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什么是单模单纤/双纤光纤收发器?单模单纤和单模双纤光纤收发器有何区别?

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单纤与双纤光纤收发器怎么选:波长分工、纤芯资源与链路验收

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

单纤与双纤,区别在于一条双向链路使用几根通信纤芯:单纤双向常用互补波长共享一芯,双纤让两个方向各走一芯。它不是单模与多模的另一种叫法,也不能仅凭光口外观判断兼容。先弄懂收发路径,再核对设备、线路和维护条件,选型才不会停留在“一根线还是两根线”。

一、收发器把电口数据交给光学端点

假设两栋楼之间需要连接以太网,而现有设备只有网线接口。两端各放一台合适的光纤收发器,就能把电口通信延伸到光纤链路。近端接收网线上的电信号,经设备处理交给光发送器;激光器的光输出随数据变化,通过光纤送到远端,远端光电接收器把光变化还原为电信号,再交给以太网接口。另一方向也有自己的发送和接收过程。

这里的光纤收发器是以太网电口与光口之间的设备,不是把任意视频、串口或电话协议自动转换成以太网的万能盒子。光纤能减少沿途电磁干扰的耦合,但仍有衰减、连接损耗和信号质量限制。电口速度、光口规格及设备转发能力,也不会因为介质换成光纤就自动提高。

一条光缆里面可能有许多纤芯;一条双芯跳线的两根光纤又可能由外皮连在一起。所以“一条线”的外观不够准确。本文说单纤、双纤,计算的是端点之间实际承担该链路的通信纤芯数量,不是光缆条数,也不是经过几段跳线。

二、双纤把两个方向分到两根纤芯

双纤结构最容易顺着端口理解:A端的TX,即发送口,连接B端的RX,即接收口;B端TX通过另一芯连接A端RX。两个方向能同时工作。所谓收发交叉,指的是角色对应,而不是要求光纤在空间中打一个叉,更不是把两个发送口接在一起。

两端同一方向的发射和接收条件要相容,例如发射波段要被对端接收器支持。不能从“双纤”推导所有器件都使用1310nm,也不能把两芯理解成网口带宽翻倍。每个方向允许的速率和业务能力仍由相应光接口与设备规格决定。

双纤在纤芯充足、配线清楚的项目中便于逐方向检查。如果其中一芯损坏,可能只有一个光学方向异常,但设备的链路联动功能也可能让电口整体掉线。观察现象时应记录设备实际行为,不把单向光路故障与最终业务表现画等号。

三、单纤BiDi用波长区分两个方向

BiDi是双向的意思。常见单纤双向器件内部有波分复用器,简称WDM:它按波长分离或合并光路,使本端发射器的光进入光纤,同时把对端来的另一波长送往接收器。可以类比不同频道共用一个传播通道,但类比只解释“分工”,不能据此保证任何设备都互通。

例如一组器件可能让A发送1310nm、接收1550nm,B发送1550nm、接收1310nm。A发出的波长正好落在B的接收通路,反向也对应。两束光共享同一芯,却不是必然轮流发送,因此单纤不等于半双工。图中的蓝色和橙色仅便于标识路径,不是这两种红外光的真实可见颜色。

这些数字是解释机制的示例,不是统一配对规范。不同系列可能使用其它组合。A/B、U/D之类字母也只是厂商或系列的标签;只有核对完整的发射、接收波长及其它接口参数,才知道是否互补。同一个字母不能跨品牌证明兼容,一个A加一个B也不能省略规格核对。

单纤WDM内部发射与接收路径,以及双纤两根纤芯的TX到RX双向连接
图1:单纤按波长分工,双纤按纤芯分工;波长和光色为通用机制示意,不是具体型号规格。

四、选择方案之前,先看设备能不能这样配置

固定光口收发器的光学配置通常由订购型号确定。带可插拔SFP插槽的设备,则还要核对底座支持的速率、模块类型和兼容要求;SFP是可插拔光电接口模块的常见封装名称。不能把“有些设备可换模块”扩大成“所有收发器都能任意换单纤双纤”。双纤改为单纤,一般需要两端都换成匹配的单纤双向接口,而不是只拔掉一根跳线。

