Optinenkytkimetkäytetään yleisesti Ethernetissäkytkimetsisältävät SFP, GBIC, XFP ja XENPAK.
Heidän täydelliset englanninkieliset nimensä:
SFP: Small Form Factor Pluggable Transceiver, Small Form Factor kytkettävä lähetin-vastaanotin
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet Interface Converter
XFP: 10 gigabitin pienimuotoinen Kytkettävä lähetin-vastaanotin 10 gigabitin Ethernet-liitäntä
Pieni paketti kytkettävä lähetin-vastaanotin
XENPAK: 10 Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10 Gigabit Ethernet-liitännän lähetin-vastaanotinpaketti.
Optinen kuituliitin
Valokuituliitin koostuu optisesta kuidusta ja pistokkeesta optisen kuidun molemmissa päissä, ja pistoke koostuu nastasta ja oheislukitusrakenteesta. Erilaisten lukitusmekanismien mukaan kuituoptiset liittimet voidaan jakaa FC-tyyppiin, SC-tyyppiin, LC-tyyppiin, ST-tyyppiin ja KTRJ-tyyppiin.
FC-liitin käyttää kierrelukitusmekanismia, se on optisen kuidun liikkuva liitin, joka keksittiin aiemmin ja jota käytettiin eniten.
SC on NTT:n kehittämä suorakaiteen muotoinen liitos. Se voidaan kytkeä ja irrottaa suoraan ilman ruuviliitosta. FC-liittimeen verrattuna siinä on pieni käyttötila ja helppokäyttöinen. Halvemmat Ethernet-tuotteet ovat hyvin yleisiä.
LC on LUCENTin kehittämä Mini-tyyppinen SC-liitin. Se on pienempi koko ja sitä on käytetty laajasti järjestelmässä. Se on suunta valokuituaktiivisten liittimien kehittämiselle tulevaisuudessa. Halvemmat Ethernet-tuotteet ovat hyvin yleisiä.
ST-liitin on AT & T:n kehittämä ja se käyttää bajonettityyppistä lukitusmekanismia. Pääparametrit vastaavat FC- ja SC-liittimiä, mutta se ei ole yleisesti käytössä yrityksissä. Sitä käytetään yleensä monitilalaitteissa yhteyden muodostamiseen muiden valmistajien kanssa. Käytetään enemmän telakointiin.
KTRJ:n tapit ovat muovia. Ne on sijoitettu terästapeilla. Liitäntäkertojen lisääntyessä liitospinnat kuluvat, eikä niiden pitkäkestoisuus ole yhtä hyvä kuin keraamisten nastaliittimien.
Kuitutietoa
Optinen kuitu on johdin, joka välittää valoaaltoja. Optinen kuitu voidaan jakaa yksimuotokuituun ja monimuotokuituun optisen lähetyksen tilasta.
Yksimuotokuidussa on vain yksi perustavanlaatuinen optinen siirtomuoto, eli valo siirtyy vain kuidun sisäydintä pitkin. Koska tilahajotus on täysin vältetty ja yksimuotokuidun siirtokaista on leveä, se soveltuu nopeaan ja pitkän matkan kuituviestintään.
Monimuotokuidussa on useita optisia siirtotiloja. Hajaantumisesta tai poikkeavuuksista johtuen tällä kuidulla on huono lähetyskyky, kapea taajuuskaista, pieni lähetysnopeus ja lyhyt etäisyys.
Optisen kuidun ominaisparametrit
Optisen kuidun rakenne piirretään esivalmistetuilla kvartsikuitutangoilla. Tiedonsiirtoon käytetyn monimuotokuidun ja yksimuotokuidun ulkohalkaisija on 125 μm.
Ohut runko on jaettu kahteen osaan: ydin ja verhouskerros. Yksimuotokuidun ytimen halkaisija on 8 ~ 10 μm, ja monimuotokuidun ytimen halkaisijalla on kaksi standardia. Sydänhalkaisijat ovat 62,5 μm (amerikkalainen standardi) ja 50 μm (eurooppalainen standardi).
Liitäntäkuitujen tekniset tiedot on kuvattu seuraavasti: 62,5 μm / 125 μm monimuotokuitu, jossa 62,5 μm viittaa kuidun ytimen halkaisijaan ja 125 μm viittaa kuidun ulkohalkaisijaan.
Yksimuotokuitu käyttää aallonpituutta 1310nm tai 1550nm.
Monimuotokuidut käyttävät enimmäkseen 850 nm valoa.
Väri voidaan erottaa yksimuotokuidusta ja monimuotokuidusta. Yksimuotokuidun ulkorunko on keltainen ja monimuotokuidun ulkorunko on oranssinpunainen.
