光纖組網(wǎng)已是當(dāng)今建筑智能化弱電行業(yè)里一種常見的組網(wǎng)方式，組建遠(yuǎn)距離無線、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)時(shí)，往往需要使用光纖進(jìn)行連接通信，使用光纖收發(fā)器是經(jīng)濟(jì)適用型做法，尤其是在室外的使用。其實(shí)光纖收發(fā)器不僅可以成對(duì)使用，還可以配合光纖交換機(jī)使用。
光纖、光模塊、光纖交換機(jī)、光模塊組網(wǎng)知識(shí)分享
光纖
由玻璃或塑料制成的纖維，用于傳輸光信號(hào)。傳輸原理是'光的全反射’。具有保密性好、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)、距離遠(yuǎn)、數(shù)據(jù)帶寬高的優(yōu)點(diǎn)，光纖支持的傳輸速率包括100Mbps，1Gbps，10Gbps及更高。
光纖分類
光纖傳輸?shù)?strong>常用波長(zhǎng)有：850、1310、1490、1550nm，按照光纖傳輸光信號(hào)模式分為單模光纖（SMF）和多模光纖（MMF）：
單模光纖：只能傳輸一種模式的光，適用于長(zhǎng)距離傳輸。
多模光纖：可以傳輸多種模式的光，適用于機(jī)房?jī)?nèi)等短距離傳輸。
光纖的常見接口類型
光模塊
光模塊分類
按封裝：1*9 、GBIC、 SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、XENPARK、300pin等。
按速率：155M、622M、1.25G、2.5G、4.25G、10G、40G等。
按波長(zhǎng)：常規(guī)波長(zhǎng)、CWDM、DWDM等。
按模式：單模光纖（黃色）、多模光纖（橘紅色）。
按使用性：熱插拔（GBIC、 SFP、XFP、XENPAK）和非熱插拔（1*9、SFF）。
封裝形式是光模塊基本原理
光收發(fā)一體模塊（Optical Transceiver)
光收發(fā)一體模塊是光通信的核心器件，完成對(duì)光信號(hào)的光-電/電-光轉(zhuǎn)換。
由兩部分組成：接收部分和發(fā)射部分。接收部分實(shí)現(xiàn)光-電變換，發(fā)射部分實(shí)現(xiàn)電-光變換。
發(fā)射部分：
輸入一定碼率的電信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)
發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路(APC)，使輸出的光信號(hào)功率保持穩(wěn)定。
接收部分：
一定碼率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號(hào)，輸出的信號(hào)一般為PECL電平。同時(shí)在輸入光功率小于一定值后會(huì)輸出一個(gè)告警信號(hào)。
負(fù)責(zé)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。常見的光模塊速率：155M(百兆)、1.25G(千兆)、 10G(萬兆)、40G。
光模塊的主要參數(shù)
1. 傳輸速率
傳輸速率指每秒傳輸比特?cái)?shù)，單位Mb/s 或Gb/s。主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和萬兆。
2.傳輸距離
光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長(zhǎng)距三種。一般認(rèn)為2km 及以下的為短距離，10～20km 的為中距離，30km、40km 及以上的為長(zhǎng)距離。
■光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因?yàn)楣庑盘?hào)在光纖中傳輸時(shí)會(huì)有一定的損耗和色散。
光模塊類型
光纖的端面與直徑
· 按照光纖連接器連接頭內(nèi)插針端面分：PC，SPC，UPC，APC
· 按照光纖連接器的直徑分：Φ3，Φ2, Φ0.9
按照光纖的類型分：
單模光纖連接器（一般為G.652 纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um）；
多模光纖連接器（一種是G.651 纖其內(nèi)徑50um，外徑125um；另一種是內(nèi)徑62.5um，外徑125um）；
按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ 等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC
SC（Subscriber Connector Standard Connector，標(biāo)準(zhǔn)光纖連接器），由日本NTT公司開發(fā)的模塑插拔耦合式連接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻璃纖維塑料制成，呈矩形；插針由精密陶瓷制成，耦合套筒為金屬開縫套管結(jié)構(gòu)。緊固方式采用插拔銷式，不需要旋轉(zhuǎn)。外觀圖如下所示：