单模与多模描述光在纤芯中的传播条件,单纤与双纤描述芯数使用方式,是两个不同维度。采购单上应分别写清纤型与单双纤配置。连接器也要确认SC、LC等形式及端面要求:接口看起来能插入,只证明机械连接的一部分,不证明光学与数据条件匹配。

飞畅B系列千兆收发器详情列出多模双纤、单模双纤、单模单纤等配置选项,正好说明这两个维度需要分开选。项目可据此向供应方确认需要的配置,但不能认为一台固定光口设备自动兼容全部选项。该页包含系列规格与不同距离、电源描述,最终仍应以完整订购型号及对应规格书核对,不拼接成一台设备的能力。

五、节省的是纤芯,也要算配对与维护成本

假设旧线路只有一芯可用单模光纤,两端又需要双向以太网业务,可以评估单纤双向方案,前提是这一芯的质量、损耗和两端规格满足要求。若新建线路纤芯充足,已有双纤配线、备件与测试习惯,继续采用匹配的双纤方案也可能更容易维护。没有哪个名称天然更先进。

单纤减少占用芯数,却不会自动把网口带宽变大或把时延变低;双纤占两芯,也不表示设备价格一定更低。应合计设备、布线、租用纤芯、互补端备件和故障恢复成本。备件标签要保存发送与接收规格,免得临时拿出两台同向器件却配不成一对。

普通光纤不把PoE电能送到另一端,两台收发器仍要按各自规格供电。电口侧若使用PoE设备,另行核对供电端与受电端功能,不能把“接到PoE交换机”写成远端必然得到电源。温度、接地和防护能力也要按型号确认,不能从单纤或双纤推导工业级能力。

六、接收功率与业务分别验收

光信号沿着光纤、熔接点和连接器传播会损耗。接收器有灵敏度下限和过载上限:太弱可能不能可靠判决,太强也可能失真。应分别核算两个方向的最坏发射条件、线路损耗与接收范围,保留合理余量。不能只看标称公里数,更不能认为长距高功率器件接短线永远更好。

排查先看供电和接口,再核对双纤TX/RX或单纤互补波长、纤型与端面清洁。不要直视光口;使用适合的工具和规范清洁方法。短纤对测前也要确认过载风险。测光功率时设置匹配的波长,并按安全方法把待测纤接入功率计,不把普通功率计串到运行链路中当作透明转发器。

单纤两个方向的接收条件,以及光电转换和接收灵敏度过载窗口
图2:两个方向分别检查接收条件;波形和功率窗口为概念示意,非实测阈值。

功率合格以后,再验证端口协商、地址配置和真实业务。端口灯亮不等于视频、文件或控制业务全部正常。记录业务负载、丢包或错误情况,以及掉电或断纤后恢复表现。换一端时重新检查配对规格,保留两端完整型号、发收波长、芯数和线路测试记录,下一次维护就不必只靠字母猜测。

资料核验:飞畅B系列收发器分类;B系列千兆收发器配置说明;Cisco单纤双向光模块的互补波长与WDM机制。第三方器件规格不代表飞畅型号能力。原理图为通用机制示意,非产品实物、认证或实测图。具体接线可继续阅读单纤与双纤收发器怎样配对。

现场常见问题

双纤链路只剩一芯可用,可以直接拔掉另一芯改成单纤吗?

通常不能,原双纤收发路径不因少插一根线就自动形成波分双向。需要两端具备相配的单纤BiDi光学接口,并核对速率、纤型、波长和功率范围;固定光口是否可改,按确切型号与配套方案确认。

单纤双向只用一芯,是否必须两个方向轮流发送?

不由单芯数决定。常见BiDi用互补波长分离两个方向,可同时承载相应双向链路,不能把单纤直接当半双工。实际速率与业务仍由接口标准和设备限定;教学图的不同颜色只是路径标识,不是真实可见光色。

单纤方案节省一芯,采购时还应增加哪些维护记录?

保存两端完整TX/RX波长、速率光标准、连接条件及各方向功率,备件必须满足互补关系。再比较可用纤芯、测试和故障恢复成本;芯数减少不自动增加带宽或降低时延,也不免除两端独立供电与业务验收。

继续阅读:单纤收发器指示灯排查:BiDi配对、双向光路与接收功率;单模光纤收发器怎样选:接口分类、光预算与距离边界;