光纤基本知识.docx

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光纤基本知识

光纤终端盒

　　光纤终端盒是安装在墙上的用户光缆终端盒，它的功能是提供光纤与光纤的熔接、光纤与尾纤的熔接以及光连接器的交接。

并对光纤及其元件提供机械保护和环境保护，并允许进行适当的检查，使其保持最高标准的光纤管理。

　　光纤终端盒产品特征

　　1.提供光缆与配线尾纤的保护性连接

　　2.使光缆金属构件与光缆端壳体绝缘，并能方便地引出接地

　　3.提供光缆终端的安放和余端光纤存储的空间，方便安装操作

　　4.具有足够的抗冲击强度的盒体固定，方便不同使用场合的安装

　　5.可选择挂墙安装或直接放置于槽道等多种安装方式

光纤适配器

　　光纤适配器（又名法兰盘）,是光纤活动连接器对中连接部件。

系列产品包括：

FC.SC.ST.LC.MTRJ.广泛应用于光配线架（ODF）.光纤通信设备.仪器等。

性能超群,稳定可靠。

　　主要特性：

　　光纤之间是由适配器通过其内部的开口套管连接起来的，以保证光纤跳线之间的最高连接性能。

为了固定在各种面板上,还设计了多种精细的固定法兰。

　　变换型适配器可以连接不同类型的光纤跳线接口,并提供了APC端面之间的连接.双连或多连可提高安装密度。

　　产品类型：

　　FC/PCFC/UPCFC/APCSC/PCSC/UPCSC/APCST/PCST/UPCSC/APC

　　光纤适配器有SC，FC，ST之分

　　SC代表StandardConnector

　　ST代表StraightTip

　　FC代表FiberConnector

光纤耦合器

　　光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属于光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。

光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属于DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（MicroOptics）、光波导式（WaveGuide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有90％）。

烧结方式的制作法，是将两条光纤并在一起烧融拉伸，使核芯聚合一起，以达光耦合作用，而其中最重要的生产设备是融烧机，也是其中的重要步骤，虽然重要步骤部份可由机器代工，但烧结之后，仍须人工作检测封装，因此人工成本约占10～15％左右，再者采用人工检测封装须保品质的一致性，这也是量产时所必须克服的，但技术困难度不若DWDMmodule及光主动元件高，因此初期想进入光纤产业的厂商，大部分会从光耦合器切入，毛利则在20～30％。

衰减器

　　在指定的频率范围内，一种用以引入一预定衰减的电路。

一般以所引入衰减的分贝数及其特性阻抗的欧姆数来标明。

在有线电视系统里广泛使用衰减器以便满足多端口对电平的要求。

如放大器的输入端、输出端电平的控制、分支衰减量的控制。

衰减器有无源衰减器和有源衰减器两种。

有源衰减器与其他热敏元件相配合组成可变衰减器，装置在放大器内用于自动增益或斜率控制电路中。

无源衰减器有固定衰减器和可调衰减器。

固定衰减器由电阻组成，不影响频率特性，常用T型或π型网络组成；（有关常用75Ω阻抗T型、π型不同衰减量的电阻数据可参阅共用天线电视系统一书）；可调衰减器由电位器组成在调试中及电平调整中使用。

