光纤作为新一代的传输介质,与弱电工程中以往的铜质传输介质相比,光纤不论在其网络传输性能方面还是安全性与可靠性方面都有巨大的提升。

在组建长距离大规模的网络是必然要选择光纤的,光纤光缆优点还在于传输容量大、速度快、保密性好、抗干扰性好等。

光纤本身是一种通过光全反射传输的介质,中间的纤芯就是光纤的核心了,外卖有涂层,包层保护套等对光纤加以保护。

两段光纤的连接不像铜线、网线那样简单,光纤有很高的熔接要求。当然也分冷接和热接,冷接我们前面文章多次分享过,这里不过多介绍,冷接都会有成品的尾纤的。热接就是需要我们使用到熔接机了。

一般情况,我们能够接触到的光纤12种颜色分别为:

蓝色、桔色、绿色、棕色、灰色、白色、红色、黑色、黄色、紫色、粉红、青绿。

光纤和光模块的认识_光口

光纤本身是无色透明的,为了区别光纤不同的纤芯在熔接中的使用,同时增加光纤抗拉强度,才给光纤进行着色。

上面给出的12芯光缆线序色谱排列顺序。

如果小于12芯,用一根束管能够装下,称为中心束管式。

4芯光纤色谱:蓝色、桔色、绿色、棕色。4芯光纤是唯一不用标束管的颜色的。

8芯光纤色谱:(2组4芯,后面是束管的颜色)

《蓝/桔/绿/棕》×蓝

《蓝/桔/绿/棕》×桔

12芯:(2组6芯或3组4芯都有,后面是束管的颜色)

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×蓝

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×桔

或者:

《蓝/桔/绿/棕》×蓝

《蓝/桔/绿/棕》×桔

《蓝/桔/绿/棕》×绿

16芯:(4组4芯,后面是束管的颜色)

《蓝/桔/绿/棕》×蓝

《蓝/桔/绿/棕》×桔

《蓝/桔/绿/棕》×绿

《蓝/桔/绿/棕》×棕

24芯:(4组6芯,后面是束管的颜色)

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×蓝

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×桔

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×绿

《蓝/桔/绿/棕/灰/白》×棕

知道了这些光纤色序排列的规则,那么更大的光纤芯数也同样这样组合起来。

第一监控注:这里的桔色,也就是橙色,很多专业资料习惯称为桔色,我们这里也称为桔色,知道是橙色就行了。另外白色,也有书中称为本色。

熔接的方式通常是先熔接大芯数,再熔接小芯数。一般在初始熔接的时候两边的色谱一样就行,如果是维护断掉的光缆,一定要搞清楚原施工人员的原始接法,包括每一束管中的纤芯色谱都要一一对应。

你在光纤传输布线中是否遇到过下面的问题:光纤收发器怎么接上不亮?光纤收发器和交换机插光模块能不能搭配使用?带光口的球机可以和交换机搭配使用吗?

你在光纤传输布线中是否遇到过下面的问题:光纤收发器怎么接上不亮?光纤收发器和交换机插光模块能不能搭配使用?带光口的球机可以和交换机搭配使用吗?

一、光纤

由玻璃或塑料制成的纤维,用于传输光信号。传输原理是‘光的全反射’。具有保密性好、重量轻、抗干扰能力强、距离远、数据带宽高的优点,光纤支持的传输速率包括100Mbps,1Gbps,10Gbps及更高。

1、光纤分类

光纤传输的常用波长有:850、1310、1490、1550nm,按照光纤传输光信号模式分为单模光纤(SMF)和多模光纤(MMF):

单模光工纤:只能传输一种模式的光,适用于长距离传输。

多模光纤:可以传输多种模式的光,适用于机房内等短距离传输。

光纤和光模块的认识_光口_02

2、光纤的常见接口类型

光纤和光模块的认识_双绞线_03


二、光模块

负责进行光电转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。常见的光模块速率:155M(百兆)、1.25G(千兆)、 10G(万兆)、40G。

