Optickýpřepínačeběžně používané v Ethernetupřepínačezahrnují SFP, GBIC, XFP a XENPAK.
Jejich celé anglické názvy:
SFP: Small Form-factorPluggable transceiver, small form factor zásuvný transceiver
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10gigabitový smallForm-factor Zásuvný transceiver 10gigabitové ethernetové rozhraní
Zásuvný transceiver v malém balení
XENPAK: 10gigabitový EtherNet Transceiver Package Balíček sady transceiveru pro 10gigabitové rozhraní Ethernet.
Konektor pro optické vlákno
Konektor optického vlákna se skládá z optického vlákna a zástrčky na obou koncích optického vlákna a zástrčka se skládá z kolíku a obvodové uzamykací struktury. Podle různých uzamykacích mechanismů lze konektory optických vláken rozdělit na typ FC, typ SC, typ LC, typ ST a typ KTRJ.
FC konektor využívá mechanismus zamykání závitu, je to pohyblivý konektor s optickým vláknem, který byl vynalezen dříve a nejvíce používaný.
SC je pravoúhlý spoj vyvinutý společností NTT. Může být přímo zapojen a odpojen bez šroubového spojení. Ve srovnání s FC konektorem má malý operační prostor a snadno se používá. Low-end ethernetové produkty jsou velmi běžné.
LC je konektor typu Mini SC vyvinutý společností LUCENT. Má menší velikost a byl v systému široce používán. Je to směr pro vývoj aktivních konektorů z optických vláken v budoucnosti. Low-end ethernetové produkty jsou velmi běžné.
Konektor ST byl vyvinut společností AT & T a používá bajonetový uzamykací mechanismus. Hlavní parametry jsou ekvivalentní FC a SC konektorům, ale ve firmách se běžně nepoužívá. Obvykle se používá pro vícerežimová zařízení pro spojení s jinými výrobci Používá se spíše při dokování.
Kolíky KTRJ jsou plastové. Jsou umístěny pomocí ocelových kolíků. S rostoucím počtem spojování se dosedací plochy opotřebovávají a jejich dlouhodobá stabilita není tak dobrá jako u keramických kolíkových konektorů.
Znalost vláken
Optické vlákno je vodič, který přenáší světelné vlny. Optické vlákno lze z režimu optického přenosu rozdělit na jednovidové vlákno a vícevidové vlákno.
U jednovidového vlákna existuje pouze jeden základní způsob optického přenosu, to znamená, že světlo je přenášeno pouze podél vnitřního jádra vlákna. Protože je zcela vyloučen rozptyl vidů a přenosové pásmo jednovidového vlákna je široké, je vhodné pro vysokorychlostní a dálkovou vláknovou komunikaci.
V multimodovém vláknu existuje několik režimů optického přenosu. Kvůli disperzi nebo aberacím má toto vlákno špatný přenosový výkon, úzké frekvenční pásmo, malou přenosovou rychlost a krátkou vzdálenost.
Charakteristické parametry optického vlákna
Struktura optického vlákna je tažena prefabrikovanými křemennými vláknovými tyčemi. Vnější průměr multimódového vlákna a jednovidového vlákna použitého pro komunikaci je 125 μm.
Tenké tělo je rozděleno do dvou oblastí: jádro a plášťová vrstva. Průměr jádra jednovidového vlákna je 8 ~ 10 μm a průměr jádra vícevidového vlákna má dvě standardní specifikace. Průměr jádra je 62,5μm (americký standard) a 50μm (evropský standard).
Specifikace vláken rozhraní jsou popsány následovně: 62,5 μm / 125 μm multimódové vlákno, kde 62,5 μm označuje průměr jádra vlákna a 125 μm označuje vnější průměr vlákna.
Jednovidové vlákno používá vlnovou délku 1310 nm nebo 1550 nm.
Multimode vlákna využívají většinou světlo 850 nm.
Barvu lze odlišit od jednovidového vlákna a vícevidového vlákna. Vnější tělo jednovidového vlákna je žluté a vnější tělo vícevidového vlákna je oranžovo-červené.
