本文詳細對光纖收發器原理進行講解，分析了光纖收發器的發展趨勢以及如何采購光纖收發器，下面進行闡述：

首先什麼是光纖收發器

　　光纖收發器是一種将短距離的雙絞線電信号和長距離的光信号進行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器。企業在進行信息化基礎建設時，通常更多地關注路由器、交換機乃至網卡等用于節點數據交換的網絡設備，卻往往忽略介質轉換這種非網絡核心但必不可少的設備。特别是在一些要求信息化程度高、數據流量較大的政府機構和企業，網絡建設時需要直接上連到以光纖為傳輸介質的骨幹網，而企業内部局域網的傳輸介質一般為銅線，确保數據包在不同網絡間順暢傳輸的介質轉換設備成為必需品。

　　目前國外和國内生産光纖收發器的廠商很多，産品線也極為豐富。為了保證與其他廠家的網卡、中繼器、集線器和交換機等網絡設備的完全兼容，光纖收發器産品必須嚴格符合IEEE802.3以太網标準，除此之外，在EMC防電磁輻射方面應符合FCC 及CE的相關規定，如烽火網絡公司的光纖收發器已經通過FCC及CE認證。時下由于國内各大運營商正在大力建設小區網、校園網和企業網，因此光纖收發器産品的用量也在不斷提高，以更好地滿足接入網的建設需要。

　 随着信息化建設的突飛猛進，人們對于數據、語音、圖像等多媒體通信的需求日益旺盛，以太網寬帶接入方式因此被提到了越來越重要的位置。 但是傳統的5類線電纜隻能将以太網電信号傳輸100米，在傳輸距離和覆蓋範圍方面已不能适應實際網絡環境的需要。與此同時，光纖通信以其信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼、傳輸距離長等優點在廣域網等大型網絡中得到了廣泛的應用。

　　在一些規模較大的企業，網絡建設時直接使用光纖為傳輸介質建立骨幹網，而内部局域網的傳輸介質一般為銅線，如何實現局域網同光纖主幹網相連呢？這就需要在不同端口、不同線形、不同光纖間進行轉換并保證鍊接質量。 光纖收發器的出現，将雙絞線電信号和光信号進行相互轉換，确保了數據包在兩個網絡間順暢傳輸。同時它将網絡的傳輸距離極限從銅線的100米擴展到100多公裡（單模光纖）。

光纖收發器的結構

　　光纖收發器包括三個基本功能模塊：光電介質轉換芯片、光信号接口(光收發一體模塊)和電信号接口(RJ45)，如果配備網管功能則還包括網管信息處理單元。

光纖收發器的發展

　　随着對網絡容量的需求急劇增大，運營商對對網絡管理的需求不斷增加，以太網傳輸速度的不斷升級，光收發器種類和複雜程度都在以驚人的速度發展。

　　由于光纖技術成本下降和容量要求的提高，衆多電信公司、地方政府、甚至大的企業集團已經開始将光纖技術應用于城市區域網絡(MAN)應用。因此，曾一度局限于遠距離和高端骨幹網絡的光纖鍊接技術現已遍及網絡設施的每一角落。但是，光纖鍊路應用數量的急速增加也導緻了品種繁多，有時甚至互相矛盾的光纖收發器。

光纖收發器元器件的選擇

　　在以太網光纖收發器設計中，元器件的選擇舉足輕重，它決定了産品的性能、壽命和成本。光電介質轉換芯片(OEMC)是整個收發器的核心。選擇介質轉換芯片是以太網光纖收發器設計的第一步，也是非常重要的一步。它的選擇直接影響和決定了其它元器件的選擇。

光電介質轉換芯片的主要性能指标有：

1． 網管功能

　　網絡管理是網絡可靠性的保證，是提高網絡效益的方式，網絡管理的運行、管理、維護等功能可以大大增加網絡的可用時間，提高網絡的利用率、網絡性能、服務質量、安全性和經濟效益。但研制有網管功能的以太網光纖收發器所需的人力、物力遠遠超過無網管的同類産品，主要表現在：

　　(1) 硬件投資。以太網光纖收發器網管功能的實現需要在收發器電路闆上配置網管信息處理單元來處理網管信息，該單元利用介質轉換芯片的管理接口獲取管理信息。管理信息與網路上的普通數據共用數據通道。帶網管功能的以太網光纖收發器，元器件種類及數量多于無網管的同類産品，相應地，布線複雜，開發周期長。烽火網絡公司長期緻力于光纖收發器産品的開發，為了優化産品的設計，使産品更加穩定，增強産品功能，自主開發了光纖收發器介質轉換芯片，使産品的集成度更高，有效地減少了因多種芯片之間協同工作所造成的不穩定因素。新開發的芯片具有光纖線路質量在線測試、故障定位、ACL等很多實用性很強的功能，既能有效的保護用戶投資，又能将極大地減少用戶的維護成本。

