光纤收发器应用:如何实现长距离组网

原创 2020-08-31 14:54  阅读

  小琼最近这一个月以来一直在忙一个大工程,即市至县的数字电视传输,其中涉及到一个数字光传输设备的网管通道的建设问题,其实这个问题在组网方式上来讲并不复杂,骨干线路用SDH,下行接入用交换机,但是在具体施工过程由于某些站点SDH设备没有覆盖到,就涉及需要用另外一种方式解决长距离连网的问题,好在祥子所在的广电行业,在以前的工程施工中使用了大量光纤收发器进行组网

  小琼最近这一个月以来一直在忙一个大工程,即市至县的数字电视传输,其中涉及到一个数字光传输设备的网管通道的建设问题,其实这个问题在组网方式上来讲并不复杂,骨干线路用SDH,下行接入用交换机,但是在具体施工过程由于某些站点SDH设备没有覆盖到,就涉及需要用另外一种方式解决长距离连网的问题,好在祥子所在的广电行业,在以前的工程施工中使用了大量光纤收发器进行组网,祥子对于这一类设备还是比较了解的,因此结合这次组网(也有以前组网)的经验,向大家介绍一下光纤收发器在网络组建过程中的使用。

  光纤收发器是一种将以太网的电信号和光信号进行互换的以太网传输媒质转换设备,而在网络上传输数据的光纤分为多模光纤和单模光纤,多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm,包层外直径125μm,与相对应的单模光纤的纤芯直径为8.3μm,包层外直径125μm.但是这些技术数据对于我们来说不是很直观,其实要区别多模光纤与单模光纤,看颜色就可以。多模光纤的尾纤(即从是终端盒引出接光纤收发器那一段线路)的颜色是桔红色,如图1所示

  从组网应用上,由于多模光纤无法进行长距离的传输,一般只能用于楼宇内部及楼宇间的联网,但由于多模光纤及对应的光纤收发器比较便宜,所以还是在一定范围内得到了应用。比如祥子所在单位的办公大楼内综合布线采用的就是多模光纤,另外,很多学校组建内部的校园网时也是使用的多模光纤。

  随着技术的进步,单模光纤开始进入长距离的组网操作(从几公里至一百多公里),而且发展势头非常迅猛,没几年的时间,从就高端应用进入了寻常百姓家,从祥子所从事的工程来看,现在某些重点客户家里开通网络时都是直接使用的光纤收发器(所谓的FTTH模式,光纤到户),使用光纤收发器组网已经成为广电开展增值业务非常普遍的一种形式。下面介绍的各种型号的光纤收发器,都是基于单模光纤的。

  所谓双纤单网口光纤收发器,就是利用两根光纤(一收一发),一组光纤收发器实现电信号至光信号、光信号再到电信号的转换,设备通常如图3所示:

  记得应该是2000年左右,小琼开始接触光纤收发器,当时这种设备还是一种高端设备,一对光纤收发器要几千元,但是能够实现长距离传输很神奇,而且相比电缆传输(MODEM拨号、DDN)有抗干扰能力强,信号质量好的特点,所以在开通业务时特别受用户的欢迎,当时听到用户对于光纤联网的肯定,我们作为工程技术人员心里也是美滋滋的。一般来说,使用光纤收发器进行联网,网络拓扑如图4所示:

  这里的网络设备可能是交换机,也可能是服务器,那么光纤收发器输出的那根网线,究竟是直通线还是交叉线呢,这个问题当时可算是一个大问题,祥子每次都要翻阅说明书,查看说明书里面介绍的这款型号具体对于服务器还是交换机是直通线还是交叉线,但是后来随着组网经验的积累,发现了一个规律,那就是可以将光纤收发器当作一台PC机看,PC机与交换机相连是直通线,PC机与服务器相连是交叉线,那么光纤收发器与交换机相连就是直通线,与服务器相连就是交叉线。当然,现在随着技术进步,光纤收发器的网口也一般做成了自适应模式(自动匹配交叉线和直通线),工程使用时也相应方便了很多。