要求衰减器的输入、输出阻抗应和接口端匹配，有线电视系统里都应为75欧。

衰减器的频率特性要满足系统的频率范围要求，在频率范围内衰减器的衰减量应和频率无关。

因此，常用电阻元件组成。

频率范围不同，衰减器的形式也不同。

有用同轴线作衰减器；在波导系统中，常用吸收电场能量的膜片作衰减器；也有采用固态二极管（如PIN二极管）在微波频段内制成波导或同轴线系统的可以电调谐的衰减器。

衰减器常用于多种电信设备和电子仪器中。

光纤配线架

　　ODF（OpticalDistributionFrame）光纤配线架

　　光纤配线架（ODF）用于光纤通信系统中局端主干光缆的成端和分配，可方便地实现光纤线路的连接、分配和调度。

随着网络集成程度越来越高，出现了集ODF、DDF、电源分配单元于一体的光数混合配线架，适用于光纤到小区、光纤到大楼、远端模块局及无线基站的中小型配线系统。

光纤交换机

8口光纤交换机

　　随着企业网络数据的不断增加和网络应用的频繁，许多企业开始意识到需要专门构建自己的存储系统网络来满足日益提升的数据存储性能要求。

当前，最为热门的数据存储网络就是SAN（StorageAreaNetwork，存储区域网络），就是把整个存储当儿一个单独的网络与服务器所在企业局域网连接。

　　它的特点就是采用传输速率较高的光纤通道与服务器网络，或者SAN网络内部组件的连接，这样，整个存储网络就具有非常宽的带宽，为高性能的数据存储提供了保障。

而在这种SAN存储网络中，起着关键作用的就是我们常常听到的光纤交换机（FCSwitch，也有称“光纤通道交换机”和“SAN交换机”的）了。

因为这属于一种新型的设备，而且与我们平常所见的、用到的以太网交换机有太多的区别（主要体现在协议的支持上），所以许多读者，甚至是已经用上SAN存储网络的企业用户都对SAN交换机一知半解。

为此，本文就专门就SAN交换机选购时需要注意的事项向各位进行一番介绍，其实就是介绍一下SAN交换机的主要特点。

先来简单了解SAN交换机的由来，这样可以使我们加深对SAN交换机的了解，不再充满“神秘”色彩。

　　一、SAN交换机的由来

　　在以前我们见到的数据存储基本上都是在服务器上直接连接几个SCSI、IDE之类的磁盘进行的，这也就是我们常常听说的DAS（直接连接存储）方式。

这种点对点的磁盘系统很显示存在着很难扩展和存储性能很难提高的不足。

不仅如此，受IDE和SCSI接口物理性能的限制，与它连接的磁盘通常最多只能有20米以内的连接距离，大大限制了磁盘存储系统的扩展。

　　为了解决以上DAS存储方式的这些诸多不足，网络设备商和标准制定专家开始考虑开发一种新型的存储技术，从根本上解决DAS存储方式的传输速率和连接距离问题。

最开始人们想到是一种把存储系统独立起来，作为一个网络设备放在网络节点上，这样既可以大大减少服务器的数据存储负荷，又可以极大地扩展磁盘存储系统，这就是后来的NAS（网络附加存储）方式。

　　这种存储方式的确在相当大程度上解决了以前DAS存储方式的不足，可以满足绝大多数中小型企业进行本地存储的需求。

而且它最大的特点就是简单易行，采用了与以太网相同的IP协议，网络管理员可轻易地掌握NAS存储系统的部署，受到许多企业的广泛欢迎。

但NAS还是没有从根本上解决磁盘存储性能和连接距离问题，总的来说磁盘存储性能并没有得到根本提高，只是提高了网络出口带宽。

　　正是因为NAS仍存着上述不足，所以人们继续开发了一种全新的网络存储方式，那就是本文前面介绍的SAN存储方式了。

网络结构如下图所示。

这种存储方式中最大的特点就是专为存储设备提供了千兆串行网络访问能力的光纤通道（FibreChannel）协议，然后在光纤通道协议的第四层上建立了以光纤通道为基础的，用于存储的SCSI协议、用于网络的IP协议以及映射到网络架构上的用于集群的虚拟接口（VI）协议，这样就可多方面支持各种总线类型的网络设备和通道。

光纤通道协议综合了许多优点，如网络范围的最远距离可达到10公里，可以使用多种介质的简单串行线缆、千兆网络速率以及可以在同一线缆上同时使用多种协议。

　　SAN是一个由存储设备和系统部件构成的网络，所有的通信都在一个光纤通道的网络上完成，可以被用来集中和共享存储资源，而不再是NAS存储方式那样仅是作为一个网络节点的网络设备。

