浅谈光纤收发器在网络通信中的应用

浅谈光纤收发器在网络通信中的应用

随着通信技术的应用与普及，人们对网络通信在传输距离和覆盖范围方面有了新的要求，光纤收发器是一种用来实现光电信号转换的设施，它的一端是光纤接口，另一端是以太网接口，从而将短距离的以太网电信号和长距离的光信号进行互换，进而达到延长传输信息的目的。本文介绍了光纤收发器的分类及其在相关方面的应用。

标签：光纤收发器网络通信应用发展趋势

光纤收发器作为光电介质间的数据转换设备，已成为当今社会通信领域中最重要的技术设备之一，在一些网络建设规模较大的单位，就要求网络覆盖面广、数据流量大、传输带宽高，在设计网络时需要以光纤为主要传输介质组建骨干网，以解决以太网网线无法覆盖的实际网络传输问题。所以光纤收发器以其自身独特的特点，在网络通信中得到了广泛的应用。

1 光纤收发器的基本特点

光纤收发器是一种将短距离的以太网电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换设备，也称光电转换器，其主要原理是通过光电耦合来实现光信号与电信号的转换，网络协议完全透明，具有频带宽、损耗低、延时短，工作性能可靠、成本低、维护方便等特点，可以实现0-120KM内网络设备之间的连接，具备10M/100M/1000M、半双工/全双工自适应功能，采用专用ASIC芯片实现数据线速转发，支持直通连接模式和存储转发模式，其中网管型收发器支持WEB、TELNET、CLI等多种管理方式。光纤收发器的应用，使传统的网络传输介质从铜线升级到光纤，降低了用户的投资成本，成为一种廉价的组网方式。

2 光纤收发器的分类及技术应用

2.1 按使用光纤性质划分，可分为单模光纤收发器和多模光纤收发器。由于光纤性质决定传输距离，单模收发器的覆盖范围在20KM-120KM，多模收发器仅在2KM-5KM之间。但是，不管是单模还是多模光纤，传输距离与收发器本身的发射功率、接收灵敏度和采用的波长也有关系。

2.2 按所需光纤数划分，可分为单纤光纤收发器和双纤光纤收发器。光纤收发器采用的波长为1310nm和1550nm，单纤光纤收发器一般提供一个SC型光纤接口，使用波分复用技术，实现数据在一根光纤上的接受和发送；而双纤收发器分别在两根光纤上实现数据的接受和发送，因其具有传输损耗低，技术比较成熟、稳定的特点，广泛应用在中小企业光纤传输网络中。

2.3 按传输带宽来划分，可以分为单独10M、100M、1000M的光纤收发器和10/100M自适应、10/100/1000M自适应的光纤收发器。

多数单独10M、100M和1000M的收发器产品工作在物理层，按位来转发数据，所以具有转发速度快、时延低等方面的优势，适合用于速率固定的链路上，这样在兼容性和稳定性方面显得更加出色。而10/100M和10/100/1000M自适应光纤收发器的产品主要工作在数据链路层，采用存储转发方式收发信息。收发器对接收到的每一个数据包都要读取它的源MAC地址、目的MAC地址以及数据净荷，经过CRC循环冗余校验之后将该数据包转发出去；当数据链路饱和时，暂时无法转发的数据先放在收发器的缓存中，等待网络空闲时再转发，这样既减少了数据冲突的可能性又保证了数据传输的可靠性，所以自适应收发器适合于工作在速率不固定的链路上。

2.4 按收发器的结构划分，可分为独立式光纤收发器和模块式光纤收发器。独立式的光纤收发器主要用在单个用户，由于体积小广泛用在延长网络传输距离的光纤上；模块式的光纤收发器主要用在多用户的汇聚、便于实现统一管理和供电的中心机房机架上。

2.5 按收发器的管理功能来划分，可分为非网管型光纤收发器和可网管型光纤收发器。非网管型光纤收发器，即插即用，使用灵活、便于调试；可网络管理型收发器是基于SNMP网络协议开发的，支持WEB、TELNET、CLI等多种管理方式，可以提高网络性能、服务质量、安全性能和经济效益。网管型收发器又可分为用户端可网管和局端可网管。局端可网管的收发器主要是机架式的产品，多采用主从式的管理结构，即一个主网管模块可串联N个从网管模块，每个从网管模块定期轮询它所在子架上所有光纤收发器的工作状态，并向主网管模块提交。主网管模块一方面需要轮询自己机架上的网管信息，另一方面还需收集所有从子架上的信息，然后汇总并提交各网管服务器处理。

用户端网管主要分三种：其一是端局的光纤收发器可以检测到光口上的光功率，根据功率来判断故障出现在光纤上还是用户端设备上；其二是在局端和客户端设备之间运行特定的协议，客户端向局端发送状态信息，局端再提交到网管服务器；同时局端设备还可以实现对客户端设备的远程管理功能；其三客户端收发器内置主动式CPU，实现监控用户端设备的工作状态和远程管理。这三种网管收发器中后边两种可以真正做到远程网管，前一种只是对用户端的设备进行远程监控。

2.6 按工作方式来划分，可以分为全双工和半双工光纤收发器。全双工方式是指当数据的发送和接收分流，分别由两根光纤传送时，通信双方都能在同一时刻完成发送和接收操作，实现控制数据同时在两个方向上传送，这样无需进行对传输方向切换，不会有切换操作所带来的时间延迟。半双工方式是指使用同一根光纤既作接收又作发送，虽然数据可以在两个方向上传送，但通信双方不能同时收发数据，收发器每一端的发送器和接收器是通过收/发开关转接实现信息的发送和接受，这样就会产生时间延迟。

3 光纤收发器的组网形式和应用范围

3.1 环形骨干网。环形骨干网是利用SPANNING TREE特性构建网络覆盖范围内的骨干，这种结构可以变形为网状结构，适合于网络设备密度高的场合，组建有容错功能的骨干网络。这种网可以为企业、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。

3.2 链形骨干网。链形骨干网以链形联接，可以提供图像、语音、数据及实时监控等综合传输的多媒体网络，其中单纤多网口的产品更能够节省大量的骨干光纤数量，适合于不同的中小企事业单位构造高带宽低价位的骨干网络。

3.3 用户接入系统。用户接入系统利用10Mbps/100Mbps/1000Mbps自适应及自动转换功能，可以自由联接用户端设备，实现最后一段网络设备的接通，这种系统适合不同要求的通信带宽，能够提高网络运行效率，且网络提升级方案简单、组建网络投资较少。

3.4 应用范围。光纤收发器作为光电介质间的数据转换设备，打破了以太网电缆的百米局限性，解决了网络设备之间的互联，在物理连接组网中实现交换机之间、交换机和计算机之间、计算机之间的互联，特别在中继传输、光纤模式转换、光纤资源不足方面得到了广泛应用。

4 光纤收发器的未来发展趋势