CISCO路由器光接口类型及光功率汇总

1、CISCO路由器光接口类型及光功率汇总,光纤基础知识,CERNOC 张大治,光纤通信基础知识 Cisco设备常用光接口介绍 光纤配件简介,光纤通信的优点,通信容量大 中继距离长 不受电磁干扰 资源丰富 光纤重量轻、体积小,光纤通信特点,频带宽,通信容量大 理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达20THz(1THz=1012Hz)以上,现在最先进的光纤通信系统达400GHz,而一路电话带宽约占4KHz频带,一路彩色电视约占6MHz频带 损耗低,中继距离长 铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度(或者说透明度)有关,高质量望远镜的镜头其损耗超过500dB/km

2、,目前通信用光纤的最低损耗达0.2 dB/km,具有抗电磁干扰能力 光导纤维是绝缘体材料,不受输电线,电气化铁路及高压设备等电器干扰,可以与高压电线平行架设,还可制成复合光缆 无串话,保密性好 通信质量高 线径细,重量轻,柔软 可制成大芯数高密度光缆 单芯光缆可安装在飞机,火箭,潜艇及航天飞机上 节约有色金属,原材料资源丰富 可节约大量铜金属,缺点,质地脆,机械强度低 光纤切断和接续需要一定的工具,设备和技术 分路,耦合不灵活 光纤,光缆弯曲半径不能过小(20CM) 在偏僻地区存在有供电困难问题,光的基本知识,光是一种电磁波 可见光350nm750nm 光纤通信所用的波长8001600nm 光

3、的反射、折射 全反射,光纤的结构,光纤的结构,纤芯 core：折射率较高，用来传送光； 包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件； 保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。 3mm光缆 橘色 MM 黄色 SM,光纤的尺寸,外径一般为125um(一根头发平均100um) 内径：单模9um 多模50/62.5um,光纤的分类,按材料分类： 玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高； 胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低； 塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输

4、。,光纤的分类,按照光纤的模式分类 单模（Single-Mode） 多模（Multi-Mode） 按折射率分类 阶越光纤 渐变折射率光纤,光纤的损耗,1310 nm : 0.35 0.5 dB/Km 1550 nm : 0.2 0.3dB/Km 850 nm : 2.3 3.4 dB/Km 光纤熔接点损耗：0.2dB/点 光纤熔接点 1点/2km,损耗特性与光的工作波长有关,在三个工作窗口有相对小的损耗: 第一窗口光工作波长0.85m,损耗稍大 第二窗口光工作波长1.31m,损耗中等 第三窗口光工作波长1.55m,损耗最小,常见光纤名词,衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0

5、.40.6dB/km1550nm 0.20.3dB/km塑料多模光纤300dB/km,常见光纤名词,色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。 模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。 材料色散：不同波长的光行进速度不同。 波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。,光纤类型,G.652零色散点在1300nm左右 G.653零色散点在1550nm左右 G.654负色散光纤 G.655色散位移光纤 全波光纤,光纤种类,G.6

6、52光纤 即常规单模光纤，在1310nm波长工作时，理论色散值为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最低，但色散系数较大。单通路速率达到STM-64时，需要采取色散调节手段。 G.653光纤 在1550nm波长工作时性能最佳，又称为色散移位光纤。零色散点从1310nm移至1550nm波长区。 G.654光纤 截止波长移位的单模光纤，它的设计重点是降低1550nm波长处的衷减。主要应用于需要很长再生段距离的海底光纤通信。 G.655光纤 又称之为非零色散移位单模光纤，零色散点移至1570nm或15101520nm附近，使1550nm处具有一定的色散值。色散受限距离达数百公里。可以有效的减少波分

7、复用系统的四波混频的影响。,常见光纤名词,散射由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。,光纤系统基础知识,一、基本光纤系统的构架及其功能介绍： 1.发送单元：把电信号转换成光信号； 2.传输单元：载送光信号的介质； 3.接收单元：接收光信号并转换成电信号； 4.连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。,光纤通信系统,光纤通信是以光波作为信息载体，以光导纤维（简称光纤）为传输媒介的通信方式。其基本组成如图所示。,在发送端，来自信息源的信号先经过电发送机处理，把信号变换成合适的形式，然后把电信号送到光发送机，对光源载波进行调制。调制后的光信号发送到光纤内

