Optischschakelaarsvaak gebruikt in Ethernetschakelaarsomvatten SFP, GBIC, XFP en XENPAK.
Hun volledige Engelse namen:
SFP: Inplugbare transceiver met kleine vormfactor, inplugbare transceiver met kleine vormfactor
GBIC: GigaBit InterfaceConverter, Gigabit Ethernet-interfaceconverter
XFP: 10 Gigabit smallForm-factorInsteekbare transceiver 10 Gigabit Ethernet-interface
Inplugbare transceiver in klein pakket
XENPAK: 10-Gigabit EtherNetTransceiverPAcKage 10 Gigabit Ethernet-interfacetransceiversetpakket.
De optische vezelconnector
De optische vezelconnector bestaat uit een optische vezel en een plug aan beide uiteinden van de optische vezel, en de plug bestaat uit een pen en een perifere vergrendelingsstructuur. Volgens verschillende vergrendelingsmechanismen kunnen glasvezelconnectoren worden onderverdeeld in FC-type, SC-type, LC-type, ST-type en KTRJ-type.
FC-connector maakt gebruik van een draadvergrendelingsmechanisme, het is een beweegbare connector van optische vezels die eerder is uitgevonden en het meest wordt gebruikt.
SC is een rechthoekige voeg ontwikkeld door NTT. Hij kan zonder schroefaansluiting direct worden aangesloten en losgekoppeld. Vergeleken met de FC-connector heeft het een kleine bedieningsruimte en is het gemakkelijk te gebruiken. Low-end Ethernet-producten zijn heel gebruikelijk.
LC is een mini-type SC-connector ontwikkeld door LUCENT. Het heeft een kleiner formaat en wordt veel gebruikt in het systeem. Het is een richting voor de ontwikkeling van actieve glasvezelconnectoren in de toekomst. Low-end Ethernet-producten zijn heel gebruikelijk.
De ST-connector is ontwikkeld door AT & T en maakt gebruik van een bajonetsluiting. De belangrijkste parameters zijn gelijk aan die van FC- en SC-connectoren, maar worden niet vaak gebruikt in bedrijven. Het wordt meestal gebruikt voor multimode-apparaten om verbinding te maken met andere fabrikanten. Wordt vaker gebruikt bij het docken.
De pinnen van KTRJ zijn van plastic. Ze worden gepositioneerd door stalen pinnen. Naarmate het aantal koppeltijden toeneemt, zullen de koppeloppervlakken verslijten en is hun stabiliteit op lange termijn niet zo goed als die van keramische pinconnectoren.
Kennis van vezels
Optische vezel is een geleider die lichtgolven doorlaat. Optische vezels kunnen worden onderverdeeld in single-mode vezels en multi-mode vezels vanuit de modus van optische transmissie.
Bij single-mode glasvezel is er slechts één fundamentele manier van optische transmissie, dat wil zeggen dat licht alleen langs de binnenkern van de vezel wordt doorgelaten. Omdat de modusspreiding volledig wordt vermeden en de transmissieband van de single-mode glasvezel breed is, is deze geschikt voor hogesnelheids- en langeafstandsglasvezelcommunicatie.
Er zijn meerdere vormen van optische transmissie in een multimode vezel. Als gevolg van dispersie of aberraties heeft deze vezel slechte transmissieprestaties, een smalle frequentieband, een kleine transmissiesnelheid en een korte afstand.
Karakteristieke parameters voor optische vezels
De structuur van de optische vezel wordt getrokken door geprefabriceerde kwartsvezelstaven. De buitendiameter van de multimode-vezel en single-mode-vezel die voor communicatie worden gebruikt, is 125 μm.
Het slanke lichaam is verdeeld in twee gebieden: kern- en bekledingslaag. De kerndiameter van single-mode glasvezel is 8 ~ 10 μm, en de kerndiameter van multimode glasvezel heeft twee standaardspecificaties. De kerndiameters zijn 62,5μm (Amerikaanse standaard) en 50μm (Europese standaard).
De specificaties van de interfacevezels worden als volgt beschreven: 62,5 μm / 125 μm multimode-vezel, waarbij 62,5 μm verwijst naar de kerndiameter van de vezel en 125 μm verwijst naar de buitendiameter van de vezel.
Single-mode glasvezel gebruikt een golflengte van 1310 nm of 1550 nm.
Multimode vezels gebruiken meestal 850 nm licht.
Kleur kan worden onderscheiden van single-mode glasvezel en multi-mode glasvezel. Het buitenlichaam van de single-mode vezel is geel en het buitenlichaam van de multi-mode vezel is oranjerood.