Gigabitový optický port
Gigabitové optické porty mohou pracovat ve vynuceném i samostatném režimu. Ve specifikaci 802.3 podporuje gigabitový optický port pouze rychlost 1000 M a podporuje dva plně duplexní (Full) a poloviční duplexní (Half) duplexní režimy.
Nejzásadnější rozdíl mezi automatickým vyjednáváním a vynucováním je v tom, že proudy kódu odeslané při navázání fyzického spojení se liší. Režim automatického vyjednávání odesílá kód / C /, což je proud konfiguračního kódu, zatímco režim nucení odesílá kód / I /, což je proud nečinného kódu.
Proces automatického vyjednávání gigabitového optického portu
Nejprve jsou oba konce nastaveny do režimu automatického vyjednávání
Obě strany si navzájem posílají / C / kódové proudy. Pokud jsou přijaty 3 po sobě jdoucí / C / kódy a přijaté toky kódů odpovídají místnímu pracovnímu režimu, vrátí se druhé straně s / C / kódem s odpovědí Ack. Po obdržení zprávy Ack partner zváží, že spolu mohou komunikovat a nastaví port do stavu UP.
Za druhé, nastavte jeden konec na automatické vyjednávání a jeden konec na povinný
Samovyjednávací konec posílá / C / stream a vynucující konec posílá / I / stream. Vynucovací konec nemůže poskytnout místnímu konci informace o vyjednávání místního konce, ani nemůže vrátit odpověď potvrzení vzdálenému konci, takže konec samovyjednávání je DOWN. Samotný vynucovací konec však může identifikovat kód / C / a považuje za rovnocenný konec port, který se shoduje sám se sebou, takže místní koncový port je přímo nastaven na stav UP.
Za třetí, oba konce jsou nastaveny na vynucený režim
Obě strany si navzájem posílají / I / streamují. Po přijetí datového proudu / I / jeden konec považuje peer za port, který se sám sobě shoduje, a přímo nastaví místní port do stavu UP.
Jak vláknina funguje?
Optická vlákna pro komunikaci se skládají z vlasových skleněných vláken pokrytých ochrannou plastovou vrstvou. Skleněné vlákno se v podstatě skládá ze dvou částí: průměru jádra 9 až 62,5 μm a skleněného materiálu s nízkým indexem lomu o průměru 125 μm. Ačkoli existují některé další typy optických vláken podle použitých materiálů a různých velikostí, zde jsou uvedeny ty nejběžnější. Světlo je přenášeno v jádrové vrstvě vlákna v režimu „totálního vnitřního odrazu“, to znamená, že když světlo vstoupí na jeden konec vlákna, odrazí se tam a zpět mezi rozhraním jádra a pláště a poté se přenese do druhý konec vlákna. Optické vlákno s průměrem jádra 62,5 μm a vnějším průměrem pláště 125 μm se nazývá světlo 62,5 / 125 μm.
Jaký je rozdíl mezi multimódovým a jednovidovým vláknem?
Multimode:
Vlákna, která mohou šířit stovky až tisíce módů, se nazývají multimode (MM) vlákna. Podle radiálního rozložení indexu lomu v jádře a plášti jej lze rozdělit na stupňovité multimode vlákno a odstupňované multimode vlákno. Téměř všechny velikosti multimódových vláken jsou 50/125 μm nebo 62,5 / 125 μm a šířka pásma (množství informací přenášených vláknem) je obvykle 200 MHz až 2 GHz. Multimódové optické transceivery mohou přenášet až 5 kilometrů přes vícevidové vlákno. Jako zdroj světla použijte světelnou diodu nebo laser.
Jediný režim:
Vlákna, která se mohou šířit pouze jedním videm, se nazývají jednovidová vlákna. Profil indexu lomu standardních jednovidových (SM) vláken je podobný jako u stupňovitých vláken, kromě toho, že průměr jádra je mnohem menší než u multividových vláken.
Velikost jednovidového vlákna je 9-10 / 125 μm a má vlastnosti nekonečné šířky pásma a nižší ztráty než multividové vlákno. Jednomódové optické transceivery se většinou používají pro přenos na dlouhé vzdálenosti, někdy dosahující 150 až 200 kilometrů. Jako zdroj světla použijte LD nebo LED s úzkou spektrální čárou.
