Módulos ópticos e interfaces ópticas comúnmente utilizados en interruptores secos
Nombre completo en inglés:
SFP: Transceptor enchufable de factor de forma pequeño, transceptor enchufable pequeño
GBIC: Convertidor de interfaz GigaBit, Convertidor de interfaz Gigabit
XFP: Transceptor conectable de factor de forma pequeño de 10 Gigabit, interfaz Ethernet de 10 Gigabit
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Conector de fibra óptica
Un conector de fibra óptica consta de una fibra óptica y un enchufe en ambos extremos de la fibra óptica. El enchufe consta de un pasador y una estructura de bloqueo periférica. Dependiendo del mecanismo de bloqueo, los conectores de fibra óptica se pueden dividir en tipo FC, tipo SC, tipo LC, tipo ST y tipo KTRJ.
El conector FC adopta un mecanismo de bloqueo de rosca y es el primer conector móvil de fibra óptica inventado y más utilizado.
SC es un conector rectangular desarrollado por NTT que no utiliza conexiones roscadas y se puede enchufar y desenchufar directamente en comparación con los conectores FC, el espacio operativo es más pequeño y más fácil de usar. Es muy común en productos Ethernet de gama baja.
LC es un conector Mini SC desarrollado por LUCENT. Tiene un tamaño más pequeño y ha sido ampliamente utilizado en sistemas. Es una dirección para el futuro desarrollo de conectores móviles de fibra óptica. Los productos Ethernet de gama baja son muy comunes.
El conector ST fue desarrollado por AT&T Tiene un mecanismo de bloqueo de bayoneta y sus principales parámetros son equivalentes a los de los conectores FC y SC Sin embargo, no es muy utilizado en la empresa y se utiliza habitualmente. para conectar equipos multimodo, que se utiliza a menudo cuando se conecta con equipos de otros fabricantes.
Los pasadores de KTRJ están hechos de plástico y se colocan mediante pasadores de acero. A medida que aumenta el número de inserciones y extracciones, la superficie de contacto se desgastará y la estabilidad a largo plazo no será tan buena. de conectores de clavija cerámicos.
Conocimientos sobre la fibra óptica
La fibra óptica es un conductor que transmite ondas de luz. Las fibras ópticas se pueden dividir en fibras ópticas monomodo y fibras ópticas multimodo según el modo de transmisión de luz.
En la fibra monomodo, sólo existe un modo básico de transmisión de la luz, es decir, la luz sólo se transmite a lo largo del núcleo interno de la fibra. Dado que se evita por completo la dispersión modal, el ancho de banda de transmisión de la fibra óptica monomodo es muy amplio, por lo que es adecuada para comunicaciones de fibra óptica de alta velocidad y larga distancia.
En la fibra óptica multimodo, la luz tiene múltiples modos de transmisión. Debido a la existencia de dispersión o aberración, este tipo de fibra óptica tiene un rendimiento de transmisión deficiente, un ancho de banda estrecho, una velocidad de transmisión pequeña y una distancia de transmisión corta.
Parámetros característicos de la fibra óptica
La estructura de la fibra óptica se extrae de varillas de fibra óptica de cuarzo prefabricadas. Los diámetros exteriores de la fibra óptica multimodo de comunicación y la fibra óptica monomodo. Ambos son de 125 μm.
El cuerpo principal de la fibra óptica se divide en dos zonas: núcleo y capa de revestimiento. El diámetro del núcleo de la fibra óptica monomodo es de 8 a 10 μm, y el diámetro del núcleo de la fibra óptica multimodo tiene dos especificaciones estándar: el diámetro del núcleo es de 62,5 μm (estándar americano) y 50 μm (estándar europeo).
Las especificaciones de la fibra de interfaz se describen a continuación: fibra multimodo de 62,5 μm/125 μm, donde 62,5 μm es el diámetro del núcleo de la fibra y 125 μm es el diámetro exterior de la fibra.
La fibra monomodo utiliza luz con una longitud de onda de 1310 nm o 1550 nm.
La fibra multimodo utiliza luz con una longitud de onda de 850 nm.
Se puede distinguir la fibra monomodo de la fibra multimodo por el color. La capa exterior de fibra monomodo es amarilla y la capa exterior de fibra multimodo es naranja.
