关于光纤收发器的基础知识解析

　　光纤收发器是网络数据传输中必不可缺少的一种设备，那么什么是光纤收发器呢，光纤收发器的分类是怎样，光纤收发器有怎样的特点，以及光纤收发器的连接方式和发展趋势是怎样的呢？下面就让我们一一来解析光纤收发器的基础知识吧。

　　

　　光纤收发器

　　光纤收发器，是一种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，在很多地方也被称之为光电转换器（Fiber Converter）。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，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

　　一、分类

　　目前国外和国内生产光纤收发器的厂商很多，产品线也极为丰富。为了保证与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交换机 等网络设备的完全兼容，光纤收发器产品必须严格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太网标准，除此之外，在EMC防电磁辐射方面应符合FCC Part15.时下由于国内各大运营商正在大力建设小区网、校园网和企业网,因此光纤收发器产品的用量也在不断提高，以更好地满足接入网的建设需要。

　　1,按光纤性质分类

　　单模光纤收发器:传输距离20公里至120公里

　　多模光纤收发器：传输距离2公里到5公里

　　如5公里光纤收发器的发射功率一般在-20~-14db之间，接收灵敏度为-30db,使用1310nm的波长；而120公里光纤收发器的发射功率多在-5~0dB之间，接收灵敏度为-38dB,使用1550nm的波长。，

　　2,按所需光纤分类

　　单纤光纤收发器：接收发送的数据在一根光纤上传输

　　

　　双纤光纤收发器：接收发送的数据在一对光纤上传输

　　

　　双纤收发器网络连接简图

　　顾名思义，单纤设备可以节省一半的光纤,即在一根光纤上实现数据的接收和发送，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，使用的波长多为1310nm和1550nm.但由于单纤收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产品在互联互通时可能会存在不兼容的情况。另外由于使用了波分复用，单纤收发器产品普遍存在信号衰耗大的特点。

　　3,按工作层次/速率分类

　　100M以太网光纤收发器：工作在物理层

　　10/100M自适应以太网光纤收发器：工作在数据链路层

　　按工作层次/速率来分，可以分为单10M、100M的光纤收发器、10/100M自适应的光纤收发器和1000M光纤 收发器。其中单10M和100M的收发器产品工作在物理层,在这一层工作的收发器产品是按位来转发数据。该转发方式 具有转发速度快、通透率高、时延低等方面的优势，适合应用于速率固定的链路上，同时由于此类设备在正常通信前没有一个自协商的过程，因此在兼容性 和稳定性方面做得更好。

　　4,按结构分类

　　桌面式（独立式）光纤收发器：独立式用户端设备

　　机架式（模块化）光纤收发器：安装于十六槽机箱，采用集中供电方式

　　按结构来分，可以分为桌面式（独立式）光纤收发器和机架式光纤收发器。桌面式光纤收发器适合于单个用户使用，如满足楼道中单台交换机的上联。机架式（模块化）光纤收发器适用于多用户的汇聚，目前国内的机架多为16槽产品，即一个机架中多可加插16个模块式光纤收发器。

　　5,按网管来分

　　可以分为非网管型光纤收发器和网管型光纤收发器。大多数运营商都希望自己网络中的所有设备均能做到可远程网管的程度，光纤收发器产品与交换机、路由器一样也逐步向这个方向发展。对于可网管的光纤收发器还可以细分为局端可网管和用户端可网管。局端可网管的光纤收发器主要是机架 式产品，多采用主从式的管理结构，即一个主网管模块可串联N个从网管模块，主网管模块一方面需要轮询自己机架上的网管信息，另一方面还需收集所有从子架上的信息，然后汇总并提交给网管服务器。如武汉烽火网络所提供的OL200系列网管型光纤收发器产品支持1（主）+9（从）的网管结构，性多可管理150个光纤收发器。

　　用户端网管主要可以分为三种方式：种是在局端和客户端设备之间运行特定的协议，协议负责向局端发送客户端的状态信息，通过局端设备 的CPU来处理这些状态信息，并提交给网管服务器；第二种是局端的光纤收发器可以检测到光口上的光功率，因此当光路上出现问题时可根据光功率来判断是光纤上的问题还是用户端设备的故障;第三种是在用户端的光纤收发器上加装主控CPU,这样网管系统一方面可以监控到用户端设备的工作状态，另外还可以实现远程配置和远程重启。在这三种用户端网管方式中，前两种严格来说只是对用户端设备进行远程监控,而第三种才是真正的远程网管。但由于第三种方式在用户端添加了CPU,从而也增加了用户端设备的成本，因此在价格方面前两种方式会更具优势一些。随着运营商对设备网管 的需求愈来愈多，相信光纤收发器的网管将日趋实用和智能。

