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(chu)以來，光(guang)纖(xian)技術越(yue)來越(yue)受歡(huan)迎。通過光(guang)纖(xian)線(xian)上(shang)的(de)(de)紅外光(guang)脈沖發送數(shu)據(ju)，而不(bu)(bu)是通過銅(tong)線(xian)電纜(lan)發送數(shu)據(ju)，可以更快、更遠的(de)(de)距離(li)傳輸更多信息，并(bing)且不(bu)(bu)會受到(dao)電磁干擾(rao)的(de)(de)威脅。通常(chang)需要(yao)長距離(li)高帶(dai)寬以及需要(yao)大帶(dai)寬的(de)(de)系統(如數(shu)據(ju)中(zhong)心)會選擇光(guang)纖(xian)傳輸。在(zai)音視頻行(xing)業中(zhong)，光(guang)纖(xian)使(shi)用的(de)(de)范圍也越(yue)來越(yue)廣(guang)。

　　但你是否了解進出光纖“高速公路”的關鍵步驟——光纖收發器?

　　光纖收發器既可用作發射器，也可用作接收器。它是插入或嵌入到數據網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為光(光)信號。在信號接收端，它將光信號轉換回電信號。今天我們具體了解一下光纖收發器的基礎知識。

　　首先是收發(fa)器的外形尺寸。為了(le)使來(lai)自不同(tong)供應商(shang)的收發(fa)器相(xiang)互兼容(rong)，大多(duo)數制造商(shang)基于相(xiang)同(tong)的標準(zhun)集進行設計，稱為多(duo)源協議(yi) (MSA)。一些常見的外形尺寸包括(kuo) GBIC、SFP、SFP+ 和 XFP。我們分別介(jie)紹他們的主(zhu)要區別。

　　SFP 的(de)設計基于 GBIC，兩(liang)者的(de)性(xing)能(neng)基本相同(tong)，但是SFP體積更小，可(ke)以(yi)在(zai)主(zhu)板(ban)上放置更多(duo)收發(fa)器。因此(ci) SFP 是數據通信和(he)電(dian)信的(de)理想選擇。SFP提供支持多(duo)模(mo)光纖(xian)和(he)單模(mo)光纖(xian)的(de)版本。在(zai)單模(mo)下(xia)，它的(de)工(gong)作波長為(wei) 1310nm 和(he) 1550nm，距(ju)離為(wei) 2 公(gong)里(li)(li)至 120 公(gong)里(li)(li)。在(zai)多(duo)模(mo)式(shi)下(xia)，它可(ke)以(yi)在(zai) 500 米處(chu)處(chu)理 850nm。SFP+ 是對 SFP 的(de)改(gai)進，它們(men)的(de)大小相同(tong)。SFP 以(yi)高達(da) 4.25Gb/s 的(de)數據速率(lv)執(zhi)行，而 SFP+ 提供 8.5Gb/s 至 16Gb/s。XFP 外形尺(chi)寸比(bi) SFP 和(he) SFP+ 收發(fa)器大 30% 左右(you)，并且消耗更多(duo)的(de)能(neng)量。XFP 傳(chuan)輸速率(lv)超過 10Gb/s，并且使用(yong)單模(mo)光纖(xian)的(de)情況下(xia)傳(chuan)輸距(ju)離可(ke)達(da) 100 公(gong)里(li)(li)。

　　光收(shou)發器(qi)上與(yu)光線連(lian)(lian)接(jie)的接(jie)口我們叫做連(lian)(lian)接(jie)器(qi)。常見的連(lian)(lian)接(jie)器(qi)類(lei)型有 LC、SC、ST、FC 和(he) MPO。特別(bie)流行的是 LC 和(he) SC。LC 適用于 SFP、SFP+、XFP、QSFP 和(he) SFF 收(shou)發器(qi)。SC 可(ke)與(yu) GBIC、BiDi SFP、X2、XENPAK 和(he) 1×9 收(shou)發器(qi)配合使用。LC 連(lian)(lian)接(jie)器(qi)有一個(ge)閂鎖(suo)以提供穩定性。SC 連(lian)(lian)接(jie)器(qi)是非(fei)(fei)鎖(suo)定的，因此非(fei)(fei)常適合快速(su)連(lian)(lian)接(jie)電纜。

　　光(guang)纖收發器的種(zhong)類和連(lian)接器弄明白了，但是剛才替代(dai)的波長，傳輸速率各自代(dai)表什么含義呢?