Gigabit optische poort
Gigabit optische poorten kunnen werken in zowel geforceerde als zelfonderhandelde modi. In de 802.3-specificatie ondersteunt de optische Gigabit-poort alleen een snelheid van 1000M en ondersteunt twee full-duplex (Full) en half-duplex (Half) duplexmodi.
Het meest fundamentele verschil tussen automatische onderhandeling en forceren is dat de codestromen die worden verzonden wanneer de twee een fysieke verbinding tot stand brengen, verschillend zijn. De automatische onderhandelingsmodus verzendt de / C / code, wat de configuratiecodestroom is, terwijl de forceermodus / I / code verzendt, wat de inactieve codestroom is.
Automatisch onderhandelingsproces voor gigabit optische poorten
Eerst worden beide uiteinden ingesteld op de automatische onderhandelingsmodus
De twee partijen sturen /C/codestreams naar elkaar. Als er 3 opeenvolgende /C/codes worden ontvangen en de ontvangen codestromen overeenkomen met de lokale werkmodus, keren deze terug naar de andere partij met een /C/code met een Ack-antwoord. Na ontvangst van het Ack-bericht is de peer van mening dat de twee met elkaar kunnen communiceren en wordt de poort in de UP-status gezet.
Ten tweede: stel één einde in op automatische onderhandeling en één einde op verplicht
Het zelfonderhandelende uiteinde stuurt / C / stream, en het dwingende uiteinde stuurt / I / stream. Het forcerende uiteinde kan het lokale uiteinde niet voorzien van de onderhandelingsinformatie van het lokale uiteinde, en kan ook geen Ack-antwoord retourneren naar het externe uiteinde, dus het zelfonderhandelingseinde is DOWN. Het forcerende uiteinde kan echter zelf de /C/-code identificeren en is van mening dat het peer-uiteinde een poort is die met zichzelf overeenkomt, zodat de lokale eindpoort rechtstreeks op de UP-status wordt ingesteld.
Ten derde worden beide uiteinden in de forceermodus gezet
Beide partijen sturen/ik/stream naar elkaar. Na ontvangst van de /I/-stream beschouwt het ene uiteinde de peer als een poort die met zichzelf overeenkomt, en wordt de lokale poort rechtstreeks in de UP-status gezet.
Hoe werken vezels?
Optische vezels voor communicatie bestaan uit haarachtige glasdraden bedekt met een beschermende plastic laag. Het glasfilament bestaat in wezen uit twee delen: een kerndiameter van 9 tot 62,5 μm en een glasmateriaal met een lage brekingsindex met een diameter van 125 μm. Hoewel er afhankelijk van de gebruikte materialen en de verschillende maten nog andere soorten optische vezels bestaan, worden de meest voorkomende hier vermeld. Licht wordt in de kernlaag van de vezel overgedragen in een ‘totale interne reflectie’-modus, dat wil zeggen dat nadat het licht het ene uiteinde van de vezel binnenkomt, het heen en weer wordt gereflecteerd tussen de kern en de bekledingsinterfaces, en vervolgens wordt doorgegeven aan de andere uiteinde van de vezel. Een optische vezel met een kerndiameter van 62,5 μm en een buitendiameter van de bekleding van 125 μm wordt 62,5 / 125 μm licht genoemd.
Wat is het verschil tussen multimode- en singlemode-glasvezel?
Multimode:
Vezels die zich honderden tot duizenden modi kunnen voortplanten, worden multimode (MM) vezels genoemd. Volgens de radiale verdeling van de brekingsindex in de kern en de bekleding, kan deze worden onderverdeeld in stapsgewijze multimode-vezels en gegradeerde multimode-vezels. Bijna alle multimode glasvezelformaten zijn 50/125 μm of 62,5/125 μm, en de bandbreedte (de hoeveelheid informatie die door de glasvezel wordt verzonden) bedraagt gewoonlijk 200 MHz tot 2 GHz. Multimode optische transceivers kunnen tot 5 kilometer verzenden via multimode glasvezel. Gebruik een lichtgevende diode of laser als lichtbron.
Enkele modus:
Vezels die zich slechts in één modus kunnen voortplanten, worden single-mode vezels genoemd. Het brekingsindexprofiel van standaard single-mode (SM) vezels is vergelijkbaar met dat van stapvormige vezels, behalve dat de kerndiameter veel kleiner is dan die van multimode vezels.