1、光模块类型

按速率分类:百兆光模块、千兆光模块、10G光模块、40G光模块、100G光模块。

按封装分类:SFP光模块、SFP+光模块、XFP光模块、QSFP+光模块、CFP光模块、QSFP28光模块、CXP光模块、X2光模块、XENPAK光模块。

按模式分类:单模光模块和多模光模块。

2、发射光功率

发射光功率指发射端的光强度,以dBm为单位,是影响传输距离的重要参数。

3、接收灵敏度

接收灵敏度指可以探测到的光强度,以dBm为单位。一般情况下,速率越高接收灵敏度越差,即最小接收光功率越大,对于光模块接收端器件的要求也越高。

4、偏置电流

为了使激光器LD高速开关正常工作,必须对它加上略大于阈值电流ITH的直流偏置电流IBIAS,直接用BIAS表示。BIAS过大会加速器件的老化,BIAS太小激光器无法正常工作。

光纤和光模块的认识_双绞线_04

5、消光比

信号逻辑为1时的光功率与为0时的光功率的大小之比,单位为dB。消光比和光功率成反比关系,在调试过程中会发现把光功率调大消光比会变小,反之把光功率调小消光比会变大。

6)、饱和光功率

在一定的传输速率下,维持一定的误码率时的最大输入光功率。当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。

7)、工作温度

光模块工作温度分两种。商业级:0~70℃,工业级:-40~85℃。

8、光模块配对原则

由于光模块进行传输数据时分为发送和接收两个方向,双纤光模块通过不同的端口区分,单纤光模块通过不同的光波长区分,如下。

因此在使用单纤的光模块时,两端光模块的波长要匹配,即TX/RX相反。

光纤和光模块的认识_双绞线_05

9、光模块组网方式

光纤和光模块的认识_光口_06

三、光缆故障的主要产生原因

为保证光传输信号距离远、低损耗的应用特性,一条光缆线路必须满足一定的物理环境条件。任何轻微的光缆弯曲形变或者轻度污染都会造成光信号的衰耗,甚至中断通信。

1、光缆路由线路长 

由于光缆本身的物理特性和生产过程中的不均匀性,使其中传播的光信号时刻都在发生着漫射和被吸收。当光缆链路过长时,就会造成整条链路光信号的整体衰耗超过网络规划的需求,光信号衰耗太大,会使通信效果下降。

2、光缆放置弯曲角度过大 

光缆弯曲衰耗和受压衰耗其本质上都是由于光缆变形导致光传输过程中满足不了全反射生成的。光纤具有一定的可弯曲性,但当光纤弯曲到一定角度时,将引起光信号在光缆中传播方向的变化,产生弯曲衰耗。这就要求在布线施工时,要特别注意给走线预留充足的角度。

3、光缆受压或断裂 

这是光缆故障中最容易出现的故障,光纤受到外力因素或自然灾害的原因,产生微小的不规则弯曲甚至断裂,当断裂发生在接头盒或光缆内部时,从外表是无法发现断点的,但是在光纤断裂点会发生折射率的变化,甚至会形成反射损耗,使光纤的传输信号质量变差。此时,用OTDR光缆测试仪检测反射峰的方式查找光纤内部弯曲衰耗处或断裂点。

4、光纤接头施工熔接故障 

在光缆铺设过程中,经常会使用光纤熔接机将两段光纤熔为一条。由于是对光缆纤芯层的玻璃纤维进行熔接,所以在施工现场熔接过程中需要根据光缆的类型正确的使用熔接机,由于操作不符合施工规范以及施工环境的变化,容易使光纤纤维被上沾染污物,从而导致在熔接过程中混入杂质,造成整条链路的通信质量下降。

5、光纤核心线径不同 

光纤铺设经常使用多种活动连接的铺设方式,例如法兰连接,经常使用在建筑物里的计算机网络铺设中。活动连接一般损耗较低,但活动连接时光纤的端面或法兰的端面不清洁,核心光纤直径不同,接合不严,将会使接头损耗大大增加。通过OTDR或双端功率进行测试,可以发现核心直径不匹配故障。需要注意的是,单模光纤和多模光纤除了核心光纤直径不同外,光的传输模式、波长和衰耗方式完全不同,所以不能混用。

6、光纤接头污染 

尾纤接头污染、跳纤受潮是光缆故障的主要故障原因。尤其是在室内的网络中存在着很多的短纤,和各种网络交换设备,光纤接头的插拔、法兰的更换、转接非常频繁。在操作过程中,灰尘过大、插拔损耗、手指的触碰等都很容易使光纤接头变脏,会使光路无法调通或光衰减过大。应使用酒精棉进行清洁。

7、接头处抛光不良 

接头抛光不良也是光纤链路的主要故障之一。现实物理环境中理想的光纤切面是不存在的,都有一些起伏或斜面。当光缆链路中的光遇到此类切面时,由于接合面不规则而产生光的漫散射和光的反射,会使光的衰耗大大增加。在OTDR测试仪的曲线上,抛光不良的切面的衰减区要比正常端面大的多。

四、常见问题解答

1、交换机光口是否需要开启?