　　(2) 軟件投資。有網管功能以太網光纖收發器的研發工作除了硬件布線外，軟件編程更為重要。網管軟件的開發工作量較大，包括圖形化用戶接口部分、網管模塊嵌入式系統部分、收發器電路闆上網管信息處理單元部分。其中網管模塊嵌入式系統尤為複雜，研發門檻較高，需要使用嵌入式操作系統，如VxWorks，linux等。需要完成SNMP代理，telnet、web等複雜軟件工作。

　　(3) 調試工作。有網管功能以太網光纖收發器的調試工作包括兩部分：軟件調試和硬件調試。在調試過程中，電路闆布線、元器件性能、元器件焊接、PCB闆質量、環境條件以及軟件編程中的任一因素都會影響以太網光纖收發器的性能。調試人員必須具備綜合素質，全面考慮收發器出現故障的各種因素。

　　(4) 人員的投入。普通以太網光纖收發器的設計隻需一個硬件工程師便可完成。有網管功能的以太網光纖收發器的設計工作除了需要硬件工程師完成電路闆布線外，還需要衆多軟件工程師完成網絡管理的編程，而且要求軟硬件設計者密切配合。

2． 兼容性

　　OEMC應支持IEEE802、CISCO ISL等常用網絡通信标準，以保證以太網光纖收發器有良好的兼容性。

3． 環境要求

　　a. 輸入輸出電壓。OEMC的工作電壓多為5伏或3.3伏，但以太網光纖收發器上另一個重要的器件——光收發一體模塊的工作電壓絕大多數為5伏。若兩者工作電壓不一緻，則會增加PCB闆布線的複雜程度。

　　b. 工作溫度。在選擇OEMC的工作溫度時，開發人員需從最不利的條件出發并留有餘地，比如夏天最高氣溫達40℃，而以太網光纖收發器機箱内部因為各種元器件尤其是OEMC發熱。因此，以太網光纖收發器工作溫度的上限指标一般不應低于50℃。

光纖收發器的分類

　随着光纖收發器産品的多樣化發展，其分類方法也各異，但各種分類方法之間又有着一定的關聯。

按速率來分

　　可以分為單10M、100M、1000M的光纖收發器、10/100M自适應、10/100/1000M自适應的光纖收發器。其中多數單10M、100M和1000M的收發器産品工作在物理層，在這一層工作的收發器産品是按位來轉發數據。

　　該轉發方式具有轉發速度快、時延低等方面的優勢，适合應用于速率固定的鍊路上。 而10/100M、10/100/1000M光纖收發器是工作在數據鍊路層，使用存儲轉發的機制，這樣轉發機制對接收到的每一個數據包都要讀取它的源MAC地址、目的MAC地址和數據淨荷，并在完成CRC循環冗餘校驗以後才将該數據包轉發出去。

　　存儲轉發的好處一來可以防止一些錯誤的幀在網絡中傳播，占用寶貴的網絡資源，同時還可以很好地防止由于網絡擁塞造成的數據包丢失，當數據鍊路飽和時存儲轉發可以将無法轉發的數據先放在收發器的緩存中，等待網絡空閑時再進行轉發。這樣既減少了數據沖突的可能又保證了數據傳輸的可靠性，因此10/100M、10/100/1000M的光纖收發器适合于工作在速率不固定的鍊路上。

按工作方式來分

　　如上所述，可以分為工作在物理層的光纖收發器和工作在數據鍊路層的光纖收發器。

按結構來分

　　可以分為桌面式（獨立式）光纖收發器和機架式光纖收發器。桌面式光纖收發

器适合于單個用戶使用，如滿足樓道中單台交換機的上聯。機架式光纖收發器适用于多用戶的彙聚，如小區的中心機房必須滿足小區内所有交換機的上聯，使用機架便于實現對所有模塊型光纖收發器的統一管理和統一供電，烽火網絡的光纖收發器機架為16槽産品，即一個機架中最多可加插16個模塊式光纖收發器。