De grootte van de single-mode glasvezel is 9-10 / 125 μm en heeft de kenmerken van oneindige bandbreedte en minder verlies dan de multi-mode glasvezel. Single-mode optische zendontvangers worden meestal gebruikt voor transmissie over lange afstanden, soms met een bereik van 150 tot 200 kilometer. Gebruik LD of LED met smalle spectraallijn als lichtbron.
Verschil en verband:
Single-mode apparatuur kan doorgaans werken op single-mode glasvezel of multi-mode glasvezel, terwijl multi-mode apparatuur beperkt kan werken op multi-mode glasvezel.
Wat is het transmissieverlies bij gebruik van optische kabels?
Dit is afhankelijk van de golflengte van het doorgelaten licht en het type vezel dat wordt gebruikt.
850 nm golflengte voor multimode glasvezel: 3,0 dB / km
1310 nm golflengte voor multimode glasvezel: 1,0 dB / km
1310 nm golflengte voor single-mode glasvezel: 0,4 dB / km
1550 nm golflengte voor single-mode glasvezel: 0,2 dB / km
Wat is GBIC?
GBIC is de afkorting van Giga Bitrate Interface Converter, een interface-apparaat dat elektrische gigabitsignalen omzet in optische signalen. GBIC is ontworpen voor hot-plugging. GBIC is een verwisselbaar product dat voldoet aan internationale normen. Gigabitschakelaarsontworpen met een GBIC-interface bezetten een groot marktaandeel op de markt vanwege hun flexibele uitwisseling.
Wat is SFP?
SFP is de afkorting van SMALL FORM PLUGGABLE, wat eenvoudigweg kan worden opgevat als een verbeterde versie van GBIC. De grootte van de SFP-module is gehalveerd in vergelijking met de GBIC-module, en het aantal poorten kan op hetzelfde paneel meer dan verdubbeld worden. De overige functies van de SFP-module zijn in principe dezelfde als die van de GBIC. Sommigeschakelaarfabrikanten noemen de SFP-module een mini-GBIC (MINI-GBIC).
Toekomstige optische modules moeten hot-plugging ondersteunen, dat wil zeggen dat de module kan worden aangesloten of losgekoppeld van het apparaat zonder de stroomtoevoer af te sluiten. Omdat de optische module hot-pluggable is, kunnen netwerkbeheerders het systeem upgraden en uitbreiden zonder het netwerk te sluiten. De gebruiker maakt geen enkel verschil. Hot-swappable vereenvoudigt ook het algehele onderhoud en stelt eindgebruikers in staat hun transceivermodules beter te beheren. Tegelijkertijd stelt deze module netwerkbeheerders dankzij deze hot-swap-prestaties in staat algemene plannen te maken voor de kosten van transceiver, verbindingsafstanden en alle netwerktopologieën op basis van netwerkupgradevereisten, zonder de systeemkaarten volledig te hoeven vervangen.
De optische modules die deze hot-swap ondersteunen zijn momenteel beschikbaar in GBIC en SFP. Omdat SFP en SFF ongeveer even groot zijn, kunnen ze rechtstreeks op de printplaat worden aangesloten, wat ruimte en tijd op de verpakking bespaart, en ze hebben een breed scala aan toepassingen. Daarom is de toekomstige ontwikkeling ervan de moeite waard om naar uit te kijken, en kan deze zelfs de SFF-markt bedreigen.
SFF (Small Form Factor) kleine optische module maakt gebruik van geavanceerde precisie-optica en circuitintegratietechnologie, de grootte is slechts de helft van die van een gewone duplex SC (1X9) glasvezeltransceivermodule, die het aantal optische poorten in dezelfde ruimte kan verdubbelen. Verhoog de lijnpoortdichtheid en verlaag de systeemkosten per poort. En omdat de SFF-kleinpakketmodule een KT-RJ-interface gebruikt die vergelijkbaar is met het kopernetwerk, is de grootte hetzelfde als de koperinterface van het gewone computernetwerk, wat bevorderlijk is voor de overgang van bestaande op koper gebaseerde netwerkapparatuur naar glasvezel met hogere snelheid optische netwerken. Om te voldoen aan de dramatische toename van de vereisten voor netwerkbandbreedte.
Type netwerkverbinding apparaatinterface
BNC-interface
BNC-interface verwijst naar de coaxkabelinterface. De BNC-interface wordt gebruikt voor 75 ohm coaxkabelaansluiting. Het biedt twee kanalen voor ontvangen (RX) en verzenden (TX). Het wordt gebruikt voor de aansluiting van ongebalanceerde signalen.
