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光纤收发器是怎么分类的,具体分为那几类?

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光纤收发器怎样分类:速率、光纤与设备形态

浏览次数: 飞畅科技原创 作者:飞畅科技技术团队

光纤收发器的分类不是一道单选题。一台设备可以同时是千兆、单模、单纤、独立盒式和非网管型,这些词分别描述不同条件。正确选型应先确认业务和两端接口,再核对光纤、波长、供电与安装形式;不能只凭“工业级”或“传输几十公里”判断是否适用。

一、先分清整机与光模块

本文讨论用于以太网铜缆与光纤连接的收发器整机。铜缆上传来电信号,电口电路识别对应的以太网信号,内部电路完成所需转换,光发送器再把电信息变为光信号。反向接收时,光接收器把光变为电,再从电口送给终端。业务仍是设备支持的以太网业务,不会因为用了光纤,就自动支持专用视频、电话或串口协议。

SFP是可插拔光模块的一种封装形式,通常插入交换机或收发器的插槽,本身不等于带独立电源和RJ45电口的整台收发器。固定光口整机把光器件与主机组合提供;可插拔光口整机则把主机和受支持模块分开选择。模块尺寸能插进去,只证明机械条件可能吻合,不能证明速率、协议或主机兼容性。

二、按速率分类:要看两个端口,不只看包装

百兆、千兆等称呼首先描述数据传输速率。电口支持哪些速率、光口支持哪种光以太网接口、两者之间允许什么组合,应分别核对。某个电口支持自动协商,是指它可以与连接的设备协商共同支持的工作方式;这不代表光口也能自动适配任意速率,更不代表设备一定能把千兆输入转换为百兆输出。

PHY是物理层收发电路,负责处理接口上的电信号与编码。部分介质转换方案侧重同速率的物理接口转换;另一些方案使用以太网帧处理与缓存,支持资料规定的速率组合。不能从“固定千兆”或“自适应”几个字直接推断内部架构,也不能把某款芯片支持的模式当成所有飞畅整机的能力。

以太网帧可以理解为按格式组织的一段数据。支持存储转发的设备先接收帧,再按实现完成检查和转发。输入暂时比输出快,帧就进入有限缓存等候。例如同样长度的一帧,以百兆发送所需时间比以千兆发送更长;缓存可以缓冲短时突发,却不能让持续超出出口能力的流量凭空消失。缓存满时,实际行为还取决于流控与设备实现,因此“有缓存”不是永不丢包的保证。

支持速率转换的通用架构中,电口PHY把帧交给有限缓存,再由光口按支持的较低速率发送
图1:仅示意支持相应速率转换的架构。同长度帧在较低速率下发送时间更长;横轴不按比例,芯片与结构不代表具体型号。通用原理图。

三、单模多模与单纤双纤,是两组不同分类

单模、多模描述光纤中光传播的模式及其光学条件;单纤、双纤描述一条连接使用几根物理纤芯。单模不等于单纤,多模也不等于双纤。选择时要查看已有光缆标识、纤型资料及光口支持范围,不只凭跳线颜色判断。实际距离受接口标准、纤芯规格、波长、光功率和线路损耗共同限制,不存在所有多模都能传几公里的通用承诺。

双纤连接通常用一根芯传甲到乙,另一根芯传乙到甲。本端TX表示发送,对端RX表示接收,因此要交叉对应,不能两端TX接在一起。单纤BiDi通常在同一根芯中利用不同波长区分两个方向:甲端发送的波长必须是乙端能接收的波长,反方向同样配对。两端都有收发能力,不是一端只发、一端只收。

光连接器例如SC、LC,主要说明插头和插座的机械形式,不直接说明速率或距离。更换转接跳线不会改变设备的发送波长、接收范围或以太网接口类型。即使接头和纤型都正确,还要分别核算两个方向的光路损耗,确认接收光既不低于规定条件,也不超过允许输入;距离短并不必然代表所有光模块都能安全直连。

双纤分别连接本端发送与对端接收,单纤利用互补波长在同一根物理纤芯中往返传输
图2:复用已核验的双纤与单纤通用原理示意。1310/1550 nm仅为配对示例,实际参数按型号核对;不是新增产品规格。

