主流線技術分享丨光電信號如何進出光纖“高速公路”？

　　自 1970 年代推出以來，光纖技術越來越受歡迎。通過光纖線上的紅外光脈沖發(fā)送數(shù)據(jù)，而不是通過銅線電纜發(fā)送數(shù)據(jù)，可以更快、更遠的距離傳輸更多信息，并且不會受到電磁干擾的威脅。通常需要長距離高帶寬以及需要大帶寬的系統(tǒng)(如數(shù)據(jù)中心)會選擇光纖傳輸。在音視頻行業(yè)中，光纖使用的范圍也越來越廣。

　　但你是否了解進出光纖“高速公路”的關鍵步驟——光纖收發(fā)器?

　　光纖收發(fā)器既可用作發(fā)射器，也可用作接收器。它是插入或嵌入到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中的另一個設備中的小型設備。在信號輸出端，它將來自交換機或路由器的電信號轉(zhuǎn)換為光(光)信號。在信號接收端，它將光信號轉(zhuǎn)換回電信號。今天我們具體了解一下光纖收發(fā)器的基礎知識。

　　首先是收發(fā)器的外形尺寸。為了使來自不同供應商的收發(fā)器相互兼容，大多數(shù)制造商基于相同的標準集進行設計，稱為多源協(xié)議 (MSA)。一些常見的外形尺寸包括 GBIC、SFP、SFP+ 和 XFP。我們分別介紹他們的主要區(qū)別。

　　SFP 的設計基于 GBIC，兩者的性能基本相同，但是SFP體積更小，可以在主板上放置更多收發(fā)器。因此 SFP 是數(shù)據(jù)通信和電信的理想選擇。SFP提供支持多模光纖和單模光纖的版本。在單模下，它的工作波長為 1310nm 和 1550nm，距離為 2 公里至 120 公里。在多模式下，它可以在 500 米處處理 850nm。SFP+ 是對 SFP 的改進，它們的大小相同。SFP 以高達 4.25Gb/s 的數(shù)據(jù)速率執(zhí)行，而 SFP+ 提供 8.5Gb/s 至 16Gb/s。XFP 外形尺寸比 SFP 和 SFP+ 收發(fā)器大 30% 左右，并且消耗更多的能量。XFP 傳輸速率超過 10Gb/s，并且使用單模光纖的情況下傳輸距離可達 100 公里。

　　光收發(fā)器上與光線連接的接口我們叫做連接器。常見的連接器類型有 LC、SC、ST、FC 和 MPO。特別流行的是 LC 和 SC。LC 適用于 SFP、SFP+、XFP、QSFP 和 SFF 收發(fā)器。SC 可與 GBIC、BiDi SFP、X2、XENPAK 和 1×9 收發(fā)器配合使用。LC 連接器有一個閂鎖以提供穩(wěn)定性。SC 連接器是非鎖定的，因此非常適合快速連接電纜。

　　光纖收發(fā)器的種類和連接器弄明白了，但是剛才替代的波長，傳輸速率各自代表什么含義呢?

　　波長是頻率的光學術語。當收發(fā)器將電信號轉(zhuǎn)換為光信號時，每個數(shù)據(jù)流都會轉(zhuǎn)換為其自身波長的信號，該波長以納米 (nm) 為單位進行測量。三個中心波長最常用于光纖：850nm、1310nm 和 1550nm。波越長，傳輸過程中信號強度的損失就越小。因此，850nm 用于較短的光纖鏈路運行，1550nm 用于較長的運行。光纖收發(fā)器的傳輸速率或數(shù)據(jù)速率是指它每秒傳輸?shù)谋忍財?shù)，以兆比特 (Mbps) 或千兆比特 (Gbps) 表示。收發(fā)器分為兩種以上的傳輸速率之一，從 0.5 Mbps 到 20 Gbps。

　　此外光收發(fā)器還需要搭配光纖使用，光纖分為多模光纖 (OM) 與單模光纖 (SM) 。多模光纖能夠以多種模式傳輸光之外，還具有更大的纖芯直徑，并在 850nm 和 1310nm 波長下工作。它用于較短距離和較低速度的網(wǎng)絡，如 LAN。單模光纖一次只傳輸一種模式，纖芯更小，可以處理更長的 1550nm 波長。因為它的聚焦度更高，光散射更少，單模光纖可以傳輸更長的距離，通常從 10 公里到 160 公里。

　　綜上所述，光纖收發(fā)器對于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號和光信號轉(zhuǎn)換為點信號至關重要。選擇收發(fā)器的外形尺寸是，需要考慮轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)類型、所需的速度和距離。收發(fā)器處理不同的波長，波長越長，信號損失越少。收發(fā)器的傳輸速率是它每秒可以發(fā)送的比特數(shù)。最后，收發(fā)器使用較短距離的多模光纖或較長距離的單模光纖。

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