SAN不但提供了对数据设备的高性能连接，提高了数据备份速度，还增加了对存储系统的冗余连接，提供了对高可用群集系统的支持。

简单地说，SAN是连接存储设备和服务器的专用光纤通道网络（与以太网不同），但它和以太网有类似的架构，也是由支持光纤通道的服务器、光纤通道卡（网卡）、光纤通道集线器/交换机和光纤通道存储装置所组成。

从技术上来讲，SAN网络最重要的三个组成部分就是：

设备接口（如SCSI、光纤通道、ESCON等）、连接设备（交换机、网关、路由器、Hub等）和通信控制协议（如IP和SCSI等）。

这三个组件再加上附加的存储设备和服务器，构成一个SAN系统。

　　二、光纤通道交换机选购注意事项

　　由于交换机是构造存储区域网络SAN的核心构件，所以选择最合适的交换机是至关重要的。

只有正确选择对存储区域网络最合适的光纤交换机才能提高企业信息管理的效率，满足最具挑战性的需求。

从前面的介绍可以清楚地看出，SAN网络与传统的以太网有着本质的区别，但因各网络设备厂商对于SAN的理解各不一样，所以就出现了采用多种设备接口和通道协议的SAN系统。

这就是前面介绍的SCSI、光纤通道、ESCON、FICON等，通道协议也有光纤通道（FC）协议、SCSI和FCIP协议等几种。

这些不同的接口和通道类型决定了整个SAN网络系统的部署在设备的选择上还是比较复杂的。

下面我们介绍几个主要注意事项。

　　1.品牌的选择

　　虽然我们在媒体上可以看到许多厂商声称有SAN交换机可以选择，其实这是一种假象，绝大多数厂商的SAN交换机都是OEM几个主要品牌的。

目前在SAN交换机方面真正有实力主要有：

IBM、Brocade（博科）、Cisco、McDATA等，像EMC这样的软件厂商基本上都是OEM其它厂商的SAN交换机产品。

因为市场上OEM的SAN交换机产品较多，所以现在有许多用户买了SAN交换机都不知道它到底是哪家公司开发、生产的。

这时你就得问清楚供应商了，千万别买了杂牌的。

　　2.通道协议的支持

　　SAN交换机所用的通道协议根据具体的应用也有好几种不同的类型，如前面介绍的FC、SCSI和FCIP协议等，不同的支持对应支持不同类型的设备接口。

FC协议一般是所有SAN交换机都支持的，SCSI协议在中低档的光纤交换机中可能支持，基于以太网IP协议的FCIP协议现在也有许多厂商的SAN交换机开始提供支持，因为它实现的成本比较简单，很受企业用户欢迎。

如下图所示的是Cisco公司的一款全面支持以上通道协议的多层光纤通道交换机CiscoMDS9216。

　　3.接口类型的支持

　　不同的SAN交换机可能支持的接口类型并不完全一样，而各种接口类型的性能也不一样，选购时一定要看清楚。

如SCSI接口我们知道最新的Ultra320可达到320MB/s，传输距离最长只有20米，通常是磁盘设备连接的专用接口；光纤通道（FC）目前可以提供1~4GB/s的传输速率（最高可达10GB/s），至少比SCSI快3倍，通常用于服务器主机与SAN交换机的连接，也有一些磁盘支持FC接口；由IBM设计的Escon接口，在光纤上全双工模式下它可支持200MB/s的数据速率，这一般是服务器主机或SAN交换机间连接的接口。