未配置过的可网管交换机除了光电复用口的光口需要开启外,其他交换机的光口均是即插即用,无需配置开启。

2、光口不亮怎么处理?

1)检查设备光口和使用的光模块速率是否匹配。

2)检查两端使用的光模块是否配对。

3)检查使用的光纤是否和光模块匹配,单模光模块使用单模光纤,多模光模块使用多模光纤,双纤光模块,一端的两根光纤左右对调下。

4)检查光纤链路是否OK,使用短纤进行测试。

5)光模块或尾纤、光模的瓷芯过脏。

6)光模块或尾纤坏了,或者光纤熔接不好。

光纤和光模块的认识_双绞线_07

光纤相关的故障是调试过程中或维护最常见故障,也是出现最多的故障,所以,需要一个检查光纤发光是否正常的的仪表,这个就不得不说下光纤故障排查神器,光功率计和红光笔,光功率计用来测试光纤传输损耗的,也非常好用、简单,容易上手,是排查光纤故障的不二之选。红光笔是用来查找光纤在哪个光纤盘的。这两种排查光纤故障必神器,不过现在光功率计和红光笔都结合在一个仪表上了,更加方便。

光纤收发器是我们经常要用到的设备,下面为大家整理了光纤收发器使用的注意点、故障排查方法、常见故障的解决方法等技术干货,新手必备!老司机也建议码住备用。

看懂指示灯

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我们常用的光纤收发器都有6个指示灯,那么每个指示灯都代表什么含义呢?是否所有指示灯都亮起才代表光纤收发器正常工作呢?

  • PWR:灯亮表示DC5V电源工作正常;
  • FDX:灯亮表示光纤以全双工方式传输数据;
  • FX 100:灯亮表示光纤传输速率为100Mbps;
  • TX 100:灯亮表示双绞线传输速率为100Mbps,灯不亮表示双绞线传输速率为10Mbps;
  • FX Link/Act:灯长亮表示光纤链路连接正确;灯闪亮表示光纤中有数据在传输;
  • TX Link/Act:灯长亮表示双绞线链路连接确;灯闪亮表示双绞线中有数据在传输10/100M。

光纤和光模块的认识_双绞线_08

若光纤收发器正常工作,PWR电源指示灯必须常亮,FX-LINK/ACT光纤链路指示灯、TX-LINK/ACT网络链路指示灯需常亮或闪烁,若LINK/ACT指示灯不亮,需检查相应链路是否连线正常;至于FDX工作模式指示灯、FX-100光纤速率指示灯、TX-100网络速率指示灯是否常亮对光纤收发器没有实质影响。

指示灯的作用和故障判定方法

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1、 首先看光纤收发器或光模块的指示灯和双绞线端口指示灯是否已亮?

  • A、 如收发器的光口(FX-LINK/ACT)指示灯不亮,请确定光纤链路是否正确的交叉链接,光纤插口TX-RX;RX-TX。
  • B、 如A收发器的光口(FXFX-LINK/ACT)指示灯亮而B收发器的光口(FXFX-LINK/ACT)指示灯不亮,则故障在A收发器端:一种可能是:A收发器(TX)光发送口已坏,因为B收发器的光口(RX)接收不到光信号;另一种可能是:A收发器(TX)光发送口的这条光纤链路有问题(光缆或光纤跳线可能断了)。
  • C、 双绞线(TXFX-LINK/ACT)指示灯不亮,请确定双绞线连线是否有错或连接有误?请用通断测试仪检测(不过有些收发器的双绞线指示灯须等光纤链路接通后才亮)。
  • D、 有的收发器有两个RJ45端口:(To HUB)表示连接交换机的连接线是直通线;(To Node)表示连接交换机的连接线是交叉线。
  • E、 有的收发器侧面有MPR开关:表示连接交换机的连接线是直通方式;DTE开关:连接交换机的连接线是交叉线方式。

2、 光缆、光纤跳线是否已断?

  • 用激光手电、太阳光、发光体对着光缆接头或偶合器的一头照光;在另一头看是否有可见光?如有可见光则表明光缆没有断。

3、 半/全双工方式是否有误?

