光纤收发器原理

1、光纤收发器原理技术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。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但必不可少的设备。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。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

2、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IEEE802.3太网标准，除此之外，在 EMC防电磁辐 射方面应符合FCC及CE的相关规定，如烽火网络公司的光纤收发器已经通过 FCC及 CE认证。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随着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

3、量大、保密 性好、重量轻、体积小、无中继、传输距离长等优点在广域网等大型网络中得 到了广泛的应用。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 多公里（单模光纤）。光纤收发器的结构光纤收发器包括三个基本功能模块：光电介质转换芯片、光信号接口 （光收发一体模块 ）和电信号接口 （RJ45，）

4、如 果配备网管功能则还包括网管信息处理单元。光纤收发器的发展随着对网络容量的需求急剧增大，运营商对对网络管理的需求不断增加， 以太网传输速度的不断升级，光收发器种类和复杂程度都在以惊人的速度发 展。由于光纤技术成本下降和容量要求的提高，众多电信公司、地方政府、甚至大的企业集团已经开始将光纤技术应用于城市区域网络 （MAN）应用。因此，曾一度局限于远距离和高端骨干网络的光纤链接技术现已遍及网络设施的每一角 落。但是，光纤链路应用数量的急速增加也导致了品种繁多，有时甚至互相矛 盾的光纤收发器。光纤收发器元器件的选择在以太网光纤收发器设计中，元器件的选择举足轻重，它决定了产品的性 能、寿命和成本。光

5、电介质转换芯片（OEMC是整个收发器的核心。选择介质转换芯片是以太 网光纤收发器设计的第一步，也是非常重要的一步。它的选择直接影响和决定 了其它元器件的选择。光电介质转换芯片的主要性能指标有：1网管功能网络管理是网络可靠性的保证，是提高网络效益的方式，网络管理的运 行、管理、维护等功能可以大大增加网络的可用时间，提高网络的利用率、网 络性能、服务质量、安全性和经济效益。但研制有网管功能的以太网光纤收发 器所需的人力、物力远远超过无网管的同类产品，主要表现在：（1）硬件投资。以太网光纤收发器网管功能的实现需要在收发器电路板上配 置网管信息处理单元来处理网管信息，该单元利用介质转换芯片的管理接口获

6、取管理信息。管理信息与网路上的普通数据共用数据通道。带网管功能的以太 网光纤收发器，元器件种类及数量多于无网管的同类产品，相应地，布线复 杂，开发周期长。烽火网络公司长期致力于光纤收发器产品的开发，为了优化 产品的设计，使产品更加稳定，增强产品功能，自主开发了光纤收发器介质转 换芯片，使产品的集成度更高，有效地减少了因多种芯片之间协同工作所造成 的不稳定因素。新开发的芯片具有光纤线路质量在线测试、故障定位、ACL等很多实用性很强的功能，既能有效的保护用户投资，又能将极大地减少用户的维 护成本。(3) 调试工作。有网管功能以太网光纤收发器的调试工作包括两部分：软件调试和硬件调试。在调试过程中，电

7、路板布线、元器件性能、元器件焊接、PCB板质量、环境条件以及软件编程中的任一因素都会影响以太网光纤收发器的性能。调试人 员必须具备综合素质，全面考虑收发器出现故障的各种因素。(4) 人员的投入。普通以太网光纤收发器的设计只需一个硬件工程师便可完 成。有网管功能的以太网光纤收发器的设计工作除了需要硬件工程师完成电路 板布线外，还需要众多软件工程师完成网络管理的编程，而且要求软硬件设计 者密切配合。2兼容性OEMC应支持IEEE802 CISCO IS等常用网络通信标准，以保证以太网光纤收发器有良好 的兼容性。3环境要求a.输入输出电压。OEMC的工作电压多为5伏或3.3伏，但以太网光纤收发 器上

8、另一个重要的器件 光收发一体模块的工作电压绝大多数为 5伏。若两 者工作电压不一致，则会增加 PCB板布线的复杂程度。b.工作温度。在选择OEMC的工作温度时，开发人员需从最不利的条件出 发并留有余地，比如夏天最高气温达 40C，而以太网光纤收发器机箱内部因为 各种元器件尤其是OEMC发热。因此，以太网光纤收发器工作温度的上限指标 一般不应低于50C。(end)(1)硬件投资。以太网光纤收发器网管功能的实现需要在收发器电路板上配 置网管信息处理单元来处理网管信息，该单元利用介质转换芯片的管理接口获 取管理信息。管理信息与网路上的普通数据共用数据通道。带网管功能的以太 网光纤收发器，元器件种类及

9、数量多于无网管的同类产品，相应地，布线复 杂，开发周期长。烽火网络公司长期致力于光纤收发器产品的开发，为了优化 产品的设计，使产品更加稳定，增强产品功能，自主开发了光纤收发器介质转 换芯片，使产品的集成度更高，有效地减少了因多种芯片之间协同工作所造成 的不稳定因素。新开发的芯片具有光纤线路质量在线测试、故障定位、ACL等很多实用性很强的功能，既能有效的保护用户投资，又能将极大地减少用户的维 护成本。(3)调试工作。有网管功能以太网光纤收发器的调试工作包括两部分：软件调试和硬件调试。在调试过程中，电路板布线、元器件性能、元器件 焊接、PCB板质量、环境条件以及软件编程中的任一因素都会影响以太网光

10、纤 收发器的性能。调试人员必须具备综合素质，全面考虑收发器出现故障的各种 因素。(4)人员的投入。普通以太网光纤收发器的设计只需一个硬件工程师便可完 成。有网管功能的以太网光纤收发器的设计工作除了需要硬件工程师完成电路 板布线外，还需要众多软件工程师完成网络管理的编程，而且要求软硬件设计 者密切配合。2兼容性OEMC应支持IEEE802 CISCO IS等常用网络通信标准，以保证以太网光纤收发器有良好 的兼容性。3环境要求a. 输入输出电压。OEMC的工作电压多为5伏或3.3伏，但以太网光纤收发 器上另一个重要的器件 光收发一体模块的工作电压绝大多数为 5伏。若两 者工作电压不一致，则会增加

11、PCB板布线的复杂程度。b. 工作温度。在选择OEMC的工作温度时，开发人员需从最不利的条件出 发并留有余地，比如夏天最高气温达 40C，而以太网光纤收发器机箱内部因为 各种元器件尤其是OEMC发热。因此，以太网光纤收发器工作温度的上限指标 一般不应低于50C。光纤收发器的分类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。按速率来分可以分为单 10M、100M、1000M 的光纤收发器、自适应、自适应的光纤收 发器。其中多数单 10M、100M 和 1000M 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、时延低等方面的优势，适合应用于速率固定 的链路上。而、光纤收发器是工作在数据链路层，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