　　波(bo)長(chang)是頻率的(de)光(guang)學術(shu)語。當收發器將電信(xin)號(hao)轉換為光(guang)信(xin)號(hao)時，每(mei)個(ge)(ge)數據流都(dou)會(hui)轉換為其自身波(bo)長(chang)的(de)信(xin)號(hao)，該波(bo)長(chang)以(yi)納米 (nm) 為單位進(jin)行(xing)測量。三個(ge)(ge)中心波(bo)長(chang)最常(chang)用于光(guang)纖：850nm、1310nm 和 1550nm。波(bo)越長(chang)，傳(chuan)輸過(guo)程中信(xin)號(hao)強(qiang)度的(de)損失就越小。因此(ci)，850nm 用于較短的(de)光(guang)纖鏈路運行(xing)，1550nm 用于較長(chang)的(de)運行(xing)。光(guang)纖收發器的(de)傳(chuan)輸速率或(huo)數據速率是指它每(mei)秒傳(chuan)輸的(de)比(bi)特(te)數，以(yi)兆比(bi)特(te) (Mbps) 或(huo)千兆比(bi)特(te) (Gbps) 表示。收發器分為兩種以(yi)上的(de)傳(chuan)輸速率之一，從 0.5 Mbps 到 20 Gbps。

　　此外(wai)光(guang)(guang)收發器還(huan)需(xu)要搭配光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)使用，光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)分為多(duo)(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian) (OM) 與單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian) (SM) 。多(duo)(duo)模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)能夠以多(duo)(duo)種模(mo)(mo)式傳(chuan)輸光(guang)(guang)之外(wai)，還(huan)具有更(geng)大的(de)纖(xian)(xian)(xian)芯直徑，并(bing)在 850nm 和 1310nm 波長(chang)下工作。它(ta)用于(yu)較短距(ju)離(li)和較低(di)速度的(de)網絡，如 LAN。單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)一(yi)次只傳(chuan)輸一(yi)種模(mo)(mo)式，纖(xian)(xian)(xian)芯更(geng)小，可(ke)以處理更(geng)長(chang)的(de) 1550nm 波長(chang)。因為它(ta)的(de)聚(ju)焦度更(geng)高，光(guang)(guang)散(san)射(she)更(geng)少，單模(mo)(mo)光(guang)(guang)纖(xian)(xian)(xian)可(ke)以傳(chuan)輸更(geng)長(chang)的(de)距(ju)離(li)，通(tong)常從 10 公(gong)(gong)里到 160 公(gong)(gong)里。

　　綜上所(suo)述，光纖(xian)收發(fa)器(qi)(qi)對(dui)于將電信(xin)號轉(zhuan)換(huan)為光信(xin)號和(he)光信(xin)號轉(zhuan)換(huan)為點信(xin)號至關重(zhong)要。選擇收發(fa)器(qi)(qi)的(de)(de)外形尺(chi)寸是，需(xu)要考慮(lv)轉(zhuan)換(huan)的(de)(de)數據(ju)類型、所(suo)需(xu)的(de)(de)速(su)度和(he)距(ju)離(li)(li)(li)。收發(fa)器(qi)(qi)處(chu)理不(bu)同的(de)(de)波長(chang)，波長(chang)越(yue)長(chang)，信(xin)號損失(shi)越(yue)少。收發(fa)器(qi)(qi)的(de)(de)傳輸速(su)率是它(ta)每秒可以(yi)發(fa)送的(de)(de)比(bi)特數。最后(hou)，收發(fa)器(qi)(qi)使用較短(duan)距(ju)離(li)(li)(li)的(de)(de)多(duo)模光纖(xian)或較長(chang)距(ju)離(li)(li)(li)的(de)(de)單(dan)模光纖(xian)。

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