  另外,从图4所示我们也可以看出,光纤收发器联网一般是点对点方式,还有一点,当时的时侯光纤收发器的厂家很多,祥子的单位就试用了很多厂家的光纤收发器,这么几年,大浪淘沙,有一些品牌消失了,也有一些产品质量好,售后服务佳的的品牌成长起来,成为了我们长期的合作伙伴。

  随着业务的不断发展,我们面临着一个不可回避的问题,那就是光纤资源紧张,有些单位要联网,但是线路上只有一根可用的光芯了,这个时侯怎么办,好在随着技术的进步,厂家也开发出了新的产品,那就是单纤光纤收发器,即在一根光芯(一根光纤会包含若干根光芯,数量从2的n次方递增)上实现收、发两路操作,这类产品采用了波分复用的技术,使用的波长多为1310nm和1550nm,即一端用1310nm波长的光代表发,用1550nm波长的光代表收,另一端用1310nm?波长的光代表收,用1550nm波长的光代表发。

  图5所示的是一种一体机,还有一种模块化的,即光纤收发器模块和电源机框是可以分离的,光纤收发器模块如图6所示

  一般来说,如果是光纤收发器是放置在机房的话,我们是倾向于选择这种光纤收发器,一来这种结构质量比较稳定,二来这种模块式的结构,可以通过在机房中放置机框来实现光纤收发器的集中放置,比如一个16槽的机框就可以一次放置16个光纤收发器,如图7所示。

  这种集中式的装置就为我们利用光纤收发器大规模组网提供了条件,实际上我们为本地的教育、公安、银行等单位组网,在中心机房都是使用的这种机框式的光纤收发器。

  随着业务的发展,有些单位对于利用光纤收发器组网提出了更高的要求,比如我们为本地某银行提供的组网,银行要求我们提供两条严格隔离以太网线路。使用的光纤收发器设备技术上要成熟、安全的、可以简化网络结构、节约设备投资,并且要实现通过一根光纤接入两个有严格隔离安全要求的业务网络,最大程度的节约光纤资源。设备以太网电口为10/100M自适应的端口,光路可实现以太网链路最远60公里的接入能力,支持局端网管功能。在网管平台下,可实现对局端设备全面的监测与配置,及光路收、发双向中断告警等监控功能。

  该单位需要从中心机房至各个分理处都需要两条线路以实现环路备份,每个分理处既有办理银行业务的专网,又有内部办公网络,为了满足需要,我们利用交换机的生成树功能和单纤双网口光纤收发器,组了一个环网,网络拓扑如图9所示:

  大家从图9可以看出,这种组网结构在A处和B处都实际上与交换机人为的组成了一个环路,博狗网但是由于交换机支持生成树功能,当环路出现后,会自动选择一路作为工作线路,而将另一路断开作为备用,当工作线路由于线路上断纤而不能正常工作时,备用线路会自动启用,变成工作线就可以看出这种组网方式很复杂,实际的工程中的组网比这更复杂,全市有二十多个分理处,都是采用这种模式,好在我们和工程部的同事一齐努力把这个工程完成了。

  使用光纤收发器进行联网,优点除了稳定,还有什么?那就是速度!100M全双工,甚至比100全双工更高的速度:1000M全双工。比如我们本地的一家工程机械制造企业,原来是租用我们提供的100M线路进行联网,但是由于业务发展的需要(需要经常传输大容量的机械制图图片),所以需要我们提供更高速度的联网线路,好在技术的进步也为我们提供了相应的产品,即千兆光纤收发器,如图10所示。

  从外观上看,这与百兆光纤收发器也没有什么区别,是的,我们使用的某品牌的千兆光纤收发器的模块是可以直接插到原来的电源机框里的,也就是只需要更换一下光纤收发器模块,不需要改动,就可以平滑的将网络带宽由百兆升级到千兆,非常方便,从我们的工程实践上来看,现在也渐渐的有一个趋势,即从百兆升级到千兆。

  另外,我们发现教育行业比较喜欢使用集成了千兆光纤接口的交换机,如华为3528千兆交换机,

  总结:以上就是小琼在工程中使用的光纤收发器产品的一些心得,合理的使用光纤收发器,既可以组点对点的网络,也可以组环型自愈的网络,希望这些经验可以为大家提供在组网时提供一些参考。

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