光猫光纤收发器 光端机.docx

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光猫光纤收发器光端机

●光猫

　　所谓光猫，是泛指将光以太信号转换成其它协议信号的收发设备。

光猫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，和有称作“光MODEM”、“光猫”、“光调制解调器”。

有些人经常误将光纤收发器或者光电转换器当作光猫，其实这是一个错误的叫法。

　　光猫是光modem的俗称，有着调制解调的作用。

光猫的构造和功能

　　光猫的设备采用大规模集成芯片，电路简单，功耗低，可靠性高，具有完整的告警状态指示和完善的网管功能。

光猫的工作原理

　　光猫是一种类似于基带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。

光电转换器与光猫的区别

　　光电转换器与光猫的区别是光电收发器是用局域网中光电信号的转换，仅仅是信号转换，没有接口协议的转换。

光猫用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，协议转换器主要有E1转V.35和E1转以太网两种类型。

　　其实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。

光猫的应用范围

　　单说以太网光猫,主要应用于距离超长,超过20KM,中间需要通过SDH/PDH等光传输设备中转的情况下应用光猫.

　　一般来说光猫的速率是打包在2M电路上,所以光猫的光收发器的区别也在于其速率,光猫是2M,光收发器是100M.

　　一般应用场景:

　　客户-以太网光猫-光缆-E1光猫-2M电缆-局端SDH光端机-另一个局SDH光端机-PDH光端机-E1转以太网协转-客户设备（以太交换机或电脑等）.

　　当然光猫还有V.35光猫,V.24光猫,RS-232光猫等等,应用和以上大同小异.

光电转换器

　　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。

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，光纤的传输带宽越宽，稳定性越好。

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

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（FiberConverter）。

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。

什么是光纤收发器

　　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）。

　　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。

光纤收发器的应用

　　光纤收发器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，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。

有了光纤收发器，也为需要将系统从铜线升级到光纤，但缺少资金、人力或时间的用户提供了一种廉价的方案。

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。

光纤收发器的基本特点：

　　1．提供超低延时的数据传输。

　　2．对网络协议完全透明。

　　3．采用专用ASIC芯片实现数据线速转发。

可编程ASIC将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。

　　4．机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。

　　5．可网管设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，能提供完整的操作日志和报警日志。

　　6．设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。

　　7．支持超宽的工作温度范围。

　　8．支持齐全的传输距离（0～120公里）

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，在这一层光纤收发器使用存储转发的机制，这样转发机制对接收到的每一个数据包都要读取它的源MAC地址、目的MAC地址和数据净荷，并在完成CRC循环冗余校验以后才将该数据包转发出去。

存储转发的好处一来可以防止一些错误的帧在网络中传播，占用宝贵的网络资源，同时还可以很好地防止由于网络拥塞造成的数据包丢失，当数据链路饱和时存储转发可以将无法转发的数据先放在收发器的缓存中，等待网络空闲时再进行转发。

这样既减少了数据冲突的可能又保证了数据传输的可靠性，因此10/100M的光纤收发器适合于工作在速率不固定的链路上。

1000M光纤收发器可以按实际需要工作在物理层或数据链路层，市场上这两种1000M光纤收发器都有提供。

按结构分类：

　　桌面式（独立式）光纤收发器：

独立式用户端设备

　　机架式（模块化）光纤收发器：

安装于十六槽机箱，采用集中供电方式

　　按结构来分，可以分为桌面式（独立式）光纤收发器和机架式光纤收发器。

桌面式光纤收发器适合于单个用户使用，如满足楼道中单台交换机的上联。

机架式（模块化）光纤收发器适用于多用户的汇聚，如小区的中心机房必须满足小区内所有交换机的上联，使用机架便于实现对所有模块型光纤收发器的统一管理和统一供电，目前国内的机架多为16槽产品，即一个机架中最多可加插16个模块式光纤收发器。

