千兆光纖收發器

千兆光纖收發器（又名光電轉換器）是一種快速乙太網，其數據傳輸速率達1Gbps,仍採用CSMA/CD的訪問控制機制並與現有的乙太網兼容，在布線系統的支持下，可以使原來的快速乙太網平滑升級並能充分保護用戶原來的投資。

基本介紹

• 中文名：千兆光纖收發器
• 又名：光電轉換器
• 數據傳輸速率：達1Gbps
• 布線標準：802.3z 和802.3ab
• 特點：電口信號符合1000Base-T
• 調整措施：降低衰減值，減少串擾

基本信息

千兆網技術已成為新建網路和改造的首選技術，雖然對綜合布線系統的性能要求也提高，但是卻給用戶的使用和以後的升級提供便利。

產品標準

千兆乙太網的標準由IEEE 802.3制定，目前有802.3z 和802.3ab兩個布線標準。其中802.3ab是基於雙絞線的布線標準，使用4對5類UTP，最大傳輸距離為100m。而802.3z是基於光纖通道的標準，使用的媒體有三種：

a) 1000Base-LX規範：該規範為長距離使用的多模和單模光纖的參數。其中多模光纖傳輸距離為300(550米,單模光纖的傳輸距離為3000米。該規範要求使用價格相對昂貴的長波雷射收發器。

b)1000Base-SX規範：該規範為短距離使用的多模光纖的參數，使用多模光纖和低成本的短波CD(compact disc)或VCSEL雷射器，其傳輸距離為300(550米。

c)1000BASE-CX規範：使用短距離的禁止雙絞線STP，其傳輸距離為25m，主要用於在配線間使用短跳線電纜把高性能的伺服器和高速外設相連。

備註：千兆光電轉換器是一種用來將計算機千兆乙太網絡（Gigabit Ethernet）的電信號轉換成光信號的光電信號轉換器，它符合IEEE802.3z/AB標準；它的特點是電口信號符合1000Base-T，可以直通線/交叉線自適應；也可以是全雙工/半雙工模式。

華天成（千兆光纖收發器）

千兆網綜合布線系統的線纜選型

綜合布線系統包含建築群布線子系統、建築物主幹布線子系統、水平布線子系統（包含工作區電纜）三大布線子系統。千兆網綜合布線系統除具有一般快速乙太網綜合布線系統設計的特點之外，更重要的是要合理選擇UTP、光纜及接外掛程式。

1光纜的選擇

光纜主要用於建築群布線子系統，對抗干擾要求高或建築物主幹距離超過100m的場合也用光纜作為建築物主幹布線子系統。選擇光纜應根據實際距離並結合802.3z規範進行。在滿足技術要求的前提下再慮經濟問題。

2雙絞線的選擇

雙絞線在三大綜合布線子系統中所占比例最大，它的使用在很大程度上決定了綜合布線系統的性能，必須合理選用。

由香農定理知，信道頻寬與信道容量之間的關係為：

C=Wlog2(1+S/N) （bps） ……………………..(1)

式中C為信道容量，W為信道寬度，N為噪聲功率，S為信號功率，S/N表示信噪比。

由(1)可知，可通過提高信道頻寬和信噪比兩方式來提高信道容量。 可供選擇的支持高速網路套用的雙絞線有5類、超5類、和6類，其最大頻寬分別為100MHZ、100MHZ和200MHZ。由於千兆網雙絞線的布線標準802.3ab是基於使用4對5類UTP制定的，而5類UTP的頻寬範圍為1/100MHZ。因此，僅從頻寬角度而言，選則5類雙絞線即可滿足千兆網套用的要求。