注意：為了保護(hù)光纖連接器的清潔，請(qǐng)務(wù)必保證在未連接光纖時(shí)蓋上防塵帽。
接口指標(biāo)
輸出光功率
輸出光功率指光模塊發(fā)送端光源的輸出光功率。
可以理解為光的強(qiáng)度，單位為W或mW或dBm。其中W或mW為線性單位，dBm為對(duì)數(shù)單位。在通信中，我們通常使用dBm來表示光功率。
公式： P(dBm)=10Log(P/1mW)
光功率衰減一半，降低3dB，0dBm的光功率對(duì)應(yīng)1mW使用光功率計(jì)測(cè)量。針對(duì)PON產(chǎn)品，由于其ONU端采用的是突發(fā)模式，因此需使用專用的光功率計(jì)進(jìn)行測(cè)量，串接在線路中，可以即時(shí)給出當(dāng)前上行和下行的光功率。
接收靈敏度
接收靈敏度指的是在一定速率、誤碼率情況下光模塊的最小接收光功率，單位：dBm。一般情況下，速率越高接收靈敏度越差，即最小接收光功率越大，對(duì)于光模塊接收端器件的要求也越高。
考慮到光纖老化或其他不可預(yù)見因素導(dǎo)致的鏈路損耗增大，最佳接收光功率范圍控制在接收靈敏度以上2-3dB?至過載點(diǎn)以下2-3dB，即上圖中的白色區(qū)域。
光模塊分類
按光模塊模式分類
單模：傳輸距離遠(yuǎn)
多模：傳輸距離近，一般小于≤2km
光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度
發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強(qiáng)，接收靈敏度指可以探測(cè)到的光強(qiáng)度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸距離的重要參數(shù)。光模塊可傳輸?shù)木嚯x主要受到損耗和色散兩方面受限。 損耗限制可以根據(jù)公式：
損耗受限距離＝（發(fā)射光功率‐接收靈敏度）/光纖衰減量 來估算。
光纖衰減量和實(shí)際選用的光纖相關(guān)。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對(duì)于百兆、千兆的光模塊色散受限遠(yuǎn)大于損耗受限，可以不作考慮。
按鏈路資源分類
單纖光模塊
飽和光功率值
指光模塊接收端最大可以探測(cè)到的光功率，一般為‐3dBm。當(dāng)接收光功率大于飽和光功率的時(shí)候同樣會(huì)導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。因此對(duì)于發(fā)射光功率大的光模塊不加衰減回環(huán)測(cè)試會(huì)出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象。
光飽和度
又稱飽和光功率，指的是在一定的傳輸速率下，維持一定的誤碼率（10-10～10-12）時(shí)的最大輸入光功率，單位：dBm。
■需要注意的是，光探測(cè)器在強(qiáng)光照射下會(huì)出現(xiàn)光電流飽和現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)此現(xiàn)象后，探測(cè)器需要一定的時(shí)間恢復(fù)，此時(shí)接收靈敏度下降，接收到的信號(hào)有可能出現(xiàn)誤判而造成誤碼現(xiàn)象，而且還非常容易損壞接收端探測(cè)器，在使用操作中應(yīng)盡量避免超出其飽和光功率。 注意 對(duì)于長(zhǎng)距光模塊，由于其平均輸出光功率一般大于其最大輸入光功率（即光飽和度），因此請(qǐng)用戶使用時(shí)關(guān)注光纖使用長(zhǎng)度，以保證到達(dá)光模塊的實(shí)際接收光功率小于其光飽和度，否則有可能造成光模塊的損壞。
雙纖光模塊
光模塊的選擇
隨著光模塊的廣泛，越來越多的客戶開始關(guān)注模塊本身穩(wěn)定性和可靠性的特點(diǎn)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上流行的光模塊一共有三種：原裝光模塊、二手光模塊和兼容光模塊。
眾所周知，原裝光模塊的價(jià)格非常高，許多廠商只能望而卻步。而至于二手光模塊，雖然其價(jià)格比較低，但是質(zhì)量卻得不到保證，經(jīng)常在使用半年后就會(huì)出現(xiàn)丟包的現(xiàn)象。因此，許多廠商紛紛把視線轉(zhuǎn)向了兼容光模塊。的確，兼容光模塊在使用中，其性能與原裝光模塊幾乎無二，而在價(jià)格上更比原裝光模塊便宜好幾倍，這也是兼容光模塊能大熱的原因。
但是，市場(chǎng)上的商品良莠不齊，許多商家又以次充好、魚目混珠，對(duì)光模塊的選取造成了一定的難度，下面就纖細(xì)談?wù)劰饽K的選擇：
第一，我們?nèi)绾畏直嫘碌墓饽K和二手光模塊呢？
上面我們提到了，二手光模塊經(jīng)常會(huì)在使用半年后出現(xiàn)丟包的情況，這是因?yàn)樗夤β什环€(wěn)和光靈敏度下降等原因造成的。如果我們有光功率計(jì)的話，可以拿出來測(cè)一測(cè)，看看其的光功率是否與數(shù)據(jù)手冊(cè)上的參數(shù)一致。如果出入太大，則為二手光模塊。
第二，觀察光模塊售后的使用情況。
