光纖介面

用來連接光纖線纜的物理介面

光纖介面是用來連接光纖線纜的物理介面。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、STFC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介面通常用於10Base-F,SC介面通常用於100Base-FX。

介紹


分類

光纖從內部可傳導光波的不同,分為單模(傳導長波長的激光)和多模(傳導短波長的激光)兩種。單模光纜的連接距離可達10公里,多模光纜的連接距離要短的多,是300米或500米(主要看激光的不同,產生短波長激光的光源一般有兩種,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介面和LC介面。SC介面為1GB介面,(SC=smart card)LC介面為2GB介面,(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,一些超長距介面會高達+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。一般來講不管單模介面還是多模介面,實際接收功率在-5至-15dBm之間算比較合理的工作範圍。

模塊

一般都支持熱插拔。
GBIC Giga Bitrate Interface Converter,使用的光纖介面多為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

連接器

光纖介面
光纖介面
“/”前面部分表示尾纖的連接器型號
“SC”接頭是標準方型接頭,採用工程塑料,具有耐高溫,不容易氧化優點。傳輸設備側光介面一般用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料要多。在表示尾纖接頭的標註中,常能見到“FC/PC”,“SC/PC”等。

接頭類型

光纖各個介面
光纖各個介面
FC 圓型帶螺紋(配線架上用的最多)
SC小方頭,直接連接設備SFP模塊
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)

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議(ULP專用的傳輸通道,應該支持IP,SCSI,HIPPI及其他高層協議等等。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)就可以使用現有的操作系統和很多軟體。
FC協議棧的分層
FC-0(物理介面,physical interface)是FC協議的最底層。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。本層基本目的是發送和接收二進位(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發送和接收。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,協議層)定義了編碼和解碼的標準、原語和傳輸字。功能是發送和接收幀、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協議棧的分層圖(b)所示。
FC-4(Mapping level)是協議映射層,定義了FC與ULP層之間的介面。若上層應用層為SCSI協議,那麼FC-4層協議就是FCP協議。​

拓撲結構


光纖介面
光纖介面
FC協議中定義了三種拓撲結構。
(1)點到點拓撲,兩個設備直接連接,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。
(2)環形拓撲(Arbitrated Loop,通過一個或多個FC集線器連接,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。
(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;缺點是每個埠的成本提高。如Fabric拓撲圖所示。

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(Port)作為網路的連接,埠是網路的基礎模塊。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。如圖所示埠類型圖解。
注:N埠=與Fabric直接連接的設備;NL埠=仲裁環上連接的設備;
F埠=Fabric的埠;FL埠=Fabric仲裁環上的埠;
EC Expansion埠一用於擴展網路的埠((FC交換機連接到FC交換機);
光纖介面的埠類型
光纖介面的埠類型
G(Generic)埠=通用埠,可以作為F埠或E埠。

接頭類型


FC圓型帶螺紋(配線架上用的最多)SC小方頭,直接連接設備SFP模塊
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)

模塊說明

1.SFPCombo埠(埠號為9)與其對應的10/100/1000BASE-T乙太網埠(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模塊體積比GBIC模塊減少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的埠數量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC一致。有些交換機廠商稱SFP模塊為小型化GBIC(MINI-GBIC),支持SX、LX、TX、LH,走1000M。

如何連接

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接。

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應用得最為廣泛,其接頭截面是平的。
“SC”表示尾纖接頭型號為SC接頭,業界傳輸設備側光介面一般用用SC接頭,SC接頭是工程塑料的,具有耐高溫,不容易氧化優點;ODF側光介面一般用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料要多,維護ODF尾纖比光板尾纖要多。其它常見的接頭型號為:ST、DINFDDI。“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中應用較多的是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。由於光纖折射率分佈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雜訊的,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。一般數字信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琅盤一般為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介面看上去很相似,不過SC介面顯得更扁些,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介面,如果是一根銅柱則是SC光纖介面。
SC光纖介面主要用於局網交換環境,在一些高性能千兆交換機路由器上提供了這種介面,
SC光纖介面在100Base-TX乙太網時代就已經得到了應用,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光纖介面則重新受到重視。

連接器品種

連接器的品種信號較多,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)型光纖連接器:模塑插拔耦合式單模光纖連接器。其外殼採用模塑工藝,用鑄模玻璃纖維塑料製成,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,不需旋轉。此類連接器價格低廉,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的模塊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模塊是GLC模塊,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,光纖介面為LCGBIC是大口的,光纖介面為SC。3.XFP(10G光模塊,可用在萬兆乙太網,SONET等多種系統,多採用LC介面)
XENPAK(應用在萬兆乙太網,採用SC介面)
SFF(超小型光纖連接器)