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Written by 季硕
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Friday, 02 December 2005 |
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3 传输距离
随着光器件技术的提高，在绝大多数场合下，传输距离已不是网络设计的主要问题。但在长距离使用场合下，需考虑光收发器光器件指标。
光通信传输距离受限取决于两个因素，色散受限和光功率受限，对于具体的光纤传输段，取上述两项较小者。
3.1色散受限
色散受限距离计算公式为：
L=Dmax/ D
式中：D max——设备容许的最大色散。
D——允许工作波长范围内的光纤色散系数。
通常在百兆速率可以不用考虑色散受限因素，在千兆速率需考虑。
3.2光功率受限
通常该指标由光收发器厂家给出，但厂家出于市场竞争因素，给出的极限传输距离可能在实际使用中不能达到，或在光缆使用寿命未终了时就不能满足收端要求的光功率。
按照光通信传输距离最坏值计算方法，应按以下公式计算传输距离：
L=（PS-PR-PP-C-MC）/ (af+ as)
式中：PS——发端寿命终了时的最小发送功率
PR——收端寿命终了时的最差灵敏度
PP——光通道代价
C——所有活动连接器衰减之和，每个连接器衰减取0.5dB。
MC——光缆富余度
af——光纤衰减系数
as——光纤熔接头每公里衰减系数
L——传输距离
以上计算保证了在光缆和光器件寿命终了时的传输保障。下面简单介绍各参数的取值：
上述公式中，af+as为每公里光缆平均衰减系数，以实测数据为准，估算时对于近年建设的的光缆可根据光窗口分别按以下取值：850nm, af+as取值3dB/km；1310nm, af+as取值0.4dB/km；1550nm, af+as取值0.25dB/km。
PS-PR-PP-C-MC为光缆寿命终了时可用于光缆传输的光功率预测。需要说明的是，PS取发端最小光功率，而不要取平均值；PR取接收端灵敏度； PP及MC为预留值，PP是为防止设备长期使用后光器件老化而预留的，MC是为防止将来光缆迁改或损坏、老化等因素预留的，加上两端的两条光纤活动连接 器，PP＋C＋MC三项取值可为：百兆时取5dB，千兆时取值5－6dB。
3.3光功率过载
光接收端还有一项指标，叫过载功率，也叫饱和功率。其意义是当接收端收到的光功率若大于此值，则可能引起收端光感应器件功率过载，损坏光器件。
按照最坏值的设计思想，若收端光功率不过载。须满足：发端最大发送光功率减去光纤传输端的实际衰减值后 应小于收端过载功率，否则须加衰减器。
通常对于中长距离的光器件，才有可能出现光功率过载的可能。
4 兼容性
这里所说的兼容性分两种情况：一是光收发器和以太网交换机之间的兼容性；二是光收发器收发两端设备的兼容性。
4.1光收发器和以太网交换机之间的兼容性
光收发器的设计是依据以太网标准和光纤传输标准。从理论上讲，凡符合以太网标准协议IEEE802.3的网络设备都能和光收发器互通，凡是符合光纤传输标 准的光收发器之间都可以互通。然而尽管各厂商的以太网设备在IEEE802.3及IEEE802.3u的标准上是完全兼容的，但用于城域网接入时，由于交 换方式、双工模式、缓冲配置等实现方式的不同，还会出现各种各样的匹配问题。
光收发器电口侧，理论上凡是符合以太网标准协议的交换机都能互通。互通涉及到的问题主要有传输的速率和传送模式设置的问题。在应用中，我们经常面临的是选 用100M还是10/100M自适应光收发器的问题，仅从字面上看，当然是采用10/100M的光收发器好。扣除价格因素，在组网时根据性能考虑，也会有 不同的选择，这里给出几个考虑的原则，供大家参考。
100M的产品基本上是在物理层上直接转发的，对以太网幀主要进行时钟重定时，整形，然后就直接转发，不能隔离以太网冲突域，对流量控制的pause 幀直接转发，本身不对各种以太网幀进行处理，对交换机而言，纯100M的光收发器是透明的。以上特性构成了100M收发器的如下优点：可以实现链路监测 （LINK监测功能），对IEEE802.1q及ISL网络特性的支持可以保证绝大多数主流产品的骨干特性，如跨交换机的VLAN、TRUNK等功能，而 且，由于100M收发器产品本身不处理流量和广播幀，全部交给两端的交换机处理，由于一般而言交换机的处理能力要大大强于10/100M的光收发器（内存 大，交换引擎强），因此在主干应用中，选用100M的光收发器是比较好的选择。
10/100M自适应的收发器产品，主要解决方案都是采用类似交换机的交换原理实现的，因此，一般在电口可以实现10/100M及全双工半双工的自适应， 但在光口上，都是100M的传输速率，因此该种产品不仅涉及到物理层，也同时涉及到数据链路层，以实现二层转发。以上特点构成10/100M产品如下优 点：隔离了冲突域，用户两端可以连接多种不同速度的产品，比如交换机或10M HUB，从而方便了工程安装和维护，10/100M光收发器同时具备交换机的特性，比如内置高效交换核心和大容量缓存，可有效提高端接设备的传输效率，实 现流量控制、差错检测功能 ，对IEEE802.1q网络特性的支持可以保证绝大多数主流产品的骨干特性，如跨交换机的VLAN、TRUNK等功能，具备10M/100M自适应及 10M/100M自动转换功能，可以联接任意的用户端设备，无需多种光收发器 ，具备半双工/全双工自适应及半双工/全双工自动转换功能，可大幅度降低用户端接入成本。当然，如果收发器两端连接的是功能强大的10/100M交换机， 由于以上所说的原因，10/100M的收发器处理能力肯定不如大型交换机强，应此在主干应用中的表现，自然不如100M的收发器，但在接入层，用户侧网络 规模不大，甚至用户采用10M HUB的情况时，选用10/100M的光收发器就是比较好的选择。
4.2光收发器收发两端设备的兼容性
光收发器成对使用，通常两端均采用同厂家同规格（光器件指标相同）设备，当然可以采用不同的物理结构如盒式和机框式等。不同厂家的设备也能互通，但需严格 注意其器件的匹配性，这是因为异厂家的设备其指标或多或少存在差异。各个设备供应商所标称的传送距离范围各不相同，这主要是基于设备中激光发射功率不尽相 同的原因。在长时间互联的过程中，由于激光器发射和接收功率不匹配，不可避免地会影响光收发器的使用寿命。
在实际网络互联中，应避免具有不同传输距离的光收发器之间互联。虽然能够传送数据，但由于激光发射功率不同，会缩短光纤收发模块的使用寿命。
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