光纖接口

光纖接口

光纖接口是用來連線光纖線纜的物理接口。其原理是利用了光從光密介質進入光疏介質從而發生了全反射。通常有SC、ST、FC等幾種類型,它們由日本NTT公司開發。FC是Ferrule Connector的縮寫,其外部加強方式是採用金屬套,緊固方式為螺絲扣。ST接口通常用於10Base-F,SC接口通常用於100Base-FX。

光纖接口介紹

分類

光纖從內部可傳導光波的不同,分為單模(傳導長波長的雷射)和多模(傳導短波長的雷射)兩種。單模光纜的連線距離可達10公里,多模光纜的連線距離要短的多,是300米或500米(主要看雷射的不同,產生短波長雷射的光源一般有兩種,一種是62.5的,一種是50的)。

光纖從光纜的接頭部分的不同,分為SC接口和LC接口。SC接口為1GB接口,(SC=smart card)LC接口為2GB接口,(LC=Lucent Connector)。

判斷光口單、多模式

1.通過標註的中心波長。中心波長850nm為多模,1310nm或1550nm為單模。

2.把光口的發射端激活,快速查看發射端是否有紅光發出,如有則為多模口,否則為單模口。

光纖分類

單模光纖和多模光纖。單模光纖的內芯纖徑小於多模光纖。

多模光纖的中心高折射率玻璃芯直徑有兩種型號:62.5μm和50μm。

單模光纖的中心高折射率玻璃芯直徑有三種型號:8μm、9μm和10μm。

相同條件下,纖徑越小衰減越小,可傳輸距離越遠。

功率範圍

多模口發射功率比單模口小,與GBIC或SFP的型號直接相關,一般在-9.5dBm到-4dBm之間;單模光口的範圍一般在0dBm左右,一些超長距接口會高達+5dBm。

接收功率的範圍

多模口接收功率一般在-20dBm到0dBm之間;單模在-23 dBm到0dBm之間。

最大可接收功率叫做過載光功率,最小可接收功率叫做接收靈敏度。

工程上要求正常工作接收光功率小於過載光功率3-5dBm,大於接收靈敏度3-5dBm。一般來講不管單模接口還是多模接口,實際接收功率在-5至-15dBm之間算比較合理的工作範圍。

模組

一般都支持熱插拔

GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纖接口多為SC或ST型

SFP 小型封裝GBIC,使用的光纖為LC型。

類型

單模:SM,波長1310 單模長距LH 波長1310,1550

多模:MM 波長850 1300

SX/LH表示可以使用多模或單模光纖

連線器

光纖接口光纖接口

“/”前面部分表示尾纖的連線器型號

“SC”接頭是標準方型接頭,採用工程塑膠,具有耐高溫,不容易氧化優點。傳輸設備側光接口一般用SC接頭

“LC”接頭與SC接頭形狀相似,較SC接頭小一些。“FC”接頭是金屬接頭,一般在ODF側採用,金屬接頭的可插拔次數比塑膠要多。 在表示尾纖接頭的標註中,我們常能見到“FC/PC”,“SC/PC”等。

接頭類型

光纖各個接口光纖各個接口

FC 圓型帶螺紋(配線架上用的最多)

SC小方頭,直接連線設備SFP模組

ST 卡接式圓型

PC 微球面研磨拋光

APC 呈8度角並做微球面研磨拋光

SC 卡接式方型(路由器交換機上用的最多)

MT-RJ 方型,一頭雙纖收發一體( 華為8850上有用)

光纖通道基礎

根據ANSI(美國國家標準協會)的規定,光纖通道作為某些上層協定(ULP專用的傳輸通道,應該支持IP,SCSI,HIPPI及其他高層協定等等。光纖通道不但在速度、距離和成本方面都有明顯的優點,而且只需要添加一個光纖通道適配器(HBA)就可以使用現有的作業系統和很多軟體。

FC協定棧的分層

FC-0(物理接口,physical interface)是FC協定的最底層。物理層定義了不同物理介質、傳輸距離,信號機制標準,也定義了除了光纖同軸電纜和雙絞線也可以作為傳輸介質。本層基本目的是傳送和接收二進制(0,1)信號。