再從信噪比的角度來考慮。千兆網需同時使用UTP的四對電纜進行高速並行數據傳輸，信號和噪聲分別線纜的下列特性參數有關，這些參數是：

衰減(Attenuation)：指信號沿鏈路傳輸的減弱。

回波損耗(RL)：由於線纜特性阻抗和鏈路接外掛程式阻抗偏離標準值而導致的對傳送信號功率的反射。

近端串擾損耗(NEXT)：類似於噪音，是從相鄰的一對線上傳過來的干擾信號。這種串擾信號是由於UTP中鄰近的繞對通過電容或電感偶合過來的。

相鄰線對綜合串擾(Power sum)：指在使用UTP四對線對同時傳輸數據的環境下，其它三對線上的工作信號對另一對線線間串擾總和。設傳送信號為T，上述四個特性參數分別用A、R、NE、P表示，則：

Singal(f)=f1(T、A) …………….…..(2)

Noise(f)=f2(R、NE、P) .……………..(3)

式(2)和(3)分別表示接收信號和噪音,兩式中的參數A、R、NE、P均為頻率f的函式。因此得到下列計算信噪比的兩個公式：

由這兩個公式知，要提高信噪比，就要選擇A、R、N、P 等各項參數優良的UTP來提高S，降低N。類別越高的UTP，上述各項參數離標準規定的極限值的富餘量就越多，其性能越優良。由於5類UTP的部分參數受施工質量或環境的影響大，往往達不到布線標準的要求，超5類UTP改進了5類UTP的上述缺陷。因此，超五類及六類UTP可以滿足信噪的要求。由於六類UTP的性能憂於超五類，且六類UTP還能滿足將來更高速的網路套用，因此，在目前情況下應首選六類UTP及其配套的接、外掛程式。

測試

測試是保證布線鏈路性能的重要手段，不能用網路調試來檢驗鏈路的性能。

測試的標準

布線系統的測試標準隨著網路技術的發展而不斷地變化。先後使用過的標準有：

TSB-67現場測試標準、TSB95現場測試標準、TIA-568-A-5-2000超五類線的千兆網測試標準、GB/T 50312-2000 建築與建築群綜合布線系統工程驗收規範。

2001年通過的TIA-568-B標準，集合了TIA/EIA-568-A、TSB 72、75、95等標準的內容，成為新的布線和測試標準。該標準放棄了原測試標準中的基本鏈路方式(Basiclink)而採用永久鏈路連線方式。

永久鏈路模型消除了鏈路兩端連線測試儀和被測電路的測試連線線對電路測試結果的影響，使得按照該模型進行測試並且通過了測試，那么使用原廠家的合格的用戶連線線並連好網路設備就可以得到合格的鏈路，並可以直接投入使用。

測試參數及其物理意義

除了2.2中已經介紹的幾個參數外，還要對下列參數測試進行測試：

近端串擾損耗

(NEXT): 近端串擾是指處於某側的傳送線對對同側相鄰的另一對線通過電磁感應所產生的偶合信號。近端串繞損耗NEXT就是近端串擾值和導致該串擾值的另一對線上的傳送信號之差值。近端串繞與線纜的類別、連線方式、頻率值有關。 在所有的網路運行特性中，串擾值對網路的性能影響是最大的。

近端串擾與衰減差

(ACR):是指近端串擾損耗與衰減的差值。 ACR(dB)=NEXT(dB)- A(dB)

ACR是一個十分重要的物理量，是線對上信噪比的一種形式。ACR=0表明在該線對上傳輸的信號將被噪音淹沒，因此，對應ACR=0的頻率點越高越好。高的ACR值意味著接收信號大於串擾。

等電平遠端串擾(ELFEXT):由於五類線採用全雙工並行方式來傳輸數據，遠端的串擾也會對信號造成影響，因此必須在遠端點測量可感應到的串擾信號，這就是FEXT值的測量。可是由於線路中信號的衰減，使得遠端點傳送的信號強度太弱，以至於所測量到的FEXT值不是真實的遠端串擾值，因此需要用測量到的FEXT值減去線路的衰減值，以得到所謂的ELFEXT值。

ELFEXT=FEXT- A (A為接收線對的傳輸衰減)

