光纤收发器的原理及应用_光纤收发器原理与场景实际应用

如何将现代的光纤通信技术和传统的铜网通信设备有效地结合在一起是网络工程师们的重要课题之一。光纤收发器的出现完美地实现了光缆和铜缆的无缝连接&＃xff0c;常用在以太铜网无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的网络应用中&＃xff0c;同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层网络上发挥了巨大作用。本教程将详细介绍光纤收发器及其应用。

什么是光纤收发器&＃xff1f;

光纤收发器一般被分为两种&＃xff0c;一种是将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元&＃xff0c;通常称为光电转换器&＃xff1b;另一种是将光信号转换为电信号后&＃xff0c;再转换为另一种光信号&＃xff0c;也被称为光纤转换中继器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中&＃xff0c;且通常定位于宽带城域网的接入层应用;同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。

光纤收发器如何接入网

由于我们常使用的网线(双绞线)的最大传输距离有很大的局限性&＃xff0c;一般双绞线的最大传输距离为100米。因此,当我们在布置较大的网络的时候&＃xff0c;不得不使用中继设备。当然&＃xff0c;也可以使用其他的种类的线路来传输&＃xff0c;比如光纤就是一种很好的选择。光纤的传输距离很远&＃xff0c;一般来说单模光纤的传输距离在10千米以上&＃xff0c;而多模光纤的传输距离最高也能达到2千米。在使用光纤的时候&＃xff0c;我们会经常使用到光纤收发器。这时问题就来了&＃xff0c;光纤收发器怎么使用&＃xff1f;它是如何接入网的呢&＃xff1f;

我们都知道&＃xff0c;一个网络是由各种光学器件组成的&＃xff0c;光纤收发器就是其中的一个重要组成部分。在将光纤收发器接入网时&＃xff0c;首先要将光缆从室外引进来。光缆要熔接在光缆盒里&＃xff0c;也就是终端盒。光缆的熔接也是门学问&＃xff0c;需要把光缆剥开&＃xff0c;将光缆里的细纤维与尾纤熔接&＃xff0c;熔接好后放在盒子里。尾纤要拉出去&＃xff0c;将其接在ODF上(一种架子&＃xff0c;用耦合器连接)&＃xff0c;然后用耦合器将其与跳线连接&＃xff0c;最后将跳线接在光纤收发器上面。接下来的依次连接顺序为路由器----交换机---局域网---主机。这样&＃xff0c;光纤收发器就接入网了。

光纤收发器的类型及应用

如今市场上光纤收发器种类繁多&＃xff0c;但总的来说&＃xff0c;无外乎应用于铜缆与光缆连接网络的光纤收发器和应用于光缆与光缆间连接网络的光纤收发器两种类型。这两种类型的光纤收发器又可分为不同的小类&＃xff0c;下面对每一个分类都有具体介绍。

应用于铜缆与光缆连接网络的光纤收发器

当两个网络设备之间的距离超过铜电缆的传输距离&＃xff0c;这时候就需要光纤电缆来进行连接&＃xff0c;而光纤收发器则负责来进行两种介质间的转换。这种光纤收发器又可细分为一下几类&＃xff1a;

1.以太网光纤收发器

这种类型的光纤收发器能够连接用于以太网、快速以太网和10G以太网的设备&＃xff0c;实现具有不同速率和不同端口类型的设备间的无缝连接&＃xff0c;通常被应用于点到点间传输的转换&＃xff0c;校园里传输的转换等。比如在进行点与点间传输的转换时&＃xff0c;两个光纤收发器可用于连接两个UTP(Unshielded Twisted Paired&＃xff0c;非屏蔽双绞线)以太网交换机&＃xff0c;或者直接将UTP交换机连接到智能终端上。

2.TDM(Time Division Multiplexing&＃xff0c;时分多路转换)光纤收发器

这类光纤收发器主要有T1/E1和T3/E3两种型号。这两种光纤收发器都需要成对使用&＃xff0c;在延长电缆传输距离时&＃xff0c;对避免噪声、改善服务质量和网络安全等方面能发挥一定作用。T1/E1光纤收发器符合T1(1.544Mbps)和E1(2.048Mbps)的标准&＃xff0c;对于T1和E1连接线路的安装和维护&＃xff0c;这类光纤收发器还能发挥测试和排除故障的作用。T3/E3光纤收发器符合T3(44.736Mbps)和E3(34.368Mbps)的标准&＃xff0c;能够用于连接PBX(private branch exchange&＃xff0c;专用分组交换机)&＃xff0c;多路转接器和路由器等设备。这类光纤收发器能够用于建筑之间的信号传输&＃xff0c;并能扩展电信划分点。

