,双向传输)光收发一体模块 百兆BIDI光模块 千兆CWDM(Coarse Wavelength Division 千兆CWDM光模块 Multiplexing,粗波分复用)光收发一体模块 - SFP电口模块 支持SFP-STACK-Kit一款,该模块与传输线SFP堆叠模块 缆固定连接在一起,专用于设备间的互连 GBIC光模块 可热插拔,光收发一体模块 BIC(Gigabit Interface onverter,千兆以太网接口GBIC电口模块 可热插拔 转换器)模块 GBIC堆叠模块 可热插拔,专用于设备间的互连 P(10-Gigabit Small Form-factor Pluggable,万兆以太网接口万兆以太网接口小型封装可热插拔光收发型封装可热插拔)模块 一体模块 NPAK(10 Gigabit Ethernet Transceiver Package,万兆以太光转发器(Transponder),可热插拔 接口收发器集合封装)模块 光模块概念介绍

目前常规通用的光模块主要包括:光发送器,光接收器,Transceiver(光收发一体模块)以及Transponder(光转发器)。H3C低端系列以太网交换机主要支持Transceiver和Transponder两种光模块。

接口类型 RJ-45接口 - SC接口 RJ-45接口 HSSDC接口LC接口 SC接口 1. Transceiver(光收发一体模块)

Transceiver的主要功能是实现光电/电光变换,包括光功率控制、调制发送,信号探测、IV转换以及限幅放大判决再生功能,此外还有些防伪信息查询、TX-disable等功能,常见的有:SIP9、SFF、SFP、GBIC、XFP等。

2. Transponder(光转发器)

Transponder除了具有光电变换功能外,还集成了很多的信号处理功能,如:MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。常见的Transponder有:200/300pin,XENPAK,以及X2/XPAK等。

1.2.2 传输速率(Data Rate)

传输速率指每秒传输比特数,单位Mb/s或Gb/s。

1.2.3 传输距离

光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。一般认为2km及以下的为短距离,10~20km的为中距离,30km、40km及以上的为长距离。

光模块的传输距离受到限制,主要是因为光信号在光纤中传输时会有一定的损耗和色散。

损耗是光在光纤中传输时,由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失,这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。

色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等,从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端,导致脉冲展宽,进而无法分辨信号值。

因此,用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块,以满足不同的传输距离要求。

1.2.4 中心波长

中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模块的中心波长主要有三种:850nm波段、1310nm波段以及1550nm波段。

850nm波段:多用于短距离传输

1310nm和1550nm波段:多用于中长距离传输

1.2.5 接口指标

1. 输出光功率

输出光功率指光模块发送端光源的输出光功率,单位:dBm。

2. 接收灵敏度

接收灵敏度指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率,单位:dBm。一般情况下,速率越高接收灵敏度越差,即最小接收光功率越大,对于光模块接收端器件的要求也越高。

3. 受压灵敏度

受压灵敏度指输入信号在附加了抖动和垂直眼闭(vertical eye closure)劣化条件后测得的灵敏度值,单位:dBm。此概念仅针对于10G接口模块(XENPAK模块及XFP模块)。

4. 光饱和度

又称饱和光功率,指的是在一定的传输速率下,维持一定的误码率(10-10~10-12)时的最大输入光功率,单位:dBm。

需要注意的是,光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象,当出现此现象后,探测器需要一定的时间恢复,此时接收灵敏度下降,接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象,而且还非常容易损坏接收端探测器,在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。 注意:

对于长距光模块,由于其平均输出光功率一般大于其最大输入光功率(即光饱和度),因此请用户使用时关注光纤使用长度,以保证到达光模块的实际接收光功率小于其光饱和度,否则有可能造成光模块的损坏。

电口模块概念介绍

1.3.1 简介

电口模块用于电信号的传输,传输媒质为5类非屏蔽双绞线,相比光纤传输方式来说,双绞线传输的传输距离较小,只适用于小范围组网环境。 H3C低端系列以太网交换机支持两款电口模块:

SFP电口模块:SFP-GE-T GBIC电口模块:GBIC-T-A 1.3.2 传输速率(Data Rate)

H3C低端系列以太网交换机支持的两款电口模块,传输速率均为1250Mb/s。

1.3.3 传输距离

电信号在双绞线中的传输距离为100m,主要是因为电信号在双绞线中传输时存在衰减现象。 衰减(attenuation)是指经过一段时间或者距离后信号减弱。出现衰减的原因是:线缆本身对传输有一定的阻力,从而导致电线号沿线缆传输时逐渐减弱。若传输距离很长的话,信号强度会降得很低,致使信噪比降至可接受标准以下,无法正确分辨信号与噪声而产生误判。 因此,只有在传输距离较短的情况下才可以选择电口模块。

1.3.4 接口连接器类型

电口模块采用的连接器为RJ-45(Registered Jack,注册Jack)双绞线连接器。外观图如图1-3所示。

图1-3 RJ-45连接器外观图

堆叠模块介绍

堆叠模块为用户提供1个堆叠接口,用户可以通过堆叠接口将设备与其他的交换机连接,以获得更多的端口容量。堆叠模块专用于设备间的互连,一般传输距离很短。

图1-4 GBIC-STACK模块专用堆叠电缆(GBIC-STACK Cable)外观示意图

第2章 SFP模块

千兆SFP光模块 2.1.1 外观图

图2-1 千兆/百兆SFP光模块外观示意图

光纤组网的基础知识

GBIC是GigaBitrateInterfaceConverter的缩写,是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活,在市场上占有较大的市场分额。SFP是SMALLFORMPLUGGABLE的缩写,可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块
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