按管理类型分类：

　　非网管型以太网光纤收发器：

即插即用，通过硬件拨码开关设置电口工作模式

　　网管型以太网光纤收发器：

支持电信级网络管理

按网管来分：

　　可以分为网管型光纤收发器和非网管型光纤收发器。

随着网络向着可运营可管理的方向发展，大多数运营商都希望自己网络中的所有设备均能做到可远程网管的程度，光纤收发器产品与交换机、路由器一样也逐步向这个方向发展。

对于可网管的光纤收发器还可以细分为局端可网管和用户端可网管。

局端可网管的光纤收发器主要是机架式产品，多采用主从式的管理结构，即一个主网管模块可串联N个从网管模块，每个从网管模块定期轮询它所在子架上所有光纤收发器的状态信息，向主网管模块提交。

主网管模块一方面需要轮询自己机架上的网管信息，另一方面还需收集所有从子架上的信息，然后汇总并提交给网管服务器。

如武汉烽火网络所提供的OL200系列网管型光纤收发器产品支持1（主）+9（从）的网管结构，一次性最多可管理150个光纤收发器。

　　用户端网管主要可以分为三种方式：

第一种是在局端和客户端设备之间运行特定的协议，协议负责向局端发送客户端的状态信息，通过局端设备的CPU来处理这些状态信息，并提交给网管服务器；第二种是局端的光纤收发器可以检测到光口上的光功率，因此当光路上出现问题时可根据光功率来判断是光纤上的问题还是用户端设备的故障；第三种是在用户端的光纤收发器上加装主控CPU，这样网管系统一方面可以监控到用户端设备的工作状态，另外还可以实现远程配置和远程重启。