FC-0定義了數據傳輸的速度,指傳輸的有效數據的速度,目前有400MB/s,200MB/s,100MB/s,若加上幀頭、編碼等額外數據,速率就是4Gb/s,2Gb/s,1Gb/s。

FC-1層(Trannsmission Protocol,代碼層)是對FC-。層的加強層,利用底層的功能實現位元組或傳輸字的傳送和接收。定義了基本傳輸信號的編碼解碼特殊字元和字元級的差錯控制,採用8B/1 OB編碼。

FC-2層(Signaling Protocol,協定層)定義了編碼和解碼的標準、原語和傳輸字。功能是傳送和接收幀、幀序列、幀交換和數據包等。也就是利用FC-1層的功能一次傳輸一串數據。提供了一些在端到端之間傳輸信息單元的規則和機制。FC-2層的功能包括幾種服務類型、幀格式的定義、序列分裝與重組、交換管理、

地址分配、別名地址定義、多播管理等。

FC-3層(Common Services,服務層)一個節點只有一個FC-3層,給節點的上層提供了公共服務,這些服務利用FC-2層的功能來實現。如FC協定棧的分層圖(b)所示。

光纖接口光纖接口

FC-4(Mapping level)是協定映射層,定義了FC與ULP層之間的接口。若上層套用層為SCSI協定,那么FC-4層協定就是FCP協定。​

光纖通道的拓撲結構

FC協定中定義了三種拓撲結構。

點到點拓撲點到點拓撲

(1)點到點拓撲,兩個設備直接連線,在這裡一般是一個存儲設備和一台伺服器;優點是成本低,性能高;缺點是只允許兩台設備,拓撲有限。如點到點拓撲圖所示。

環形拓撲環形拓撲

(2)環形拓撲(Arbitrated Loop,通過一個或多個FC集線器連線,最多可連127個設備。優點是支持更多設備;缺點是限制了數據的傳輸速率。如環形拓撲圖所示。

Fabric拓撲Fabric拓撲

(3)光纖交換網拓撲(Fabric,伺服器和大量存儲設備通過多個FC交換機互連,因採用24位定址方式所以最多可支持一千六百萬台設備;優點是在保持系統性能的同時可支持多個設備;缺點是每個連線埠的成本提高。如Fabric拓撲圖所示。

光纖通道的連線埠類型

FC網路一般由三個元素組成:發起端設備、目標端和互連設備。其中所有的設備都是用連線埠(Port)作為網路的連線,連線埠是網路的基礎模組。FC Port又分為Nx Port,N Port,NL Port,L Port,FL Port,F Port,Fx Port, E Port,以及B Port。如圖所示連線埠類型圖解。

注:N連線埠=與Fabric直接連線的設備;NL連線埠=仲裁環上連線的設備;

F連線埠=Fabric的連線埠;FL連線埠=Fabric仲裁環上的連線埠;

EC Expansion連線埠一用於擴展網路的連線埠((FC交換機連線到FC交換機);

光纖接口光纖接口

G(Generic)連線埠=通用連線埠,可以作為F連線埠或E連線埠。

接頭類型

FC圓型帶螺紋(配線架上用的最多)SC小方頭,直接連線設備SFP模組

ST卡接式圓型

PC微球面研磨拋光

APC呈8度角並做微球面研磨拋光

SC卡接式方型(路由器交換機上用的最多)

MT-RJ方型,一頭雙纖收發一體(華為8850上有用)

模組說明

1.SFPCombo連線埠(連線埠號為9)與其對應的10/100/1000BASE-T乙太網連線埠(連線埠號為9)在邏輯上光電復用,用戶可根據實際組網情況選擇其一使用,但二者不能同時工作,並且,在二者都連通的情況下,只有光口處於有效的工作狀態。

2.SFP是SmallForm-FactorPluggable的縮寫,可以簡單的理解為GBIC的升級版本。SFP模組體積比GBIC模組減少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的連線埠數量。SFP模組的其他功能基本和GBIC一致。有些交換機廠商稱SFP模組為小型化GBIC(MINI-GBIC),支持SX、LX、TX、LH,走1000M。