3.串口转光纤转换器

这类光纤收发器是多功能的支持异步RS-232&＃xff0c;RS-485通信接口的光纤MODEM&＃xff0c;是连接远程终端单元(RTU)到主机(HOST)或分布式数据采集系统(SCADA)控制器的最佳选择。支持RS-232&＃xff0c;RS-485多种异步通信协议&＃xff0c;可以同时混合使用两个RS-232&＃xff0c;RS-485接口&＃xff0c;支持2线(半双工)RS-485工作方式。RS-485光纤收发器支持数据(TXD或SD)发送控制&＃xff0c;从而提高了适应各类软件的能力&＃xff0c;也简化了控制方式&＃xff0c;光纤MODEM支持异步串行口之间的多种光纤连接方式&＃xff0c;它支持两个异步串行口的设备通过光纤进行全双工或半双工通信&＃xff0c;通信距离最远可达多模4公里&＃xff0c;单模20公里&＃xff0c;RS-232信号的传输速率最高为115.2Kbps&＃xff0c;RS-485的信号传输速率最高可达460Kbps&＃xff0c;不同电气标准的接口可以混合使用&＃xff0c;可以用RS-232的设备去连接RS-485的设备&＃xff0c;可以代替RS-232到RS-485接口转换器或光电隔离器&＃xff0c;并提供了优良的EMI/RFT(电磁干扰/功能测试)特性。

应用于光缆间连接网络的光纤收发器

这类光纤收发器可支持单模与多模光纤&＃xff0c;单工与多工光纤之间的连接&＃xff0c;并进行光电信号的转换。具体来分&＃xff0c;又分为多模转单模光纤收发器&＃xff0c;双工转单工光纤收发器&＃xff0c;以及SFP波段转换收发器。

1.多模转单模光纤收发器

在企业网络的信号传输中&＃xff0c;有时可能传输端使用的是多模设备&＃xff0c;而接受信号的一方使用的是单模的设备&＃xff0c;在这种情况下&＃xff0c;多模转单模光纤收发器可以用来进行多模光纤到单模光纤的转换。除此之外&＃xff0c;多模转单模光纤收发器的使用还能更好地适应长距离传输的需要&＃xff0c;最大传输距离可达140km&＃xff0c;能同时满足低成本和高连接性的要求。在下图中&＃xff0c;两个带有多模端口的以太网交换机分别连接两个光纤收发器&＃xff0c;将多模转化为单模&＃xff0c;来实现长距离的传输。

2.双工转单工光纤收发器

有时&＃xff0c;企业网络的传输还需要将双工光纤转换为单工光纤&＃xff0c;这主要取决于收发设备里面的光纤数。顾名思义&＃xff0c;单纤光纤的接收发送的数据是在一根光纤上传输&＃xff0c;双纤光纤的接收发送的数据是在一对光纤上传输。单纤设备可以节省一半的光纤&＃xff0c;即在一根光纤上实现数据的接收和发送&＃xff0c;在光纤资源紧张的地方十分适用。这类产品采用了波分复用的技术&＃xff0c;使用的波长多为1310nm和1550nm。下图光纤收发器的两个端口一个是单纤&＃xff0c;一个是双纤&＃xff0c;实现双纤到单纤的转换。

3.波段转换收发器

WDM 光放大中继器系列(OEO)的最大特点是能在不改变数据/信号内容的前提下&＃xff0c;通过不同的波长对信号进行接收、放大和重新发射。如今&＃xff0c;波长的转换只能通过WDM 光放大中继器系列(OEO)来实现。WDM光放大中继器系列(OEO)像再生器一样工作&＃xff0c;将光输入信号转换为电信号&＃xff0c;通过一个新的电脉冲振幅和波形&＃xff0c;生成一个输入信号的逻辑副本&＃xff0c;并利用这一电信号驱动发射器产生出一个具有新的波长的光信号。

结束语

光纤收发器可支持多种协议、传输速率和传输媒介&＃xff0c;它在真正实现无阻塞传输交换性能的同时&＃xff0c;还提供了平衡流量、隔离冲突和检测差错等功能&＃xff0c;保证数据传输时的高安全性和稳定性。可以预测的是&＃xff0c;光纤收发器在今后的很长一段时间内都会活跃在网络部署中&＃xff0c;是在实际网络组建中不可缺少的一部分。

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