根据不同的配置，Escon接口所支持的传输距离也可达到3~10公里，取决于光纤的质量和产品特点。

同样由IBM开发的FICON接口是目前最新的一种接口类型，也是服务器或SAN交换机间的连接接口。

它传输速度是ESCON的6倍。

传输距离也在19公里以上。

不过现在许多SAN交换机都同时提供对这以上接口支持。

　　4.端口数量的支持

　　SAN交换机与平常所见的以太网交换机有个明显的区别就是端口数非常多，密集度非常高。

一般的SAN交换机端口数都在48口以上，目前最高的已达256口，当然低档入门级的SAN交换机也有16口以下的。

之所以SAN交换机需要这么多端口，那是因为它的连接方式与以太网交换机不同，当然主要体现在多SAN交换机的网络中。

在SAN网络中，每个SAN交换机都必须与其它SAN交换机进行连接（如下图所示），这种单向连接，很明显的一点就是可以大大提高数据的交换速率。

因为一台交换机中有些端口是用于SAN交换机之间的连接了，所以实际可用的SAN交换机端口就少了，对于端口数少的SAN交换机显然就不适合了，所以现在的SAN交换机端口一般都比较多，至少在24口以上。

如果在SAN网络中存在多个SAN交换机，则最好不要选择24口以下的。

　　5.是否支持堆叠

　　工作组以上的SAN光纤交换机也有支持堆叠的，通过堆叠来达来到扩展交换机端口和总体背板带宽的目的。

SAN交换机是通过E_Ports（扩展端口）可以进行堆叠，这种方法可以使光纤网络扩展到数千个节点，目前的技术下，最可多堆叠239个。

　　6.交换机功能

　　光纤通道交换机有着许多不同的功能，包括支持GBIC、冗余风扇和电源、分区、环操作和多管理接口等。

每一项功能都可以增加整个交换网络的可操作性，理解这些特点可以帮助用户设计一个功能强大的大规模的SAN。

总体来说，SAN光纤交换机的主要功能如下：

自配置端口、环路设备支持、交换机级联、自适应速度检测、可配置的帧缓冲、分区（基于物理端口和基于WWN的分区）、IPoverFiberChannel（IPFC）广播、远程登录、Web管理、简单网络管理协议（SNMP）以及SCSI接口独立设备服务（SES）等，根据具体需求来选择了。

　　7.可扩展性能

　　任何一个存储区域网络都不会是一成不变的，它时刻面临着扩展及与新技术、新产品集成的问题。

而存储区域网络正是通过灵活的可扩展性来满足未来的需求，从而保护用户的投资。

它的扩展性又包括两个方面，一方面是随着存储网络规模的扩大，原有的系统不能满足用户的存储需求时怎样扩展为一个更大的光纤存储网络；另一方面是，随着技术的发展，能够顺利地升级到新的技术与应用。

比如，IP存储的发展使得越来越多的用户考虑iSCSI和FCIP，FC交换机将来能否进行IP存储的扩展就显得很重要。

　　8.冗余性能

　　如果要保证关键业务的不间断运行，就需要按照冗余方式构建系统。

冗余方案其实服务器类型，方案是各种各样的，可以是单交换机部件冗余，也可以考虑用双光纤交换网冗余配置方案，不过这种成本非常高。

但由于这种双网络拓扑确保了冗余性，所以可以使用较为便宜的单电源交换设备即可，即使一个交换机发生故障，主机和存储阵列上的链路切换软件也会自动将通信切换到冗余设备上，直到故障设备被更换为止。

如果定期停机维护不会影响企业的应用，那么采用一个只带热插拔冗余电源和风扇的交换机即可，可大大降低成本。

同时还保证了电源或风扇的任何一个单点故障都不影响网络的运行。

　　总之，在选择使用哪种交换机来建立SAN光纤交换网络前需要考虑的地方很多，同其他设备采购计划一样，需要在比较交换机之前明确目前和未来的关键需求，还要明确这些需求的优先级别。

　　以上只是在选购光纤交换机时特别要注意的一些事项，其实光纤交换机技术非常复杂，所支持的协议和接口类型也在日益增多，性能不断增强，要注意的方面还有很多，但限于篇幅原因在此文只能为大家起到抛砖引玉的作用，希望对各位在选购光纤交换机时有一定的参考意义。