一個(gè)正常的光模塊的使用壽命為5年，在第一年中基本很難看出光模塊的好壞，但是在其使用的第二年或第三年就可以看出來了。
第三，看光模塊與設(shè)備之間的兼容性如何。
消費(fèi)者在購(gòu)買前，需和供應(yīng)商進(jìn)行溝通，告知其需要使用在哪個(gè)品牌的設(shè)備上。
第四，我們還要看光模塊的溫度適應(yīng)能力怎么樣。
光模塊本身在工作時(shí)產(chǎn)生的溫度并不高，但是它一般的工作環(huán)境都是在機(jī)房或是在交換機(jī)上，溫度過高或者過低都會(huì)影響其光功率、光靈敏度等參數(shù)。一般情況下所使用的光模塊溫度范圍在0~70°C即可，如果在極冷或者極熱的環(huán)境，則需使用工業(yè)級(jí)-40~85°C的光模塊。
光模塊配對(duì)原則
上圖方法，內(nèi)置光模塊的設(shè)備同樣適用哦~！
由于光模塊進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)時(shí)分為發(fā)送和接收兩個(gè)方向，雙纖光模塊通過不同的端口區(qū)分，單纖光模塊通過不同的光波長(zhǎng)區(qū)分，如下。
因此在使用單纖的光模塊時(shí)，兩端光模塊的波長(zhǎng)要匹配，即TX/RX相反。
雙纖光模塊，兩端同型號(hào)
單纖光模塊，兩端光模塊波長(zhǎng)TX和RX相反，其他一致。
單項(xiàng)光模塊咱給大家舉個(gè)例子：?？祮卫w模塊，型號(hào)上標(biāo)識(shí)的波長(zhǎng)都是發(fā)送波長(zhǎng)，如HK-SFP-1.25G-20-1310，表示發(fā)送波長(zhǎng)1310nm，接收波長(zhǎng)1550nm。和它配對(duì)的模塊是HK-SFP-1.25G-20-1550。
光模塊組網(wǎng)方式
常見問題解答
交換機(jī)關(guān)口是否需要開啟？
未配置過的可網(wǎng)管交換機(jī)除了光電復(fù)用口的光口需要開啟外，其他交換機(jī)的光口均是即插即用，無需配置開啟。
光口不亮怎么處理？常見排查分四個(gè)步驟：
1.檢查設(shè)備光口和使用的光模塊速率是否匹配。
2.檢查兩端使用的光模塊是否配對(duì)。
3.檢查使用的光纖是否和光模塊匹配，單模光模塊使用單模光纖，多模光模塊使用多模光纖
雙纖光模塊，一端的兩根光纖左右對(duì)調(diào)下
4.檢查光纖鏈路是否OK，使用短纖進(jìn)行測(cè)試。
光纖收發(fā)器的一般組網(wǎng)方式
光纖交換機(jī)
方案一
比較常見且穩(wěn)定的傳輸方案，適用于小型項(xiàng)目。
一對(duì)一傳輸方式
這是光纖收發(fā)器比較常見的應(yīng)用方式，傳統(tǒng)的一對(duì)一的方式，即前端1光1電，后端1光1電，或者前端1光2/4/8電口，后端1光1電的連接方式。應(yīng)用在中小型的遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)中比較多，比較明顯的就是只有一對(duì)光纖收發(fā)器。
方案二
前端直接用1光多電的收發(fā)器連接攝像機(jī)，少用了一次交換機(jī)的中繼。
方案三
機(jī)房端收發(fā)器采用集中供電方式，節(jié)省了電源布線的繁瑣，管理起來更加方便。
方案四
前端1光多電，后端收發(fā)器機(jī)架集中供電。
方案五
在一些項(xiàng)目施工布線過程中，采用傳統(tǒng)的布線方式光纖資源不夠用的情況下，可以采用前端2光多電級(jí)聯(lián)型的收發(fā)器，連接多個(gè)攝像機(jī)。
方案六
前端級(jí)聯(lián)型收發(fā)器鏈接多個(gè)攝像機(jī)，通常一芯光纖上可以鏈接十幾個(gè)二光多電的收發(fā)器，后端用收發(fā)器機(jī)架集中供電，統(tǒng)一管理。
方案七
前端用交換機(jī)+收發(fā)器、1光多電收發(fā)器兩種方式混合使用，后端用4光2電匯聚型收發(fā)器接收。隨著多光口匯聚型光電交換機(jī)越來越多的使用，產(chǎn)品逐漸穩(wěn)定。不足的地方是，后端4光2電匯聚型光電交換機(jī)，一旦1個(gè)光口壞了，需要整機(jī)返廠維修，影響到其他線路上攝像機(jī)的傳輸。
方案八
前端用交換機(jī)+收發(fā)器、1光多電收發(fā)器兩種方式混合使用，后端用8光2電匯聚型收發(fā)器接收。隨著多光口匯聚型光電交換機(jī)越來越多的使用，產(chǎn)品逐漸穩(wěn)定。不足的地方是，后端8光2電匯聚型光電交換機(jī)，一旦1個(gè)光口壞了，需要整機(jī)返廠維修，影響到其他線路上攝像機(jī)的傳輸，當(dāng)然了插SFP模塊的光電交換機(jī)除外。
方案九
級(jí)聯(lián)與匯聚混合使用的方式，最大限度地利用了光纖資源。減少了不必要布線所帶來的麻煩
方案十
方案十一
環(huán)網(wǎng)型收發(fā)器，考慮到成本的因素，目前在民用市場(chǎng)使用的比較少，主要在一些大型項(xiàng)目工程中使用，多采用工業(yè)級(jí)2光2電、2光3電、2光4電、2光8電設(shè)備。在整個(gè)光纖閉環(huán)中，有一處中斷，不影響其他設(shè)備的正常通信。
好了今天就分享到這里吧，感性你的聆聽我們下期再會(huì)！
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