按光纖來分

　　可以分為多模光纖收發器和單模光纖收發器。由于使用的光纖不同，收發器所能傳輸的距離也不一樣，多模收發器一般的傳輸距離在2公裡到5公裡之間，而單模收發器覆蓋的範圍可以從20公裡至120公裡。需要指出的是因傳輸距離的不同，光纖收發器本身的發射功率、接收靈敏度和使用波長也會不一樣。 如5公裡光纖收發器的發射功率一般在-20～-14db之間，接收靈敏度為-30db，使用1310nm的波長；而120公裡光纖收發器的發射功率多在-3～0dB之間，接收靈敏度小于-36dB，使用1550nm的波長。

按光纖數量來分

　　可以分為單纖光纖收發器和雙纖光纖收發器。顧名思義，單纖設備可以節省一半的光纖，即在一根光纖上實現數據的接收和發送，在光纖資源緊張的地方十分适用。這類産品采用了波分複用的技術，使用的波長多為1310nm和1550nm。随着單纖光纖收發器使用的不斷增多，産品已經成熟穩定。

按電源來分

　　可以分為内置電源和外置電源兩種。其中内置開關電源為電信級電源，而外置變壓器電源多使用在民用設備上。前者的優勢在于能支持超寬的電源電壓，更好地實現穩壓、濾波和設備電源保護，減少機械式接觸造成的外置故障點；後者的優勢在于設備體積小巧和價格便宜。

　　另外從設備供電電壓類型來分，有交流220V、110V、60V；直流-48V、24V等。

按網管來分

　　可以分為網管型光纖收發器和非網管型光纖收發器。随着網絡向着可運營可管理的方向發展，大多數運營商都希望自己網絡中的所有設備均能做到可遠程網管的程度，光纖收發器産品與交換機、路由器一樣也逐步向這個方向發展。對于可網管的光纖收發器還可以細分為局端可網管和用戶端可網管。局端可網管的光纖收發器主要是機架式産品，多采用主從式的管理結構，即一個主網管模塊可串聯N個從網管模塊，每個從網管模塊定期輪詢它所在子架上所有光纖收發器的狀态信息，向主網管模塊提交。主網管模塊一方面需要輪詢自己機架上的網管信息，另一方面還需收集所有從子架上的信息，然後彙總并提交給網管服務器。如烽火網絡公司所提供的OL200系列網管型光纖收發器産品支持1（主） 9（從）的網管結構，一次性最多可管理150（局端可管理收發器模塊） 150（用戶端可管理收發器）台光纖收發器。　　

用戶端網管主要可以分為三種方式：

　　第一種是局端的光纖收發器可以檢測到光口上的光功率，因此當光路上出現問題時可根據光功率來判斷是光纖上的問題還是用戶端設備的故障；

　　第二種是在局端和客戶端設備之間運行特定的協議，協議負責向局端發送客戶端的狀态信息，通過局端設備的CPU來處理這些狀态信息，并提交給網管服務器，同時局端設備還可以實現對客戶端設備的遠程配置和遠程重啟；

　　第三種是在用戶端的光纖收發器上加裝主控CPU，這樣網管系統一方面可以監控到用戶端設備的工作狀态，另外也可以實現遠程配置和遠程重啟。在這三種用戶端網管方式中，第一種嚴格來說隻是對用戶端設備進行遠程監控，而第二和第三種可以做到真正的遠程網管。

　　烽火網絡光纖收發器對用戶端的網管同時采用了第二和第三種方式，由于采用自主開發的芯片，集成度更高，使遠端管理更加方便。網管系統是基于SNMP網絡協議上開發的，支持包括Web、Telnet、CLI等多種管理方式。管理内容多包括配置光纖收發器的工作模式，監視光纖收發器的模塊類型、工作狀态、機箱溫度、電源狀态、輸出電壓等等。随着運營商對設備網管的需求愈來愈多，相信光纖收發器的網管将更加實用和智能。

光纖收發器應用範圍

　　本質上光纖收發器隻是完成不同介質間的數據轉換，可以實現0-120Km内兩台交換機或計算機之間的連接，但實際應用卻有着更多的擴展。

　　1、 實現交換機之間的互聯。

　　2、 實現交換機和計算機之間的互聯。

　　3、 實現計算機之間的互聯。

　　4、 傳輸中繼：當實際傳輸距離超過收發器的标稱傳輸距離，特 别是實際傳輸距離超過120Km的時候，在現場條件允許的情況下，采用2台收發器背對背進行中繼或采用光-光轉換器進行中繼，是一種很經濟有效的解決方案。