在这三种用户端网管方式中，前两种严格来说只是对用户端设备进行远程监控，而第三种才是真正的远程网管。

但由于第三种方式在用户端添加了CPU，从而也增加了用户端设备的成本，因此在价格方面前两种方式会更具优势一些。

目前大多数厂商的网管系统都是基于SNMP网络协议上开发的，支持包括Web、Telnet、CLI等多种管理方式。

管理内容多包括配置光纤收发器的工作模式，监视光纤收发器的模块类型、工作状态、机箱温度、电源状态、输出电压和输出光功率等等。

随着运营商对设备网管的需求愈来愈多，相信光纤收发器的网管将日趋实用和智能。

　　·按电源分类：

　　内置电源光纤收发器：

内置开关电源为电信级电源

　　外置电源光纤收发器：

外置变压器电源多使用在民用设备上

　　按电源来分，可以分为内置电源和外置电源两种。

其中内置开关电源为电信级电源，而外置变压器电源多使用在民用设备上。

前者的优势在于能支持超宽的电源电压，更好地实现稳压、滤波和设备电源保护，减少机械式接触造成的外置故障点；后者的优势在于设备体积小巧和价格便宜。

光纤收发器产品特点：

　　光纤收发器通常具有以下基本特点：

　　1．提供超低时延的数据传输。

　　2．对网络协议完全透明。

　　3．采用专用ASIC芯片实现数据线速转发。

可编程ASIC将多项功能集中到一个芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更低的成本。

　　4．机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。

　　5．可网管设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，能提供完整的操作日志和报警日志。

　　6．设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。

　　7．支持超宽的工作温度范围。

　　8．支持齐全的传输距离（0～120公里）。

光纤收发器的优势

　　目前提到光纤收发器，人们常常不免会将光纤收发器与带光口的交换机进行比较，下面主要谈一下光纤收发器相对于光口交换机的优势。

　　首先，光纤收发器加普通交换机在价格上远远比光口交换机便宜，特别是有些光口交换机在加插光模块后会损失一个甚至几个电口，这样可以使运营商在很大程度上减少前期投资。

　　其次，由于交换机的光模块大多没有统一标准，因此光模块一旦损坏就需要从原厂商用相同的模块更换，这样给后期的维护带来很大的麻烦。

但光纤收发器不同厂商的设备之间在互连互通上已没有问题，因此一旦损坏也可以用其他厂商的产品替代，维护起来非常容易。

　　还有，光纤收发器比光口交换机在传输距离上产品更加齐全。

当然光口交换机在很多方面上也具有优势，如可统一管理、统一供电等，这里就不再讨论了。

光纤收发器的发展趋势

　　光纤收发器产品在不断的发展和完善中，用户对设备也提出了很多新的要求。

　　首先，目前的光纤收发器产品还不够智能。

举个例子，当光纤收发器的光路断掉后，大多数产品另一端的电口仍然会保持开启状态，因此上层设备如路由器、交换机等依然还是会继续向该电口发包，导致数据不可达。

希望广大设备提供商能在光纤收发器上实现自动切换，当光路DOWN掉后，电口自动向上报警，并阻止上层设备继续向该端口发送数据，启用冗余链路以保证业务不中断。

　　其次，光纤收发器本身应能更好地适应实际的网络环境。

在实际工程中，光纤收发器的使用场所多为楼道内或室外，供电情况十分复杂，这就需要各个厂商的设备最好能支持超宽的电源电压，以适应不稳定的供电状况。

同时由于国内很多地区会出现超高温和超低温的天气情况，雷击和电磁干扰的影响也是实际存在的，所有这些对收发器这种室外设备的影响都非常大，这就要求设备提供商在关键元器件的采用、电路布板和焊接以及结构设计上都必须精心严格。

　　此外，在网管控制方面，用户大都希望所有网络设备能通过统一的网管平台来进行远程的管理，即能够将光纤收发器的MIB库导入到整个网管信息数据库中。

因此在产品研发中需保证网管信息的标准化和兼容性。

　　光纤收发器在数据传输上打破了以太网电缆的百米局限性，依靠高性能的交换芯片和大容量的缓存，在真正实现无阻塞传输交换性能的同时，还提供了平衡流量、隔离冲突和检测差错等功能，保证数据传输时的高安全性和稳定性。

因此在很长一段时间内光纤收发器产品仍将是实际网络组建中不可缺少的一部分，相信今后的光纤收发器会朝着高智能、高稳定性、可网管、低成本的方向继续发展。

如何选择光纤收发器

　　由于光纤收发器（FiberConverter）为区域网络连接器设备之一,所以必须考虑与周边环境相互兼容性的配合,及本身产品的稳定性、可靠性，反之：

价格再低，也无法得到客户的青睐！

　　1、本身是否支持全双工及半双工？

　　市面上有些芯片目前只能使用全双工环境，无法支持半双工，如接到其他品牌的交换机（SWITCH）或集线器（HUB），而它又使用半双工模式，则一定会造成严重的冲突及丢包。

　　2．是否与其它光纤收发器做过连接测试？

　　目前市面上的光纤收发器收发器愈来愈多，如不同品牌的收发器相互的兼容性事前没做过测试则也会产生丢包、传输时间过长、忽快忽慢等现象。

　　3、是否有防范丢包的安全装置？

　　有些厂商在制造光纤收发器收发器时，为了降低成本，往外采用寄存器（Register）数据传输模式，这种方式最大的缺点就是传输时不稳定、丢包，而最好的就是采用缓冲线路设计，可安全避免数据丢包。

　　4、温度适应能力？

　　光纤收发器本身使用时会产生高热，温度过高时（不能大于85°C），光纤收发器是否工作正常？

是非常值得客户考虑的因素！

　　5、是否有符合IEEE802.3u标准？

　　光纤收发器如符合IEEE802.3标准，即delaytime控制在46bit，如超过46bit时，则表示光纤收发器所传输的距离会缩短！

！

光纤收发器的基本连接方式

一、环形骨干网

　　环形骨干网是利用SPANNINGTREE特性构建城域范围内的骨干，这种结构可以变形为网状结构，适合于城域网上高密度的中心小区，形成容错的核心骨干网络。

环形骨干网对IEEE.1Q及ISL网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数主流的骨干网络，如跨交换机的VLAN、TRUNK等功能。

环形骨干网可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。

二、链形骨干网

　　链形骨干网利用链形的联接可以节省大量的骨干光线数量，适合于在城市的边缘及所属郊县地区构造高带宽低价位的骨干网络，该模式同时可用于高速公路、输油、输电线路等环境。

链形骨干网对IEEE802.1Q及ISL网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数的骨干网络，可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。