编辑词条

光纤跳线

　　光纤跳线用来做从设备到光纤布线链路的跳接线。

有较厚的保护层，一般用在光端机和终端盒之间的连接。

　　光纤主要分为两类：

　　单模光纤（Single-modeFiber）：

一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。

　　多模光纤（Multi-modeFiber）：

一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。

　　光纤使用注意

　　光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。

一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。

　　光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。

　　光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

　　光纤跳线特点:

　　1.插入损耗低

　　2.重复性好

　　3.回波损耗大

　　4.互插性能好

　　5.温度稳定性好

　　光纤跳线应用:

　　1.光纤通信系统

　　2.光纤接入网

　　3.光纤数据传输

　　4.光纤CATV

　　5.局域网（LAN）

　　6.测试设备

　　7.光纤跳线生产加工的必备设备-光纤研磨机

　　"电“可加工各种标准光纤连接器：

fc/upc、sc/upc、st/upc、lc/upc、

　　”话“mu/upc、fc/apc、sc/apc、mt-rj、e2000等

　　“1”1>研磨速度数字显示控制，可随时调整研磨速度（15～200rpm）

　　“3”2>高精度的机械配合，独立的自转和公转复合运动，保证研磨

　　“5”品质的均匀性和一致性

　　“3”3>产品防水性能强化,结构专业设计，保证了设备使用安全、可靠

　　“7”4>自动记录研磨次数和研磨时间设定

　　”8”5>以水作研磨,人性化的小桥流水设置提供了良好的前提！

　　“7“6>加压、卸载及更换夹具、研磨片方便快捷

　　“7”7>加工质量稳定，返修率低

　　”0“8>生产效率高（可数台并列组成生产线）

　　“2”9>耗材节省，研磨成本低

　　”0“

光电转换器

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概述

　　光猫是目前中小公司包括大型公司经常使用到的一种网络设备。

光猫即光Modem，是光电收发器或者光电转换器的俗称，两者之间没有太大的区别，都是为了将光纤介质转换成铜线接入。

　　光电转换器是一种类似于基带MODEM（数字调制解调器）的设备，和基带MODEM不同的是接入的是光纤专线，是光信号。

　　用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。

光电收发器是用局域网中光电信号的转换，而仅仅是信号转换，没有接口协议的转换。

一般用在园区网内较长距离，不适于布双绞线的环境。

为了说清楚光猫、光电收发器。

我们有必要介绍它们所运用的环境。

　　光电收发器是用局域网中光电信号的转换，而仅仅是信号转换，没有接口协议的转换。

一般用在园区网内较长距离，不适于布双绞线的环境。

不过随着网络技术的发展，光电转换器和光猫的概念越来越模糊，近期两者基本可以统一为同一种设备了，光电转换器也成为光猫的学名。

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原理

　　光电转换器也称为单端口光端机，是针对特殊用户环境而设计的产品，它利用一对光纤进行单E1或单V.35或单10BaseT点到点式的光传输终端设备。

该设备作为本地网的中继传输设备，适用于基站的光纤终端传输设备以及租用线路设备。

而对于多口的光端机一般会直称作“光端机”，对单端口光端机一般使用于用户端，工作类似常用的广域网专线（电路）联网用的基带MODEM，而有称作“光MODEM”、“光猫”、“光调制解调器”。

　　现在在远距离传输信号时，都是采用光纤传输的，光纤的传输带宽宽，稳定性好。

这就需要把电脑或电话或传真等产生的电信号（我们知道这些电子设备产生的都是电子信号），转换成光信号才能在光纤里传播，这就是光电转换器，它既可以把电信号转换成光信号，也可以把光信号转换成电信号。

光纤收发器

　　信息化建设的突飞猛进，人们对于数据、语音、图像等多媒体通信的需求日益旺盛，以太网宽带接入方式因此被提到了越来越重要的位置。

但是传统的5类线电缆只能将以太网电信号传输100米，在传输距离和覆盖范围方面已不能适应实际网络环境的需要。

与此同时，光纤通信以其信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继、传输距离长等优点得到了广泛的应用，光纤收发器正是利用了光纤这一高速传播介质很好的解决了以太网在传输方面的问题。