　　5、 單多模轉換：當網絡間出現需要單多模光纖連接時，可以用1台多模收發器和1台單模收發器背對背連接，解決了單多模光纖轉換的問題。

　　6、 波分複用傳輸：當長距離光纜資源不足，為了提高光纜的使用率，降低造價，可将收發器和波分複用器配合使用，讓兩路信息在同一對光纖上傳輸。

光纖收發器選購原則

　　在實際的采購中，企業考慮的一個重要的因素是價格，特别是中小型的企業和SOHO辦公。我們認為，幾百元的産品足以滿足一般的企業的需求了，除非是特殊的行業，例如電信、軍事等。當然，除價格外同時還必須考慮

産品與周邊環境相容性的配合及産品本身的穩定性、可靠性，否則價格再低，買了也沒有用。為了使大家能挑到好的産品，把一些采購要點羅列如下：

　　（1）看看它本身是否可支持全雙工及半雙工，因為市面上有些芯片，目前隻能使用全雙工環境，無法支持半雙工，若接至其他品牌的交換機（N-Way Switch）或集線器（HUB），其又使用半雙工模式，則一定會造成嚴重的沖撞及丢包。

　　（2）看看它是否與其他光纖接頭做過連接測試，目前市面上的光纖收發器收發器愈來愈多，如不同品牌的收發器相互的兼容性事前沒做過測試則也會産生丢包、傳輸時間過長、忽快忽慢等現象。

　　（3）看看它有否防範丢包的安全裝置，因為很多廠商在制作光纖收發器時，為了減低成本，往往采用寄存器(Register)數據傳輸模式，這種方式最大的缺點，就是數據傳輸時會不穩，造成丢包，而最佳的方式就是采用緩沖線路設計，可安全避免數據丢包。

　　（4）看看産品是否有做溫度測試，因為光纖收發器本身使用時會産生高熱，再加上其安裝的環境通常在戶外，故溫度過高時（不能大于50°C），光纖收發器是否可正常運作，是用戶非常重要考慮的因素！允許的最高工作溫度是多少？對于一給需要長期運行的設備此項非常值得我們關注！

　　（5）看看産品是否有符合IEEE802.3标準？光纖收發器如符合IEEE802.3标準，如果不符合該标準，那麼肯定會存在兼容性的問題。

　　（6）衡量一下廠家的售後服務，試想一下，如果你的設備壞了，廠家幾天都沒有解決問題，你的損失是多少啊？所以為了使售後服務能及時及早的響應，建議大家選擇當地區具有實力雄厚、技術力量高超、信譽良好的專業公司。也隻有專業公司的技術工程師排除故障的經驗比較豐富、檢測故障的工具比較先進！

　　（7）選購時仔細觀察産品的外型，看看産品的光纖模塊外殼有否舊、有否光澤又或者是有否磨損痕迹。現今市場上有不少廠商為了謀取暴利，在光纖收發器、光纖交換機等設備上使用了二手或舊的光纖模塊，使用這些二手光纖模塊的産品，對網絡傳輸造成極大的隐患，如：光纖模塊的光路受到污染，對信号傳輸必定受到影響，傳輸質量的下降。而傳輸質量下降，對接收的靈敏度也造成降低，也會造成數據丢包的現象。再加上使用了二手的光纖模塊，在使用壽命上也會打了折扣，随時出現零件失效等情況。

光纖收發器使用注意事項

　　光纖收發器有多種不同的分類，而實際使用中大多注意的是按光纖接頭不同而區分的類别：SC接頭光纖收發器和FC/ST接頭光纖收發器。

　　在使用光纖收發器連接不同的設備時，必須注意使用的端口不同。

　　1、 光纖收發器到100BASE-TX設備（交換機，集線器）的連接：

　　确認雙絞線的長度最長不超過100米；

　　連接雙絞線的一端到光纖收發器的RJ-45口（Uplink口），另一端到100BASE-TX設（交換機，集線器）的 RJ- 45口（普通口）。

　　2、 光纖收發器到100BASE-TX設備（網卡）的連接：

　　确認雙絞線的長度最長不超過100米；

　　連接雙絞線的一端到光纖收發器的RJ-45口（100BASE-TX口），另一端到網卡的RJ-45口。

　　3、光纖收發器到100BASE-FX的連接：

　　确認光纖長度沒有超出設備能提供的距離範圍；

　　光纖的一端連光纖收發器的SC/FC/ST接頭，另一端連接100BASE-FX設備的SC/ST接頭。

　　另外需要補充的是很多用戶在使用光纖收發器時認為：隻要光纖的長度在單模光纖或多模光纖所能支持的最大距離内就可以正常使用。其實這是一種錯誤的認識，這種認識隻有在連接的設備都是全雙工的設備時才是正确的，當有半雙工的設備時，光纖的傳輸距離就有一定的限制了。

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