  • 有的收发器侧面有FDX开关:表示全双工;HDX开关:表示半双工。

4、 用光功率计仪表检测

光纤收发器或光模块在正常情况下的发光功率:

  • 多模2Km:-10db—18db之间;
  • 单模20公里:-8db—15db之间;
  • 单模60公里:-5db—12db之间;
  • 假如光纤收发器的发光功率在:-30db—45db之间,那么可以判断这个收发器有问题。

常见故障及解决方法

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1、 收发器RJ45口与其他设备连接时,使用何种连线?

  • 收发器的RJ45口接PC机网卡(DTE数据终端设备)使用交叉双绞线,接HUB或SWITCH(DCE数据通信设备)使用平行线。

2、 TxLink灯不亮是什么原因?

  • 1、接错双绞线
  • 2、双绞线水晶头与设备接触不良,或双绞线本身质量问题
  • 3、设备没有正常连接

3、光纤正常连接后TxLink灯不闪烁却常亮是什么原因?

  • 1、引起该故障一般为传输距离太长
  • 2、与网卡的兼容性问题(与PC机连接)

4、Fxlink灯不亮是什么原因?

  • 1、光纤线接错,正确接法为TX—RX,RX—TX或是光纤模式错了
  • 2、传输距离太长或中间损耗太大,超过本产品的标称损耗,解决办法为:采取办法减小中间损耗或更换为传输距离更长的收发
  • 3、光纤收发器的自身工作温度过高

5、光纤正常连接后Fxlink灯不闪烁却常亮是什么原因?

  • 引起该故障一般为传输距离太长或中间损耗太大,超过本产品的标称损耗,解决办法为尽量减小中间损耗或是更换为传输距离更长的收发器。

6、五灯全亮或指示器正常但无法传输怎么办?

  • 一般关断电源重启一下即可恢复正常。

7、收发器环境温度是多少?

  • 光纤模块受环境温度的影响较大,虽然其本身内置自动增益电路,但温度超出一定范围之后,光模块的发射光功率受到影响而下降,从而削弱光网路信号的质量而使丢包率上升,甚至使光链路断开;(一般光纤模块工作温度可达70℃)

8、与外部设备协议的兼容性如何?

  • 10/100M光纤收发器和10/100M交换机一样,对帧长都有一定限制,一般不超过1522B或1536B,当在局端连接的交换机支持一些比较特别的协议(如:Ciss的ISL)而使包开销增大(Ciss的ISL的包开销为30Bytes),从而超过光纤收发器帧长的上限而被其丢弃,反映丢包率高或不通,此时需要调整终端设备的MTU(MTU最大发送单元,一般IP封包的开销是18个字节,MTU为1500字节,现高端通信设备厂家存在内部网络协议,一般采用另行封包的方式,将加重IP封包的开销,若数据为1500字节,IP封包后IP包的大小将超过18而被丢弃),使线上传输的包的大小满意网 络设备对帧长的限制。

9、机箱正常工作过一段时间后,为什么会出现部分卡不能正常工作的情况?

  • 早期机箱电源采用继电器方式。电源功率余量不足,线路损耗较大是主要问题。机箱正常工作过一段时间后,出现部分卡不能正常工作,当拔出部分插卡,剩下的卡工作正常,机箱在长期工作后,接头氧化造成较大的接头损耗,这种电源跌落超出规定要求范围,可能造成机箱插卡不正常现象。可对机箱电源切换采用大功率肖特基二极管进行隔离保护,改进接头的形式,减少控制电路及接头引起的电源跌落。同时加大电源的功率冗余,真正使备份电源方便、安全、使之更适应长期不间断工作的要求。

10、收发器上提供链路告警具有何种功能?

  • 收发器具有链路告警功能(linkloss),当某根光纤掉线时会自动回馈到电口(即电口上的指示灯也会随之灭),如果交换机有网管,则马上反映到交换机的网管软件。

光纤收发器的注意事项

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1、 光收发器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,如果接到其他品牌的接换机(SWITCH)或集行器(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、 是否与其他的光纤收发器做过连接测试?

  • 目前市面上的光纤收发器愈来愈多,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50℃),光纤收发器能否正常工作,是购买时非常值得考虑的因素!

5、选购专业厂商设备

专业厂商设备,能为产品质量提供保障,具备完善的售后能力,让工程项目更放心、更省心。