Gigabitin optinen portti
Gigabitin optiset portit voivat toimia sekä pakotetussa että itse sovitussa tilassa. 802.3-spesifikaatioissa Gigabitin optinen portti tukee vain 1000M nopeutta ja tukee kahta full-duplex (Full) ja half-duplex (Half) duplex-tilaa.
Perimmäisin ero automaattisen neuvottelun ja pakotuksen välillä on, että koodivirrat, jotka lähetetään, kun nämä kaksi muodostavat fyysisen linkin, ovat erilaisia. Automaattinen neuvottelutila lähettää / C / -koodin, joka on konfigurointikoodivirta, kun taas pakottava tila lähettää / I / -koodin, joka on tyhjäkäyntikoodivirta.
Gigabitin optisen portin automaattinen neuvotteluprosessi
Ensinnäkin molemmat päät asetetaan automaattiseen neuvottelutilaan
Osapuolet lähettävät / C / koodivirtoja toisilleen. Jos vastaanotetaan 3 peräkkäistä / C / -koodia ja vastaanotetut koodivirrat vastaavat paikallista työtilaa, ne palaavat toiselle osapuolelle / C / -koodilla ja Ack-vastauksella. Vastaanotettuaan Ack-viestin vertaiskumppani katsoo, että nämä kaksi voivat kommunikoida keskenään ja asettaa portin UP-tilaan.
Toiseksi, aseta toinen pää automaattiseen neuvotteluun ja toinen pää pakolliseksi
Itsestään neuvotteleva pää lähettää / C / -virran ja pakottava pää lähettää / I / -virran. Pakottava pää ei voi tarjota paikalliselle päälle paikallisen pään neuvottelutietoja, eikä se voi palauttaa Ack-vastausta etäpäähän, joten itseneuvottelupää on DOWN. Itse pakottava pää voi kuitenkin tunnistaa / C / -koodin ja katsoo, että vertaispää on portti, joka vastaa itseään, joten paikallinen pääteportti asetetaan suoraan UP-tilaan.
Kolmanneksi molemmat päät on asetettu pakkotilaan
Molemmat osapuolet lähettävät / I / stream toisilleen. Vastaanotettuaan / I / -virran, toinen pää pitää vertaisporttia itseään sopivana porttina ja asettaa paikallisen portin suoraan UP-tilaan.
Miten kuitu toimii?
Viestinnän optiset kuidut koostuvat hiusmaisista lasifilamenteista, jotka on päällystetty suojaavalla muovikerroksella. Lasifilamentti koostuu olennaisesti kahdesta osasta: ytimen halkaisija on 9-62,5 μm ja matalan taitekertoimen lasimateriaali, jonka halkaisija on 125 μm. Vaikka optisia kuituja on muitakin tyyppejä käytettyjen materiaalien ja eri kokojen mukaan, yleisimmät mainitaan tässä. Valo välittyy kuidun ydinkerroksessa "täyssisäisen heijastuksen" tilassa, eli sen jälkeen, kun valo on päässyt kuidun toiseen päähän, se heijastuu edestakaisin ytimen ja verhouksen rajapintojen välillä ja välittyy sitten kuidun toinen pää. Optista kuitua, jonka sydämen halkaisija on 62,5 μm ja kuoren ulkohalkaisija 125 μm, kutsutaan 62,5 / 125 μm valoksi.
Mitä eroa on monimuoto- ja yksimuotokuidun välillä?
Monitila:
Kuituja, jotka voivat levitä satoja tai tuhansia moodeja kutsutaan monimuotokuiduiksi (MM). Taitekertoimen säteittäisen jakautumisen mukaan ytimessä ja verhouksessa se voidaan jakaa porrastettuun monimuotokuituun ja lajiteltuun monimuotokuituun. Lähes kaikki monimuotokuitukoot ovat 50/125 μm tai 62,5 / 125 μm ja kaistanleveys (kuidun välittämä tiedon määrä) on yleensä 200 MHz - 2 GHz. Monimuotoiset optiset lähetin-vastaanottimet voivat lähettää jopa 5 kilometriä monimuotokuidun kautta. Käytä valonlähteenä valodiodia tai laseria.
Yksittäinen tila:
Kuituja, jotka voivat levitä vain yhden moodin, kutsutaan yksimuotokuiduiksi. Tavallisten yksimuotokuitujen (SM) taitekerroinprofiili on samanlainen kuin askeltyyppisten kuitujen, paitsi että ytimen halkaisija on paljon pienempi kuin monimuotokuitujen.
Yksimuotokuidun koko on 9-10 / 125 μm, ja sen ominaisuudet ovat ääretön kaistanleveys ja pienempi häviö kuin monimuotokuidulla. Yksimuotoisia optisia lähetin-vastaanottimia käytetään enimmäkseen pitkän matkan lähetyksessä, joskus 150-200 kilometrin päässä. Käytä valonlähteenä LD- tai LED-valoa kapealla spektriviivalla.