Negociación automática de puertos ópticos Gigabit
Los puertos ópticos Gigabit pueden funcionar en dos modos: forzado y de negociación automática. El puerto óptico Gigabit en la especificación 802.3 solo admite una velocidad de 1000 M y admite modos full-duplex y half-duplex.
La diferencia fundamental entre el modo de negociación automática y el modo forzado es que envían diferentes flujos de datos al establecer un enlace físico. El modo de negociación automática envía el código /C/, que es el flujo de configuración, mientras que el modo forzado envía el código /I/, que es el flujo inactivo.
El proceso de negociación automática de los puertos ópticos Gigabit:
1. Ambos extremos están configurados en modo de negociación automática
Ambas partes envían flujos de código /C/ entre sí, si se recibe el mismo código /C/ tres veces seguidas y el flujo de código recibido coincide con el método final al final del trabajo, el otro extremo responderá con Ack para devolver el código /C/ de la otra parte después de recibir el mensaje Ack, el otro extremo considera que los dos Después de recibir el mensaje Ack, el otro extremo piensa que los dos pueden comunicarse y configura el puerto en estado UP
2. Un extremo. está configurado en negociación automática y el otro extremo está configurado en obligatorio
El extremo de negociación automática envía la secuencia /C/ y el extremo obligatorio envía la secuencia /I/. El extremo obligatorio no puede proporcionar la secuencia. información de negociación local al extremo opuesto, ni puede devolver una respuesta Ack al extremo opuesto, por lo que el extremo de negociación automática ingresa al estado ABAJO. Pero el extremo forzado puede reconocer el código /C/ y piensa que el otro extremo es el puerto que coincide con él, por lo que establece directamente el puerto en este extremo en UP
3. Ambos extremos están configurados en modo forzado
Ambas partes envían el flujo de código /I/ a la otra parte. Un extremo recibe el flujo de código /I/ y piensa que el otro extremo es el puerto que coincide con el suyo, por lo que lo configura directamente. el puerto de este extremo hacia ARRIBA
¿Cómo funciona la fibra óptica?
Las fibras ópticas utilizadas para las comunicaciones están compuestas por hebras de vidrio finas como un cabello cubiertas con una capa protectora de plástico. Los filamentos de vidrio constan principalmente de dos partes: un núcleo con un diámetro de 9 a 62,5 µm y una capa exterior de material de vidrio de bajo índice de refracción con un diámetro de 125 µm.
Aunque existen algunos otros tipos de fibras ópticas dependiendo de los materiales utilizados y los diferentes tamaños, las que aquí mencionamos son las más comunes. La luz viaja a través de una "reflexión interna total" en la porción central de la fibra, lo que significa que la luz que ingresa por un extremo de la fibra se refleja hacia adelante y hacia atrás entre la interfaz del núcleo y el revestimiento antes de viajar al otro extremo de la fibra. Una fibra con un diámetro de núcleo de 62,5 μm y un diámetro de revestimiento de 125 μm se denomina fibra de 62,5/125 μm
¿Cuál es la diferencia entre fibra multimodo y fibra monomodo?
Multimodo:
Las fibras que pueden propagarse de cientos a miles de modos se denominan fibras multimodo (MM). Según la distribución radial del índice de refracción del núcleo y el revestimiento, la fibra óptica multimodo se puede dividir en fibra óptica multimodo escalonada y fibra óptica multimodo asintótica. Casi todos los tamaños de fibra multimodo son de 50/125 μm o 62,5/125 μm, y el ancho de banda (la cantidad de información que se puede transmitir por la fibra) suele ser de 200 MHz a 2 GHz. Utilice un diodo emisor de luz o un láser como fuente de luz.
Monomodo:
Una fibra óptica que puede propagarse sólo en un modo se denomina fibra monomodo. El perfil del índice de refracción de la fibra monomodo (SM) estándar es similar al de la fibra escalonada, excepto que el diámetro del núcleo es mucho más pequeño que el de la fibra multimodo.
La fibra monomodo tiene un tamaño de 9-10/125 μm y ofrece un ancho de banda ilimitado y menores pérdidas que la fibra multimodo. La fibra monomodo se utiliza para la transmisión a largas distancias, a veces de hasta 150 a 200 kilómetros. La fuente de luz utiliza un LD o LED con líneas espectrales estrechas.