四、独立盒式与机架卡式,影响部署和故障范围

独立盒式适合分散放置,机架卡式便于把多条链路集中安装。它们解决的是空间、供电和维护组织问题,不是另一种光传输协议。中心机房集中部署时,端口标签、散热、卡槽容量、电源容量和备件都要提前规划;一个机架也可能使多个业务共享同一供电故障点。

机架能够集中供电,不等于一定能够集中网管,也不等于配备冗余电源。卡式设备能否热插拔、是否必须使用同系列背板和管理模块,应查看完整系统说明。独立设备采用外置适配器,也不能据此认定只能民用;内置电源同样不能自动证明具备电信级指标。真正应核对的是输入范围、隔离保护、负载能力和适用条件。

五、工业型、网管型、PoE型,不是同义词

工业型关注规定环境下的运行及安装要求;网管型提供资料明确的配置、状态与诊断功能;PoE型涉及规定电口的供电或受电能力。三者可以组合,也可以分别存在。金属外壳不能证明工作温度、抗扰能力或管理功能,宣传中的“智能”也不能替代具体的VLAN、告警、统计或管理接口清单。

光纤不传递PoE电能。远端收发器仍需要本地供电或设计允许的其它供电方案,远端设备是否由铜缆段供电还要核对供受电角色和功率预算。部署到控制柜时,电源、接地、散热和可维护空间是完整系统的一部分,不能只选对光口就视为工程完成。

六、怎样用这些分类完成一次选型

假设机房要连接远端设备,先写清终端业务、实际吞吐与电口速率,再确认已有光缆纤型和可用芯数。随后选择兼容的两端光口、波长组合与接收功率条件;最后决定是否需要独立安装、机架集中供电或管理诊断。每项都是独立约束,不要让“千兆单模”两个词代替全部选型条件。

飞畅的普通型光纤收发器分类可以用于查找对应产品。其“B系列1路千兆光纤收发器(外置电源)”详情同时列出电口自适应、单模或多模及单纤或双纤等选项,恰好说明这些分类可以组合。页面说明内置缓存、支持相应超长以太网帧,为突发数据与帧长度核对提供线索,但不表示任意流量都不会丢包。内置电源版本的备份供电说明,不能套到外置适配器版本;距离与电口速率描述也应向供应方按实际订货版本确认,不按系列最大值推定全部能力。

拿到设备后,先使用参数适合的短链路对测,确认电口与光口状态,再接正式线路测量两个方向的接收功率。最后运行真实业务,记录吞吐、错误与中断恢复情况。更换一端时保留原型号、模块、纤芯和配置记录;参数缺失应向供应方确认,不直视光口,不靠试插不同模块代替兼容性核对。

资料与边界:飞畅普通型光纤收发器分类、B系列1路千兆光纤收发器详情用于产品对象核对;TI DP83869HM官方资料用于理解PHY介质转换模式,不表示飞畅采用该芯片。原理图为通用机制示意,非实物、实测或具体型号电路;实际指标依订货版本资料与现场验收确定。

资料与适用边界:本文用于解释通用机制;接口、功能与操作以对应型号及版本资料和现场验证为准。

现场常见问题

千兆、单模、单纤、卡式四种名称只能选其中一种吗?

不是互斥分类,它们分别描述速率、光纤、芯数和安装形态,可以按型号组合。还应核对光标准、两端波长、供电与管理,不把某一个分类词当作完整规格,也不从外形推导转发性能。

卡式收发器装进机框后,就自然有集中网管和冗余电源吗?

不自然具备。机框可能仅提供安装与供电,管理模块、背板和第二电源要按具体系统确认。还需核对卡件版本、热插拔条件与共同故障范围,不能由卡式名称推出所有维护和保护功能。

支持存储转发的收发器,面对持续速率差就不会丢包吗?

不能这样保证。低速出口发送同一帧需要更长时间,有限缓存只能缓冲一定突发,长期输入超过输出仍会排队并可能丢弃。按允许速率组合和真实流量测试,不把内部有缓存写成无损承诺。

继续阅读:光纤收发器分类与选用:速率、单多模、单双纤及接线排障;单模与多模光纤收发器怎么选:传播模式、链路条件与现场验收;