Ero ja yhteys:
Yksimuotoiset laitteet voivat yleensä toimia yksimuotokuidulla tai monimuotokuidulla, kun taas monimuotolaitteet on rajoitettu toimimaan monimuotokuidulla.
Mikä on siirtohäviö käytettäessä optisia kaapeleita?
Tämä riippuu läpäisevän valon aallonpituudesta ja käytetyn kuidun tyypistä.
850 nm:n aallonpituus monimuotokuidulle: 3,0 dB / km
1310 nm:n aallonpituus monimuotokuidulle: 1,0 dB / km
1310 nm:n aallonpituus yksimuotokuidulle: 0,4 dB / km
1550 nm:n aallonpituus yksimuotokuidulle: 0,2 dB / km
Mikä on GBIC?
GBIC on lyhenne sanoista Giga Bitrate Interface Converter, joka on liitäntälaite, joka muuntaa gigabitin sähköiset signaalit optisiksi signaaleiksi. GBIC on suunniteltu kuumaliitäntään. GBIC on vaihdettava tuote, joka on kansainvälisten standardien mukainen. GigabitkytkimetGBIC-liitännällä suunnitellut vievät suuren markkinaosuuden markkinoilla joustavan vaihtonsa ansiosta.
Mikä on SFP?
SFP on lyhenne sanoista SMALL FORM PLUGGABLE, joka voidaan yksinkertaisesti ymmärtää GBIC:n päivitetyksi versioksi. SFP-moduulin koko on puolitettu GBIC-moduuliin verrattuna, ja porttien määrä voidaan yli kaksinkertaistaa samassa paneelissa. Muut SFP-moduulin toiminnot ovat periaatteessa samat kuin GBIC:n. Jotkutkytkinvalmistajat kutsuvat SFP-moduulia mini-GBIC:ksi (MINI-GBIC).
Tulevien optisten moduulien tulee tukea hot pluggingia, eli moduuli voidaan kytkeä tai irrottaa laitteesta katkaisematta virransyöttöä. Koska optinen moduuli on hot pluggable, verkon ylläpitäjät voivat päivittää ja laajentaa järjestelmää sulkematta verkkoa. Käyttäjällä ei ole mitään merkitystä. Hot-swap-ominaisuus myös yksinkertaistaa yleistä ylläpitoa ja antaa loppukäyttäjille mahdollisuuden hallita lähetin-vastaanotinmoduulejaan paremmin. Samaan aikaan tämän hot-swap-suorituskyvyn ansiosta tämän moduulin avulla verkon ylläpitäjät voivat tehdä yleisiä suunnitelmia lähetinvastaanottimen kustannuksista, linkkien etäisyyksistä ja kaikista verkkotopologioista verkon päivitysvaatimusten perusteella ilman, että emolevyjä tarvitsee vaihtaa kokonaan.
Tätä hot-swapia tukevat optiset moduulit ovat tällä hetkellä saatavilla GBIC:ssä ja SFP:ssä. Koska SFP ja SFF ovat suunnilleen samankokoisia, ne voidaan kytkeä suoraan piirilevyyn, mikä säästää tilaa ja aikaa pakkauksessa, ja niillä on laaja valikoima sovelluksia. Siksi sen tulevaa kehitystä kannattaa odottaa, ja se voi jopa uhata SFF-markkinoita.
Pienikokoinen SFF (Small Form Factor) optinen moduuli käyttää edistynyttä tarkkuusoptiikkaa ja piiriintegraatioteknologiaa, koko on vain puolet tavallisen duplex SC (1X9) kuituoptisen lähetin-vastaanotinmoduulin koosta, joka voi kaksinkertaistaa optisten porttien määrän samassa tilassa. Lisää linjaporttitiheyttä ja pienennä järjestelmän kustannuksia porttia kohden. Ja koska SFF-pienpakettimoduuli käyttää kupariverkon kaltaista KT-RJ-liitäntää, koko on sama kuin tavallinen tietokoneverkon kupariliitäntä, mikä edistää olemassa olevien kuparipohjaisten verkkolaitteiden siirtymistä nopeampiin kuituihin. optiset verkot. Vastatakseen verkon kaistanleveysvaatimusten dramaattiseen kasvuun.
Verkkoliitäntälaitteen liitäntätyyppi
BNC-liitäntä
BNC-liitäntä tarkoittaa koaksiaalikaapeliliitäntää. BNC-liitäntää käytetään 75 ohmin koaksiaalikaapeliliitäntään. Se tarjoaa kaksi kanavaa: vastaanotto (RX) ja lähetys (TX). Sitä käytetään epäsymmetristen signaalien liittämiseen.