　　6,按工作方式来分

　　全双工方式（full duplex）是指当数据的发送和接收分流，分别由两根不同的传输线传送时，通信双方都能在同一时刻进行发送和接收操作，这样的传送方式就是全双工制，如图1所示。在全双工方式下，通信系统的每一端都设置了发送器和接收器，因此，能控制数据同时在两个方向上传送。全双工方式无需进行方向的切换，因此，没有切换操作所产生的时间延迟。

　　二、基本特点

　　半双工方式（half duplex）是指使用同一根传输线既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，这样的传送方式就是半双工制。采用半双工方式时，通信系统每一端的发送器和接收器，通过收/发开关转接到通信线上，进行方向的切换，因此，会产生时间延迟。

　　1.对网络协议完全透明。

　　

　　光纤收发器

　　2.提供超低时延的数据传输。

　　3.支持超宽的工作温度范围。

　　4.采用专用ASIC芯片实现数据线速转发。可编程ASIC将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。

　　5.可网管设备能提供网络诊断、升级、状态、异常情况及控制等功能，能提供完整的操作日志和报警日志。

　　6.机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级 .

　　7.支持齐全的传输距离（0~120公里）。

　　8.设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。

　　三、基本连接方式

　　环形骨干网

　　环形骨干网是利用SPANNING TREE特性构建城域范围内的骨干，这种结构可以变形为网状结构，适合于城域网上高密度的中心小区，形成容错的骨干网络。环形骨干网对IEEE.1Q及ISL网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数主流的骨干网络，如跨交换机的VLAN、TRUNK等功能。环形骨干网可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网.

　　链形骨干网

　　链形骨干网利用链形的联接可以节省大量的骨干光线数量，适合于在城市的边缘及所属郊县地区构造高带宽低价位的骨干网络，该模式同时可用于高速公路、输油、输电线路等环境。链形骨干网对IEEE802.1Q及ISL网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数的骨干网络，可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。链形骨干网是可以提供图像、语音、数据及实时监控综合传输的多媒体网络.

　　用户接入系统

　　用户接入系统利用10Mbps/100Mbps自适应及10Mbps/100Mbps自动转换功能，可以联接任意的用户端设备，无需准备多种光纤收发器，可为网络提供平滑的升级方案。同时利用半双工/全双工自适应及半双工/全双工自动转换功能，可以在用户端配置廉价的半双工HUB,几十倍的降低用户端的组网成本，提高网络运营商的竞争力。

　　四、发展趋势

　　光纤收发器产品在不断的发展和完善中，用户对设备也提出了很多新的要求。

　　首先，目前的光纤收发器产品还不够智能。举个例子，当光纤收发器的光路断掉后，大多数产品另一端的电口仍然会保持开启状态，因此上层设备如路由器、交换机等依然还是会继续向该电口发包，导致数据不可达。希望广大设备提供商能在光纤收发器上实现自动切换，当光路DOWN掉后，电口自动向上报警，并阻止上层设备继续向该端口发送数据，启用冗余链路以保证业务不中断。

　　其次，光纤收发器本身应能更好地适应实际的网络环境。在实际工程中，光纤收发器的使用场所多为楼道内或室外，供电情况十分复杂，这就需要各个厂商的设备能支持超宽的电源电压，以适应不稳定的供电状况。同时由于国内很多地区会出现超高温和超低温的天气情况，雷击和电磁干扰的影响也是实际存在的，所有这些对收发器这种室外设备的影响都非常大，这就要求设备提供商在关键元器件的采用、电路布板和焊接以及结构设计上都必须精心严格。

　　此外，在网管控制方面，用户大都希望所有网络设备能通过统一的网管平台来进行远程的管理，即能够将光纤收发器的MIB库导入到整个网管信息数据库中。因此在产品研发中需保证网管信息的标准化和兼容性。

　　光纤收发器在数据传输上打破了以太网电缆的百米局限性，依靠高性能的交换芯片和大容量的缓存，在真正实现无阻塞传输交换性能的同时，还提供了平衡流量、隔离冲突和检测差错等功能，保证数据传输时的高安全性和稳定性。因此在很长一段时间内光纤收发器产品仍将是实际网络组建中不可缺少的一部分，相信今后的光纤收发器会朝着高智能、高稳定性、可网管、低成本的方向继续发展。