Diferencias y conexiones:
Los equipos monomodo suelen funcionar tanto con fibra monomodo como con fibra multimodo, mientras que los equipos multimodo se limitan a trabajar con fibra multimodo.
¿Cuál es la pérdida de transmisión al utilizar cable de fibra óptica?
Esto depende de la longitud de onda de la luz transmitida y del tipo de fibra utilizada.
Fibra multimodo con una longitud de onda de 850 nm: 3,0 dB/km
Fibra multimodo con una longitud de onda de 1310 nm: 1,0 dB/km
Fibra única con una longitud de onda de fibra modo 1310nm: 0,4 dB/km
Fibra monomodo con longitud de onda de 1550nm: 0,2 dB/km
¿Qué es GBIC?
¿Qué es GBIC?
GBIC es la abreviatura de Giga Bitrate Interface Converter (convertidor de interfaz de velocidad Gigabit), que es un dispositivo de interfaz que convierte señales eléctricas gigabit en señales ópticas. Los conmutadores Gigabit diseñados con interfaces GBIC ocupan una gran cuota de mercado debido a su intercambiabilidad.
¿Qué es SFP?
SFP es la abreviatura de SMALL FORM PLUGGABLE. Puede entenderse simplemente como una versión mejorada de GBIC. Tiene solo la mitad del tamaño del módulo GBIC y le permite configurar más del doble de puertos. en el mismo panel. El módulo SFP. Otras funciones son básicamente las mismas que las del GBIC. Algunos proveedores de conmutadores se refieren a los módulos SFP como GBIC miniaturizados (MINI-GBIC).
Los futuros módulos ópticos deberán soportar hot swapping, es decir, el módulo podrá conectarse o desconectarse del dispositivo sin cortar el suministro eléctrico. Dado que los módulos ópticos son intercambiables en caliente, los administradores de red pueden actualizar y ampliar el sistema sin apagar la red y sin ningún impacto en los usuarios en línea. La funcionalidad intercambiable en caliente también simplifica el mantenimiento general, lo que permite a los usuarios finales gestionar mejor sus módulos transceptores.
Al mismo tiempo, gracias a esta capacidad intercambiable en caliente, el módulo permite a los administradores de red planificar de manera maestra los costos del transceptor, las distancias de enlace y todas las topologías de red de acuerdo con los requisitos de actualización de la red sin reemplazar completamente la placa del sistema. . Actualmente, GBIC y SFP admiten este módulo óptico intercambiable en caliente. Dado que SFP y SFF tienen tamaños de apariencia similares, se puede insertar directamente en la placa de circuito, lo que ahorra espacio y tiempo en el embalaje y, por lo tanto, tiene una amplia gama de aplicaciones. Vale la pena esperar con ansias el desarrollo futuro del SFF, que puede incluso amenazar el mercado del SFF.
¿Qué es SFF?
El módulo óptico de paquete pequeño SFF (factor de forma pequeño) adopta tecnología avanzada de integración de circuitos y ópticas de precisión. Su tamaño es solo la mitad del módulo transceptor de fibra óptica dúplex SC (1X9) ordinario que se puede instalar. mismo espacio. Duplicar el número de puertos ópticos puede aumentar la densidad de puertos de línea y reducir el costo por puerto del sistema. Y debido a que el módulo de paquete pequeño SFF utiliza una interfaz KT-RJ similar a una red de cable de cobre, su tamaño es el mismo que el de la interfaz de cable de cobre de una red informática ordinaria, lo que favorece la transición de los equipos de red de cable de cobre existentes a un Red de fibra óptica de mayor velocidad para satisfacer las necesidades de La demanda de ancho de banda de la red ha aumentado dramáticamente.
Tipo de interfaz del equipo de conexión de red
Interfaz BNC
La interfaz BNC se refiere a la interfaz de cable coaxial, y la interfaz BNC se utiliza para conectar cables coaxiales de 75 ohmios. , proporcionando dos canales de recepción (RX) y transmisión (TX), que se utilizan para conexiones de señalización no balanceadas.