在一些规模较大的企业，网络建设时直接使用光纤为传输介质建立骨干网，而内部局域网的传输介质一般为铜线，如何实现局域网同光纤主干网相连呢？

这就需要在不同端口、不同线形、不同光纤间进行转换并保证链接质量。

光纤收发器的出现，将双绞线电信号和光信号进行相互转换，确保了数据包在两个网络间顺畅传输，同时它将网络的传输距离极限从铜线的100米扩展到100公里（单模光纤）。

　　什么是光纤收发器：

　　光纤收发器是一种将短距离的双绞线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单元，在很多地方也被称之为光电转换器。

产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于宽带城域网的接入层应用；同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。

　　企业在进行信息化基础建设时，通常更多地关注路由器、交换机乃至网卡等用于节点数据交换的网络设备，却往往忽略介质转换这种非网络核心必不可少的设备。

特别是在一些要求信息化程度高、数据流量较大的政府机构和企业，网络建设时需要直接上连到以光纤为传输介质的骨干网，而企业内部局域网的传输介质一般为铜线，确保数据包在不同网络间顺畅传输的介质转换设备成为必需品。

　　光纤收发器分类：

　　目前国外和国内生产光纤收发器的厂商很多，产品线也极为丰富。

为了保证与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交换机等网络设备的完全兼容，光纤收发器产品必须严格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太网标准，除此之外，在EMC防电磁辐射方面应符合FCCPart15。

时下由于国内各大运营商正在大力建设小区网、校园网和企业网，因此光纤收发器产品的用量也在不断提高，以更好地满足接入网的建设需要。

　　随着光纤收发器产品的多样化发展，其分类方法也各异，但各种分类方法之间又有着一定的关联。

　　·按光纤性质分类：

　　单模光纤收发器：

传输距离20公里至120公里

　　多模光纤收发器：

传输距离2公里到5公里

　　按光纤来分，可以分为多模光纤收发器和单模光纤收发器。

由于使用的光纤不同，收发器所能传输的距离也不一样，多模收发器一般的传输距离在2公里到5公里之间，而单模收发器覆盖的范围可以从20公里至120公里。

需要指出的是因传输距离的不同，光纤收发器本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会不一样。

　　如5公里光纤收发器的发射功率一般在-20～-14db之间，接收灵敏度为-30db，使用1310nm的波长；而120公里光纤收发器的发射功率多在-5～0dB之间，接收灵敏度为-38dB，使用1550nm的波长。

　　·按所需光纤分类：

　　单纤光纤收发器：

接收发送的数据在一根光纤上传输

　　双纤光纤收发器：

接收发送的数据在一对光纤上传输

　　顾名思义，单纤设备可以节省一半的光纤，即在一根光纤上实现数据的接收和发送，在光纤资源紧张的地方十分适用。

这类产品采用了波分复用的技术，使用的波长多为1310nm和1550nm。

但由于单纤收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产品在互联互通时可能会存在不兼容的情况。

另外由于使用了波分复用，单纤收发器产品普遍存在信号衰耗大的特点。

目前市面上的光纤收发器多为双纤产品，此类产品较为成熟和稳定，但需要更多的光纤。

　　·按工作层次/速率分类：

　　100M以太网光纤收发器：

工作在物理层

　　10/100M自适应以太网光纤收发器：

工作在数据链路层

　　按工作层次/速率来分，可以分为单10M、100M的光纤收发器、10/100M自适应的光纤收发器和1000M光纤收发器。

其中单10M和100M的收发器产品工作在物理层，在这一层工作的收发器产品是按位来转发数据。

该转发方式具有转发速度快、通透率高、时延低等方面的优势，适合应用于速率固定的链路上，同时由于此类设备在正常通信前没有一个自协商的过程，因此在兼容性和稳定性方面做得更好。

　　而10/100M光纤收发器是工作在数据链路层，在这一层光纤