Kuituliitäntä
Kuituliitäntä on fyysinen liitäntä, jota käytetään valokaapelien liittämiseen. Tyyppejä on yleensä useita, kuten SC, ST, LC, FC. 10Base-F-liitännässä liitin on yleensä ST-tyyppinen, ja toinen pää FC on kytketty kuituoptiseen patch-paneeliin. FC on lyhenne sanoista FerruleConnector. Ulkoinen vahvistusmenetelmä on metalliholkki ja kiinnitystapa ruuvinappi. ST-liitäntää käytetään yleensä 10Base-F:lle, SC-liitäntää käytetään yleensä 100Base-FX:lle ja GBIC:lle, LC:tä käytetään yleensä SFP:lle.
RJ-45 liitäntä
RJ-45-liitäntä on yleisimmin käytetty Ethernet-liitäntä. RJ-45 on yleisesti käytetty nimi, joka viittaa IEC (60) 603-7:n mukaiseen standardointiin käyttäen 8 kansainvälisen liitinstandardin määrittelemää paikkaa (8 nastaa). Modulaarinen liitin tai pistoke.
RS-232 liitäntä
RS-232-C-liitäntä (tunnetaan myös nimellä EIA RS-232-C) on yleisimmin käytetty sarjaliikenneliitäntä. Se on sarjaliikennestandardi, jonka American Electronics Industry Association (EIA) on kehittänyt yhdessä Bell-järjestelmien, modeemivalmistajien ja tietokonepäätevalmistajien kanssa vuonna 1970. Sen koko nimi on "serial binary data exchange interface teknologiastandardi datapäätelaitteiden (DTE) ja tietoliikennelaitteiden (DCE) välillä". Standardi edellyttää, että 25-nastaista DB25-liitintä käytetään liittimen kunkin nastan signaalisisällön sekä eri signaalien tason määrittämiseen.
RJ-11-liitäntä
RJ-11-liitäntää kutsumme yleensä puhelinlinjaliitännäksi. RJ-11 on yleisnimi Western Electricin kehittämälle liittimelle. Sen ääriviivat määritellään 6-nastaiseksi liitäntälaitteeksi. Alun perin nimeltään WExW, jossa x tarkoittaa "aktiivista", kosketus- tai langoitusneulaa. Esimerkiksi WE6W:ssä on kaikki 6 kosketinta, numeroitu 1-6, WE4W-liitäntä käyttää vain 4 nastaa, kahta ulointa kosketinta (1 ja 6) ei käytetä, WE2W käyttää vain kahta keskimmäistä nastaa (eli puhelinlinjaliitäntää varten) .
CWDM ja DWDM
Internetin IP-datapalvelujen nopean kasvun myötä voimajohtojen kaistanleveyden kysyntä on lisääntynyt. Vaikka DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) -tekniikka on tehokkain tapa ratkaista linjan kaistanleveyden laajennusongelma, CWDM (Coarse Wavelength Division Multiplexing) -tekniikalla on etuja DWDM:ään verrattuna järjestelmän kustannusten ja ylläpidettävyyden kannalta.
Sekä CWDM että DWDM kuuluvat aallonpituusjakoisen multipleksointiteknologiaan, ja ne voivat kytkeä eri aallonpituuksia valoa yksiytimeksi kuiduksi ja välittää ne yhdessä.
CWDM:n uusin ITU-standardi on G.695, joka määrittelee 18 aallonpituuskanavaa 20 nm:n välein 1271-1611nm. Tavallisten G.652-optisten kuitujen vesihuippuvaikutus huomioon ottaen käytetään yleensä 16 kanavaa. Suuren kanavavälin vuoksi multipleksointi- ja demultipleksointilaitteet ja laserit ovat halvempia kuin DWDM-laitteet.
DWDM:n kanavavälit ovat erilaisia, kuten 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm jne. Väli on pieni ja lisäaallonpituussäätölaitteita tarvitaan. Siksi DWDM-tekniikkaan perustuvat laitteet ovat kalliimpia kuin CWDM-tekniikkaan perustuvat laitteet.
PIN-valodiodi on kerros kevyesti seostettua N-tyyppistä materiaalia P-tyypin ja N-tyypin puolijohteen välissä, jolla on korkea seostuspitoisuus, jota kutsutaan I (intrinsic) -kerrokseksi. Koska se on kevyesti seostettu, elektronipitoisuus on erittäin alhainen ja diffuusion jälkeen muodostuu laaja tyhjennyskerros, joka voi parantaa sen vastenopeutta ja muunnostehokkuutta.
APD-vyöryvalodiodeissa ei ole vain optista/sähköistä muunnosa, vaan myös sisäinen vahvistus. Vahvistus saadaan aikaan putken sisällä olevalla lumivyöryvaikutelmalla. APD on valodiodi, jossa on vahvistus. Kun optisen vastaanottimen herkkyys on korkea, APD auttaa pidentämään järjestelmän lähetysetäisyyttä.