Rozdíl a spojení:
Jednorežimové zařízení může obvykle běžet na jednovidovém vláknu nebo vícevidovém vláknu, zatímco vícevidové zařízení je omezeno na provoz na vícevidovém vláknu.
Jaká je přenosová ztráta při použití optických kabelů?
To závisí na vlnové délce procházejícího světla a typu použitého vlákna.
Vlnová délka 850nm pro multimódové vlákno: 3,0 dB/km
Vlnová délka 1310nm pro multimódové vlákno: 1,0 dB/km
Vlnová délka 1310nm pro jednovidové vlákno: 0,4 dB/km
Vlnová délka 1550nm pro jednovidové vlákno: 0,2 dB/km
Co je GBIC?
GBIC je zkratka Giga Bitrate Interface Converter, což je zařízení rozhraní, které převádí gigabitové elektrické signály na optické signály. GBIC je určen pro připojení za provozu. GBIC je zaměnitelný produkt, který vyhovuje mezinárodním standardům. Gigabitpřepínačenavržené s rozhraním GBIC zaujímají velký podíl na trhu díky své flexibilní výměně.
Co je SFP?
SFP je zkratka SMALL FORM PLUGGABLE, což lze zjednodušeně chápat jako vylepšenou verzi GBIC. Velikost SFP modulu je oproti GBIC modulu zmenšena na polovinu a počet portů lze na stejném panelu více než zdvojnásobit. Ostatní funkce modulu SFP jsou v zásadě stejné jako funkce GBIC. Nějakýpřepínačvýrobci nazývají modul SFP mini-GBIC (MINI-GBIC).
Budoucí optické moduly musí podporovat hot plugging, to znamená, že modul lze připojit nebo odpojit od zařízení bez přerušení napájení. Protože je optický modul připojitelný za provozu, správci sítě mohou upgradovat a rozšířit systém bez uzavření sítě. Uživatel nedělá žádný rozdíl. Hot swap také zjednodušuje celkovou údržbu a umožňuje koncovým uživatelům lépe spravovat jejich moduly transceiveru. Zároveň díky tomuto výkonu výměny za provozu umožňuje tento modul správcům sítě vytvářet celkové plány nákladů na transceivery, vzdálenosti spojů a všech topologií sítě na základě požadavků na upgrade sítě, aniž by museli kompletně vyměňovat systémové desky.
Optické moduly, které podporují tento hot-swap, jsou aktuálně dostupné v GBIC a SFP. Vzhledem k tomu, že SFP a SFF mají přibližně stejnou velikost, lze je přímo zapojit do obvodové desky, což šetří místo a čas na obalu, a mají širokou škálu aplikací. Jeho budoucí vývoj je proto na co se těšit a může dokonce ohrozit trh SFF.
Optický modul SFF (Small Form Factor) v malém balení využívá pokročilou přesnou optiku a technologii integrace obvodů, velikost je pouze poloviční oproti běžnému duplexnímu SC (1X9) optickému transceiveru modulu, který dokáže zdvojnásobit počet optických portů ve stejném prostoru. Zvyšte hustotu linkových portů a snižte systémové náklady na port. A protože modul malého balíčku SFF používá rozhraní KT-RJ podobné měděné síti, velikost je stejná jako u běžného měděného rozhraní počítačové sítě, což přispívá k přechodu stávajícího síťového zařízení na bázi mědi na vysokorychlostní vlákno. optické sítě. Pro splnění dramatického nárůstu požadavků na šířku pásma sítě.
Typ rozhraní zařízení pro připojení k síti
BNC rozhraní
Rozhraní BNC označuje rozhraní koaxiálního kabelu. Rozhraní BNC se používá pro připojení koaxiálního kabelu 75 ohmů. Poskytuje dva kanály příjmu (RX) a vysílání (TX). Používá se pro připojení nesymetrických signálů.