8、，传输到接收端。光接收机把光信号转换成电信号，经电接收机恢复出原信号。对于长距离的光纤通信系统，每隔一定距离需要加装一个光中继器，它的作用是把光信号经过放大后送入下一段光缆，以补偿光纤线路的损耗和消除信号的畸变及噪声的影响。,光缆 干线缆(架空光缆,直埋光缆,海底光缆,复合光缆)96芯以下 局内光缆 芯数少，比光线缆柔软 用户缆 根据需要几百芯或几千芯,纤芯为带状光纤,常用连接器类型,常用连接器类型,FC Type,SC Type,光纤数字通信,光纤通信中常用单位的定义： 1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout :输出功率 ; Pin :输入功率 2. dBm

9、 = 10 log10 ( P / 1mw) 是通信工程中广泛使用的单位； 通常表示以1毫瓦为参考的光功率； example: 10dBm表示光功率等于100uw。 3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw),光通信系统,数字通信制式 PDH通信系统 SDH通信系统 基于SDH 的波分复用系统 IP over SDH 及IP over WDM,SDH技术,SDH产生 贝尔研究所提出称之为同步光网络的（SONET）概念，目的是阻止互不兼容的光接口的的大量滋生，实现标准光接口。 1988年ITU-T接受了SONET概念，重新命名为同步数字体系-SDH,Synchronous Digi

10、tal Hierarchy,SDH的线路码速率,2Mb/s,1.5Mb/s,34Mb/s,45Mb/s,STM-1,STM-4,STM-16,STM-64,140Mb/s,SDH的STM-1帧结构,每一帧的传输时间是125m,即帧频是8000 每一帧所传的比特数是9270 8=19440 STM-1信号的码速率是19440125m=155.52Mb/s,STM-1,155Mbit/s,2,1.5,34,140 (单位Mbit/s),45,波分复用系统,光波分复用（WDM：Wavelength Division Multiplexing)技术是在一根光纤中同时传输多波长光信号的一项技术。其基本原

11、理是在发送端将不同波长的光信号组合起来（复用），并耦合到光缆线路上的同一根光纤中进行传输，在接收端又将组合波长的光信号分开（解复用），并作进一步处理。,波分复用系统采用的光器件,光分波合波器 光栅型光波分复用器 介质模滤波器型 阵列波导光栅型 光放大器 光功率放大器 光前置放大器 光线路放大器 有掺铒、掺镨、掺铝、喇曼光纤放大器等 光波长转换器 可用于发送端、接收端、中继器,多波长复用频谱图,波分复用系统的光工作波长选择1550nm波长窗口，现在常用的有4波复用、8波复用、16波复用、32波复用等。,波分复用概念,把不同波长的光信号复用到一根光纤中进行传送(如每个波承载一种TDM 电信号）的方

12、式统称为波分复用。,WDM：波长间隔比较大，在不同传输窗口（比如：1310nm、1550nm） DWDM：波长密集，同一传输窗口（比如1550nm） CWDM：粗波分复用，同一传输窗口内波长间隔大（比如1550nm）,双纤双向：一根光纤传送一个方向的信号，系统使用两根光纤 单纤双向：一根光纤传送两个方向的信号，系统使用一根光纤,新的传输网络分层/DWDM与SDH的关系,应用层(SDH/ATM/IP),光通道层,光复用段层,光放大层,物理层,光层,再生段,复用段,通道层,应用层,电层（SDH）,可见：SDH是DWDM所承载的业务种类之一，在网络层次中，DWDM处于更低层，更靠近物理层。 在同时使

13、用DWDM和SDH的网络，对业务的保护，我们提倡在SDH层的自愈保护。,DWDM与SDH的现状比较,1.SDH本质上是数字系统；DWDM本质上更象模拟系统 2.SDH是电域的同步复用；DWDM是光域上的复用 3.SDH的核心是交叉连接；DWDM的核心是光功率和信噪比 4.SDH更倾向于“软件”；DWDM更倾向于“硬件”,DWDM的功能模块,OTU,OUT,WPA,1,n,合 波 器,OTU,OTU,1,n,OTM,OLA,OTM,WBA,波长转换,合波器,光放大,分波器,分 波 器,OSC,OSC,OSC,波长转换器（O T U）的功能是完成G.957光信号到G.692固定波长光的转换。,合波

14、器（O M U）和分波器（O D U）完成G.692固定波长光信号的合波和分波。,光放大器包括BA、PA、LA。BA是功放，通过提升合波后的光信号功率，从而提升各 波长的输出光功率；PA是预放，通过提升输入合波信号的光功率，从而提升 各波长的接收灵敏度；LA是线放，完成对合波信号的纯光中继放大处理。,OSC（光监控信道）通常采用1310nm和1510nm，负责整个网络的监控数据传送。,DWDM对光源的要求,1、标准稳定的波长，满足ITU-T建议，符合G.692规范。 标准：对16/32波系统，为192.1193.6/195.2THz，间隔100GHz 稳定：工作时，不允许有大的波长漂移 2、具