Interfaz de fibra óptica
La interfaz de fibra óptica es una interfaz física que se utiliza para conectar cables ópticos. Generalmente existen varios tipos como SC, ST, LC, FC, etc. FC es la abreviatura de FerruleConnector. Su refuerzo externo utiliza casquillos metálicos y el método de fijación es tornillos. La interfaz ST se usa generalmente para 10Base-F, la interfaz SC generalmente se usa para 100Base-FX y GBIC, y la interfaz LC generalmente se usa para SFP. La interfaz ST se usa generalmente para 10Base-F, la interfaz SC generalmente se usa para 100Base-FX y GBIC, y la interfaz LC generalmente se usa para SFP.
Interfaz RJ-45
La interfaz RJ-45 es la interfaz más utilizada para Ethernet
El RJ-45 es un módulo modular de 8 bits (8- pin) jack O plug como se le llama comúnmente, estandarizado por IEC (60)603-7 y definido por el Estándar Internacional de Conectores.
Interfaz RS-232
La interfaz RS-232-C (también conocida como EIA RS-232-C) es una de las interfaces de comunicación serie más utilizadas en la actualidad. Fue establecido en 1970 por la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) junto con Bell System, fabricantes de módems y fabricantes de terminales de computadora**** para desarrollar conjuntamente un estándar de comunicación en serie. Su nombre completo es "Estándar técnico para la interfaz de intercambio de datos binarios en serie entre equipos terminales de datos (DTE) y equipos de comunicaciones de datos (DCE)". El estándar especifica el uso de un conector DB25 de 25 pines, donde cada pin del conector especifica el contenido de la señal, así como los niveles de las distintas señales.
Interfaz RJ-11
La interfaz RJ-11 es lo que solemos llamar interfaz de línea telefónica. RJ-11 es el nombre común de un conector desarrollado por Western Electric. Su factor de forma se define como un conector de 6 pines.
El nombre original era WExW, donde x representaba "actividad", contacto o pin. Por ejemplo, el WE6W tiene los 6 contactos numerados del 1 al 6; la interfaz WE4W solo usa 4 pines y los dos contactos externos (1 y 6) no se usan; el WE2W solo usa los dos pines del medio (es decir, para la interfaz de línea telefónica).
CWDM y DWDM
Con el rápido crecimiento de los servicios de datos IP en Internet, la demanda de ancho de banda de líneas de transmisión también está aumentando. Si bien la tecnología DWDM (multiplexación por división de longitud de onda densa) es la solución más eficaz para la expansión del ancho de banda de la línea, la tecnología CWDM (multiplexación por división de longitud de onda gruesa) tiene ventajas sobre DWDM en términos de costo y mantenibilidad del sistema.
Tanto CWDM como DWDM son tecnologías de multiplexación por división de longitud de onda (WDM) que pueden acoplar luz de diferentes longitudes de onda en una fibra óptica para su transmisión.
El último estándar de la UIT para CWDM es G.695, que especifica 18 canales de longitud de onda de 1271 nm a 1611 nm con un intervalo de 20 nm. Teniendo en cuenta el efecto de pico de agua de la fibra óptica ordinaria G.652. Generalmente se utilizan 16 canales. Debido a la gran separación entre canales, el coste de los dispositivos demultiplexación y láseres combinados es menor que el de los equipos DWDM.
El espaciado de canales de DWDM tiene diferentes espaciados como 0,4 nm, 0,8 nm y 1,6 nm según las necesidades. Cuanto menor es el espaciado, se necesitan dispositivos de control de longitud de onda adicionales. Es más caro que los equipos basados en tecnología CWDM. Los precios de los equipos son altos.
Un fotodiodo PIN es una capa de material tipo N ligeramente dopado, llamada capa I (Intrínseca), entre semiconductores tipo P y tipo N altamente dopados. Debido a que está ligeramente dopado, la concentración de electrones es muy baja y la capa de agotamiento formada después de la difusión es muy amplia, lo que puede mejorar su velocidad de respuesta y eficiencia de conversión.
El fotodiodo de avalancha APD no solo tiene la función de conversión de luz/eléctrica, sino que también tiene la función de amplificación interna. La amplificación se completa mediante el efecto de multiplicación de avalancha en el tubo.
APD es un fotodiodo de ganancia. En situaciones donde la sensibilidad del receptor óptico es alta, el uso de APD es beneficioso para ampliar la distancia de transmisión del sistema.