如何連線

連線前,先將DVD視盤機光纖輸出口以及功率放大器光纖輸入口的保護塞拔出,再將光纖線兩端的保護帽拔出,就可進行DVD機與功率放大器的光纖連線。

研磨

方式

“/”後面表明光纖接頭截面工藝,即研磨方式。

“PC”在電信運營商的設備中套用得最為廣泛,其接頭截面是平的。

“SC”表示尾纖接頭型號為SC接頭,業界傳輸設備側光接口一般用用SC接頭,SC接頭是工程塑膠的,具有耐高溫,不容易氧化優點;ODF側光接口一般用FC接頭,FC是金屬接頭,但ODF不會有高溫問題,同時金屬接頭的可插拔次數比塑膠要多,維護ODF尾纖比光板尾纖要多。其它常見的接頭型號為:ST、DIN、FDDI。“PC”表示光纖接頭截面工藝,PC是最普遍的。在廣電和早期的CATV中套用較多的是APC型號。尾纖頭採用了帶傾角的端面,斜度一般看不出來,可以改善電視信號的質量,主要原因是電視信號是模擬光調製,當接頭耦合面是垂直的時候,反射光沿原路徑返回。由於光纖折射率分布的不均勻會再度返回耦合面,此時雖然能量很小但由於模擬信號是無法徹底消除噪聲的,所以相當於在原來的清晰信號上疊加了一個帶時延的微弱信號。表現在畫面上就是重影。尾纖頭帶傾角可使反射光不沿原路徑返回。一般數位訊號一般不存在此問題。

還有一種“UPC”的工藝,它的衰耗比PC要小,一般有特殊需求的設備其琺瑯盤一般為FC/UPC。國外廠家ODF架內部跳纖用的就是FC/UPC,提高ODF設備自身的指標。

單模

它與RJ-45接口看上去很相似,不過SC接口顯得更扁些,其明顯區別還是裡面的觸片,如果是8條細的銅觸片,則是RJ-45接口,如果是一根銅柱則是SC光纖接口。

SC光纖接口主要用於局網交換環境,在一些高性能千兆交換機和路由器上提供了這種接口,

SC光纖接口在100Base-TX乙太網時代就已經得到了套用,因此當時稱為100Base-FX(F是光纖單詞fiber的縮寫),不過當時由於性能並不比雙絞線突出但是成本卻較高,因此沒有得到普及,業界大力推廣千兆網路,SC光纖接口則重新受到重視。

連線器品種

連線器的品種信號較多,除了上面介紹的三種外,還有MTRJ、ST、MU等。

FC是FerruleConnector的縮寫,表明其外部加強件是採用金屬套,緊固方式為螺絲扣

PC是PhysicalConnection的縮寫,表明其對接端面是物理接觸,即端面呈凸面拱型結構。

SC(F04)型光纖連線器:模塑插拔耦合式單模光纖連線器。其外殼採用模塑工藝,用鑄模玻璃纖維塑膠製成,呈矩型;插頭套管(也稱插針)由精密陶瓷製成,耦合套筒為金屬開縫套管結構,其結構尺寸與FC型相同,端面處理採用PC或APC型研磨方式;緊固方式是採用插拔銷閂式,不需鏇轉。此類連線器價格低廉,插拔操作方便,介入損耗波動小,抗壓強度較高,安裝密度高。

其他信息

與GBIC的模組5483(轉成1000M電口)5484(多模,500M以內),5486(單多模,10KM),5487(單模,可達70KM)相對應的SFP模組是GLC模組,分為GLC-LH-SM=(單模,10KM),GLC-SX-MM=(多模,500M),GLC-ZX-SM=(單模,70KM),GLC-T=(轉成電口)。

SFP是小口的,光纖接口為LCGBIC是大口的,光纖接口為SC。3.XFP(10G光模組,可用在萬兆乙太網,SONET等多種系統,多採用LC接口)

XENPAK(套用在萬兆乙太網,採用SC接口)

SFF(超小型光纖連線器)

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