Vezelinterface
Een glasvezelinterface is een fysieke interface die wordt gebruikt om glasvezelkabels aan te sluiten. Er zijn meestal verschillende typen, zoals SC, ST, LC, FC. Voor de 10Base-F-verbinding is de connector meestal van het ST-type en is het andere uiteinde FC aangesloten op het glasvezelpatchpaneel. FC is de afkorting van FerruleConnector. De externe verstevigingsmethode is een metalen huls en de bevestigingsmethode is een schroefknop. ST-interface wordt meestal gebruikt voor 10Base-F, SC-interface wordt meestal gebruikt voor 100Base-FX en GBIC, LC wordt meestal gebruikt voor SFP.
RJ-45-interface
De RJ-45-interface is de meest gebruikte interface voor Ethernet. RJ-45 is een veelgebruikte naam, die verwijst naar de standaardisatie door IEC (60) 603-7, waarbij gebruik wordt gemaakt van 8 posities (8 pinnen), gedefinieerd door de internationale connectorstandaard. Modulaire jack of plug.
RS-232-interface
RS-232-C-interface (ook bekend als EIA RS-232-C) is de meest gebruikte seriële communicatie-interface. Het is een standaard voor seriële communicatie die in 1970 gezamenlijk is ontwikkeld door de American Electronics Industry Association (EIA) in samenwerking met Bell-systemen, modemfabrikanten en fabrikanten van computerterminals. De volledige naam is "seriële binaire data-uitwisselingsinterfacetechnologiestandaard tussen dataterminalapparatuur (DTE) en datacommunicatieapparatuur (DCE)". De norm bepaalt dat een 25-pins DB25-connector wordt gebruikt om de signaalinhoud van elke pin van de connector te specificeren, evenals het niveau van verschillende signalen.
RJ-11-interface
De RJ-11-interface is wat wij gewoonlijk een telefoonlijninterface noemen. RJ-11 is een verzamelnaam voor een connector ontwikkeld door Western Electric. De omtrek ervan is gedefinieerd als een 6-pins verbindingsapparaat. Oorspronkelijk WExW genoemd, waarbij x “actieve”, contact- of draadnaald betekent. WE6W heeft bijvoorbeeld alle 6 contacten, genummerd van 1 tot 6, de WE4W-interface gebruikt slechts 4 pinnen, de twee buitenste contacten (1 en 6) worden niet gebruikt, WE2W gebruikt alleen de middelste twee pinnen (dat wil zeggen, voor de telefoonlijninterface) .
CWDM en DWDM
Met de snelle groei van IP-datadiensten op internet is de vraag naar transmissielijnbandbreedte toegenomen. Hoewel de DWDM-technologie (Dense Wavelength Division Multiplexing) de meest effectieve methode is om het probleem van de uitbreiding van de lijnbandbreedte op te lossen, heeft de CWDM-technologie (Coarse Wavelength Division Multiplexing) voordelen ten opzichte van DWDM in termen van systeemkosten en onderhoudbaarheid.
Zowel CWDM als DWDM behoren tot de golflengteverdelingsmultiplextechnologie en kunnen verschillende golflengten van licht in één kernvezel koppelen en deze samen verzenden.
De nieuwste ITU-standaard van CWDM is G.695, die 18 golflengtekanalen specificeert met een interval van 20 nm van 1271 nm tot 1611 nm. Gezien het waterpiekeffect van gewone G.652 optische vezels worden doorgaans 16 kanalen gebruikt. Vanwege de grote kanaalafstand zijn multiplex- en demultiplexapparaten en lasers goedkoper dan DWDM-apparaten.
Het kanaalinterval van DWDM heeft verschillende intervallen, zoals 0,4 nm, 0,8 nm, 1,6 nm, enz. Het interval is klein en er zijn extra golflengtecontroleapparaten nodig. Daarom is de apparatuur op basis van DWDM-technologie duurder dan de apparatuur op basis van CWDM-technologie.
Een PIN-fotodiode is een laag licht gedoteerd N-type materiaal tussen een P-type en N-type halfgeleider met een hoge doteringsconcentratie, die een I (intrinsieke) laag wordt genoemd. Omdat het licht gedoteerd is, is de elektronenconcentratie erg laag en wordt na diffusie een brede depletielaag gevormd, wat de reactiesnelheid en conversie-efficiëntie kan verbeteren.
APD lawinefotodiodes kennen niet alleen optische/elektrische conversie maar ook interne versterking. De versterking wordt bereikt door het lawinevermenigvuldigingseffect in de buis. APD is een fotodiode met versterking. Wanneer de gevoeligheid van de optische ontvanger hoog is, kan APD nuttig zijn om de transmissieafstand van het systeem te vergroten.