Vláknové rozhraní
Vláknové rozhraní je fyzické rozhraní používané k připojení optických kabelů. Obvykle existuje několik typů jako SC, ST, LC, FC. Pro připojení 10Base-F je konektor obvykle typu ST a druhý konec FC je připojen k propojovacímu panelu z optických vláken. FC je zkratka FerruleConnector. Metodou vnější výztuže je kovová objímka a metodou upevnění je šroubovací knoflík. Rozhraní ST se obvykle používá pro 10Base-F, rozhraní SC se obvykle používá pro 100Base-FX a GBIC, LC se obvykle používá pro SFP.
Rozhraní RJ-45
Rozhraní RJ-45 je nejběžněji používané rozhraní pro Ethernet. RJ-45 je běžně používaný název, který odkazuje na standardizaci podle IEC (60) 603-7 pomocí 8 pozic (8 pinů) definovaných mezinárodním standardem konektorů. Modulární konektor nebo zástrčka.
Rozhraní RS-232
Rozhraní RS-232-C (také známé jako EIA RS-232-C) je nejběžněji používané sériové komunikační rozhraní. Je to standard pro sériovou komunikaci, který společně vyvinula American Electronics Industry Association (EIA) v roce 1970 ve spolupráci se systémy Bell, výrobci modemů a výrobci počítačových terminálů. Jeho úplný název je „standard technologie sériového rozhraní pro binární výměnu dat mezi datovým koncovým zařízením (DTE) a zařízením pro datovou komunikaci (DCE)“. Norma stanoví, že 25pinový konektor DB25 se používá ke specifikaci obsahu signálu každého pinu konektoru a také úrovně různých signálů.
Rozhraní RJ-11
Rozhraní RJ-11 je to, co obvykle nazýváme rozhraním telefonní linky. RJ-11 je obecný název pro konektor vyvinutý společností Western Electric. Jeho obrys je definován jako 6pinové spojovací zařízení. Původně nazvaný WExW, kde x znamená „aktivní“, kontaktní nebo navlékací jehla. Například WE6W má všech 6 kontaktů, očíslovaných 1 až 6, rozhraní WE4W používá pouze 4 piny, dva krajní kontakty (1 a 6) se nepoužívají, WE2W používá pouze prostřední dva piny (tedy pro rozhraní telefonní linky) .
CWDM a DWDM
S rychlým růstem datových služeb IP na internetu vzrostla poptávka po šířce pásma přenosové linky. Přestože technologie DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) je nejúčinnější metodou pro řešení problému rozšíření šířky pásma linky, technologie CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) má oproti DWDM výhody z hlediska systémových nákladů a údržby.
CWDM i DWDM patří k technologii multiplexování s dělením vlnových délek a dokážou spojit různé vlnové délky světla do jednojádrového vlákna a přenášet je společně.
Nejnovější standard ITU CWDM je G.695, který specifikuje 18 vlnových kanálů s 20nm intervalem od 1271nm do 1611nm. S ohledem na efekt vodní špičky běžných optických vláken G.652 se obecně používá 16 kanálů. Kvůli velkému rozestupu kanálů jsou zařízení pro multiplexování a demultiplexování a lasery levnější než zařízení DWDM.
Interval kanálu DWDM má různé intervaly, jako je 0,4nm, 0,8nm, 1,6nm atd. Interval je malý a jsou zapotřebí další zařízení pro řízení vlnové délky. Zařízení založené na technologii DWDM je proto dražší než zařízení založené na technologii CWDM.
PIN fotodioda je vrstva lehce dopovaného materiálu typu N mezi polovodičem typu P a typu N s vysokou koncentrací dopingu, která se nazývá I (Intrinsic) vrstva. Protože je lehce dopován, je koncentrace elektronů velmi nízká a po difúzi se vytvoří široká ochuzená vrstva, která může zlepšit rychlost odezvy a účinnost konverze.
APD lavinové fotodiody mají nejen optickou / elektrickou konverzi, ale také vnitřní zesílení. Zesílení je dosaženo lavinový multiplikační efekt uvnitř trubice. APD je fotodioda se ziskem. Když je citlivost optického přijímače vysoká, APD pomáhá prodloužit přenosovou vzdálenost systému.