15、有良好的光谱性能，高色散容限，满足远距离传输 在使用光放大技术后，DWDM系统再生段主要受色散和光信噪比的限制。,DWDM的应用形式,1、开放式应用 收端、发端都使用OTU。在发端将非G.692转换为G.692信号。 收端OTU主要起再生作用，要弱化波长转换作用。 2、集成式应用 业务信号（比如SDH）本身已经满足G.692信号，收端发端都不需要OTU. 3、半开放式应用 如前所述，收端OTU的作用是再生，而不是波长转换，故在收端信号质量较好，或者收端业务接收单元对噪声容忍程度高式，可以在开放式系统的收端不用OTU .,合波分波器件,INi,OUT,IN,OUTi,合波,分波,合波/(分波)器

16、件是将不同波长的光信号合在一起/(按波长分开)的器件，是 DWDM系统最核心器件，这是光层的最基本复用合解复用。故分波/合波器件 也经常被叫做光复用/(光解复用)器件 这里的“分”、“合”是相对波长/频率而言的，不是针对光功率而言。,传输媒质,色散系数(ps/nmkm),正色散系数G.655光纤,波长(nm)负色散系数G.655光纤,1550,1310,17,1.1550nm波长区具有最小色散和衰减，适合DWDM系统、高速信号传输 2.应用：TrueWave真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤（克服非线性效应）,G.652光纤:大量铺设，传高速信号需色散补偿,G

17、.653光纤:1550nm波长区混频严重，不适合DWDM,几个重要概念,理解DWDM系统必须要深刻理解的几个概念 mW、dBm、dB 谱宽 光信噪比（ONSR） 衡量DWDM系统性能的最主要指标，DWDM的核心 色散 影响DWDM系统中再生段距离的又一主要问题 插损 无源光器件中功率的损失 增益,mW、dBm、dB,dBm10lg（P/1mW），其中P的单位为“mW”,于是1mW=0dBm，0.5mW=-3dBm，等等。 在DWDM系统中，假定每波信号大小相同，那么： 1波信号为1mW，即0dBm 2波信号为2mW，即3dBm n波信号为nmW，即10lg（n）dBm,dB10lg（p1/p2

18、）=P1-P2。 其中p1、p2的单位为“mW”等线性单位，P1、P2的单位为dBm,于是得出：在DWDM系统主通道上，如果某处单波光功率为a(dBm)那么： 2波信号为（a3）dBm 3波信号为（a4.8）dBm 4波信号为（a6）dBm 5波信号为（a7）dBm ,DWDM的发展,光纤通信基础知识 Cisco设备光接口介绍 光纤配件简介,CISCO常用的光接口类型,10G 2.5G 1G 622M 155M,crs1上的10G光口,XFP模块化接口，1个小的模块插在相应的子 卡SPA-OC192POS-XFP板卡接口上，就可 组成10GPOS的光接口，接入传输设备就达 10G带宽的主干线路

19、。如新开通的京汉 广，武汉南京上海等地的10G主干线路 。,XFP 10G模块,10G模块型号常用的有两种： XFP10GLROC192SR XFP10GEROC192IR 要点： 10G模块当以太网模块使用时是LR和 ER的规格； 10G模块当POS模块使用时是SR和 IR的规格。,XFP10GLROC192SR,模块的接口类型为LC光纤接头，使用标准的单模光纤 图片如下：,XFP10GLROC192SR,下表中给出了2种型号模块的规格和光功率范围，以便在和传输光端机设备连接时查询相应数据，连通线路。,2. 2.5G光口： ； 图片如下: 参数如下：,还有一种用于12000系列路由器上的板卡

20、，整卡做为10G接口， 参数和模块化10G接口基本相似。,2.5G光口,2.5G光口的模块和板卡常见的分为： crs1上板卡为16端口OC-48c/STM-16c POS/DPT，每个端口可配置：SR SFPLC连接器和LR SFPLC连接器的模块化接口，样子比10G模块略小，分为长距（LR）和短距（SR）两种。 12000系列路由器上接口板卡，常见的有： OC48X/POS-SR-SC和4OC48E/POS-SR-SC等，光接口固定在板卡上，至今已经更新了3代，也分为长距（LR）和短距（SR）两种。,CRS1路由器2.5G光口,接口类型为LC光接头，使用标准的单模光纤 图片如下：,OC-48