链形骨干网是可以提供图像、语音、数据及实时监控综合传输的多媒体网络。

三、用户接入系统

　　用户接入系统利用10Mbps/100Mbps自适应及10Mbps/100Mbps自动转换功能，可以联接任意的用户端设备，无需准备多种光纤收发器，可为网络提供平滑的升级方案。

同时利用半双工/全双工自适应及半双工/全双工自动转换功能，可以在用户端配置廉价的半双工HUB，几十倍的降低用户端的组网成本，提高网络运营商的竞争力。

光纤收发器常见的问题及解决方案

　　1．Power灯不亮

　　电源故障

　　2．Link灯不亮

　　故障可能有如下情况：

　　（a）检查光纤线路是否断路

　　（b）检查光纤线路是否损耗过大，超过设备接收范围

　　（c）检查光纤接口是否连接正确，本地的TX与远方的RX连接，远方的TX与本地的RX连接。

　　（d）检查光纤连接器是否完好插入设备接口，跳线类型是否与设备接口匹配，设备类型是否与光纤匹配，设备传输长度是否与距离匹配。

　　3.电路Link灯不亮

　　故障可能有如下情况：

　　（a）检查网线是否断路

　　（b）检查连接类型是否匹配：

网卡与路由器等设备使用交叉线，

　　交换机，集线器等设备使用直通线。

　　（c）检查设备传输速率是否匹配

　　4.网络丢包严重

　　可能故障如下：

（1）收发器的电端口与网络设备接口，或两端设备接口的双工模式不匹配。

（2）双绞线与RJ-45头有问题，进行检测

　　（3）光纤连接问题，跳线是否对准设备接口，尾纤与跳线及耦合器类型是否匹配等。

　　5.光纤收发器连接后两端不能通信

（1）光纤接反了，TX和RX所接光纤对调

（2）RJ45接口与外接设备连接不正确（注意直通与绞接）

　　光纤接口（陶瓷插芯）不匹配，此故障主要体现在100M带光电互控功能的收发器上，如APC插芯的尾纤接到PC插芯的收发器上将不能正常通信，但接非光电互控收发器没有影响。

　　6.时通时断现象

（1）可能为光路衰减太大，此时可用光功率计测量接收端的光功率，如果在接收灵敏度范围附近，1-2dB范围之内可基本判断为光路故障

（2）可能为与收发器连接的交换机故障，此时把交换机换成PC，即两台收发器直接与PC连接，两端对PING，如未出现时通时断现象可基本判断为交换机故障

　　（3）可能为收发器故障，此时可把收发器两端接PC（不要通过交换机），两端对PING没问题后，从一端向另一端传送一个较大文件（100M）以上，观察它的速度，如速度很慢（200M以下的文件传送15分钟以上），可基本判断为收发器故障。

　　7.通信一段时间后死机，即不能通信，重起后恢复正常

　　此现象一般由交换机引起，交换机会对所有接收到的数据进行CRC错误检测和长度校验，检查出有错误的包将丢弃，正确的包将转发出去。

但这个过程中有些有错误的包在CRC错误检测和长度校验中都检测不出来，这样的包在转发过程中将不会被发送出去，也不会被丢弃，它们将会堆积在动态缓存（buffer）中，永远无法发送出去，等到buffer中堆积满了，就会造成交换机死机的现象。

因为此时重起收发器或重起交换机都可以使通信恢复正常，所以用户通常都会认为是收发器的问题。

　　8.收发器测试方法如果发现收发器连接有问题，请按以下方法进行测试，以便找出故障原因

　　a）近端测试：

　　两端电脑对PING，如可以PING通的话证明光纤收发器没有问题。

如近端测试都不能通信则可判断为光纤收发器故障。

　　b）远端测试：

　　两端电脑对PING，如PING不通则必须检查光路连接是否正常及光纤收发器的发射和接收功率是否在允许的范围内。

如能PING通则证明光路连接正常。

即可判