傳輸延遲和延遲偏差

(Propagation delay & delay skew):傳輸延遲指的是當電信號延電纜傳輸時的時間延遲。一個電纜繞對的延遲決定於繞隊的長度、纏繞率和電特性。同一UTP電纜中的各繞對由於纏繞數和每一繞隊的電特性的不同而導致各繞對的傳輸延遲稍有差異，各繞對之間的延遲差異就是延遲偏差。延遲偏差對於以多線對電纜同時傳輸數據的高速並行數據傳輸網路是一個非常重要的參數，如果繞對之間的延遲偏差過大，就會失去比特傳輸的同步性，接收到的數據就不能被正確地重組。

特性阻抗

(Characteristic Impedance):是指電纜無限長時該電纜所具有的阻抗。阻抗是阻止交流電流通過一種電阻。一條電纜的特性阻抗是由電纜的電導率、電容以及阻值組合後的綜合特性。這些參數是由諸如導體尺寸、導體間的距離以及電纜絕緣材料特性等物理參數決定的。正常的物理運行依靠整個系統電纜與連線器件具有的恆定的特性阻抗。特性阻抗的突變或特性阻抗異常，會造成信號反射，從而會引起網路電纜中的傳輸信號畸變並導致網路出錯。常用UTP的特性阻抗為100(。

綜合等電平遠端串擾

(Power sum ELFEXT):遠端串擾則是指能量被耦合到與傳輸信號的線對相鄰的線對的遠端(遠離信號傳送端)的能量耦合。在千兆乙太網中，所有的線對都被用來傳輸信號，每個線對都會受到其他線對的干擾，因此遠端串擾必須進行功率加總，從而獲得對於能量耦合的真實描述。

表1 6類永久鏈路部分測試參數的參考值

參數(dB) NEXT ATTN RL ACR ELFEXT PS PS PS

頻率(MHZ) NEXT ACR ELFEXT100 41.8 18.5 14.0 23.4 24.2 39.3 20.8 21.2

125 40.3 20.9 13.0 19.4 22.2 37.7 16.8 19.3

200 36.9 27.1 11.0 9.9 18.2 34.3 7.2 15.2

250 35.3 30.7 10.0 4.6 16.2 32.7 2.0 13.2表2 超五類永久鏈路部分測試參數在100MHZ時的參考值　參數(dB) NEXT ATTN RL ACR ELFEXT PS PS PS

頻率(MHZ) NEXT ACR ELFEXT100 30.1 24.0 10.0 6.1 17.4 27.1 3.1 14.44、合布線系統的施工

綜合布線系統的施工過程要嚴格按照規範進行，只有這樣才能充分保證布線系統的質量。

調整措施

1降低衰減值的措施

衰減與ACR緊密相關，小的衰減將有助於ACR的提高。電纜的衰減決定於電纜的結構、長度、環境溫度等因素。減低衰減的措施有：

a)水平電纜和工作區電纜的總長度不超過100米。由衰減公式知，電纜越長，衰減越大。

b)儘可能避免將長距離的電纜鋪設在金屬導管中以及靠近任何其它導體的表面，其結果將附加2%/3%的衰減。另外，高溫也將嚴重加大衰減。

2減少串擾的措施

在所有布線系統的特性中，串擾對網路的性能影響最大，它影響到下列參數：NEXT、Power sum 、ACR等，降低串擾值有利於上述各參數值的提高。具體的減少串擾的措施有：

在做線對連線時要統一按照TIA—568B的標準來連線，否則串繞連線將產生嚴重的串擾。如果NEXT不能通過測試，不僅如此，一系列與NEXT有關的參數，如ACR也會由於線對串繞而不能通過測試，也就是說，本來質量合格的電纜由於串繞連線會使其性能很差。

b)在將電纜線對拆開進行連線或往配線架上安裝時，將非雙絞的部分儘量縮短，最長不能超過13mm。

另外，除上述方法外，在安裝電纜時要小心對待電纜、不得使電纜過分受力，電纜的彎曲半徑要符合電纜製造商的指標規定，只有這樣才能保持電纜的結構，從而有助於上述各技術指標的提高。這也是對施工的基本要求。