21、c/STM-16c POS/DPT,POM-OC48-SR-LC-C,CRS1路由器2.5G光口,参数如下：,CRS1路由器2.5G光口,12000路由器2.5G光口,接口类型为SC光接头，使用标准的单模光纤 图片如下：,OC48X/POS-SR-SC,12000路由器2.5G光口,参数如下：,12000路由器2.5G光口,622M光口,cisco12000系列路由器上常用的622M板卡有4口的和1口的两种，4口的4OC12X/POS-IR-SC-B和1口的LC-1OC12/POS-SM 622M板卡光接口型号分为3种SR,IR和LR,12000路由器622M光口,接口类型为SC光接头，使用标

22、准的单模光纤 参数如下：,12000路由器622M光口,155M光口,12000系列路由器上的4口或者8口155M板卡，型号大概有8OC3X/POS-IR-LC-B=4OC3X/POS-IR-LC-B= LC-4OC3/POS-SM= 等可以同时接4条或者8条155M业务。 7609和7200系列路由器上的1口PA-POS-OC3-LR或者PA-POS-OC3-IR卡，7200系列单独使用，但是在7600系列路由器上就需要插在母卡，也就是FlexWAN卡上才能插入机箱使用，一般1块FlexWAN 上可以插2块PA-POS-OC3，即2口155MPOS。,12000路由器155M光口,接口类型为

23、SC和LC光接头，使用标准的单模光纤 图片如下：,7200/7600路由器155M光口,接口类型为SC光接头，使用标准的单模光纤 图片如下：,155M光口,参数如下：白色为12000板卡，黄色为72或76使用,155M光口,10GE光口,crs路由器上8口10GE板卡和7609上4口10GE板卡都使用10G光模块来连接线路，模块型号目前常用的是10Gbase-LR 接口类型为SC光接头，使用标准的单模光纤 图片如下,10Gbase-LR,10GE光口,参数如下：,1000M光口,1000M板卡在12000系列上的3GE和4GE 板卡，型号为3GE-GBIC-SC和4GE-SFP-LC 1000

24、M板卡在7609和6509系列上主要是8口GE和24口GE等，主要型号为WS-X6724-SFP和WS-X6408A-GBIC等等；,1000M光口,1000M光口模块需要插在板卡端口使用，依据规格分为GBIC和GLCSFP两种外形模式 1000M光模块根据所连线路的距离，提供SX（短距多模）,LH（长距单模）,ZX（超长距单模）三种型号,1000M光口,接口类型为SC或LC光接头，使用标准的单模或多模光纤 图片如下：,GBIC,GLCSFP,GBIC模块,参数如下：,GBIC模块,GLC SFP模块,参数如下,GLC SFP模块,光纤通信基础知识 Cisco设备常用光接口介绍 光纤配件简介,

25、光纤跳线,分为单模和多模两种，单模跳线外皮是黄色，多模跳线外皮是橙红色。 图片如下：,多模光纤跳线,单模光纤跳线,光纤接头,类型：SC，LC，FC等，一般设备常用的接头是SC，LC，光纤配线架上常用的是FC 图片如下：,FC接头,SC接头,LC接头,光纤连接器 （法兰盘）,光纤活动连接器，俗称活接头，一般称为光纤连接器，是用于连接两根光纤或光缆形成连续光通路的可以重复使用的无源器件，已经广泛应用在光纤传输线路、光纤配线架和光纤测试仪器、仪表中，是目前使用数量最多的光无源器件,光纤连接器种类,按传输媒介的不同可分为单模光纤连接器和多模光纤连接器；按结构的不同可分为FC、SC、 LC等各种型式；按

26、连接器的插针端面可分为FC、PC（UPC）和APC；按光纤芯数分还有单芯、多芯之分 图片如下：,SC法兰盘,FC法兰盘,LC法兰盘,光纤连接器的性能,光学性能：主要是插入损耗和回波损耗这两个最基本的参数 互换性、重复性 （对于同一类型的光纤连接器，一般都可以任意组合使用、并可以重复多次使用，由此而导入的附加损耗一般都在小于0.2dB的范围内 ） 抗拉强度 （抗拉强度应不低于90N ） 温度 （-40oC +70oC ） 插拔次数 （插拔l000次以上 ）,衰减器,功能是增加光纤链路上的衰减值，使得在调光功率时达到需求的功率值 型号分为阴阳式，法兰盘式 阴阳式连接跳线接头和路由器RX口之间 法兰盘式连接两根跳线接头之间 衰减值各个数值都有（5dB，10dB，15dB等）,衰减器,阴阳式分为SC和LC衰减器 图片如下：,阴阳式LC衰减器,阴阳式SC衰减器,衰减器,法兰盘式分为SC和FC 图片如下：,法兰盘式SC衰减器,法兰盘式FC衰减器,环路知识,光设备端口做环目的就是使光信号从端口TX口发出，RX口收到，当看到端口收到的 信号和功率