奧科光纖收發(fā)器技術(shù)白皮書

1、專業(yè)塑造品質(zhì) 品質(zhì)成就未來奧科光纖收發(fā)器技術(shù)白皮書第一章 概述 aokway系列光纖收發(fā)器專業(yè)設(shè)計用于ip城域光纖數(shù)字寬帶網(wǎng)絡(luò)。該系列產(chǎn)品以高品質(zhì)、高可靠性、高帶寬、低價位的設(shè)計思路出發(fā)，定位于寬帶網(wǎng)絡(luò)接入系統(tǒng)。能夠為用戶提供帶寬充足、性能穩(wěn)定、功能強大、可用于電信級運營服務(wù)的低價位ip城域?qū)拵Ч饫w網(wǎng)絡(luò)解決方案。主要用于10base-t雙絞線與10base-fl光纜之間或100base-tx雙絞線與100base-fx光纜或1000base-tx雙絞線與1000base-fx光纜之間數(shù)據(jù)通訊；適合作智能化小區(qū)或光纖到桌面的連接器，它將網(wǎng)絡(luò)傳輸距離的極限從雙絞線的100米擴展到了100公里以上，

2、 它可以簡單地實現(xiàn)一臺主板服務(wù)器、中繼器、集線器、交換機、終端機與一臺終端機之間的互聯(lián)?，F(xiàn)提供的所有設(shè)備保證的最新開發(fā)的、穩(wěn)定的、成熟的產(chǎn)品，所有配件、附件、元件和將設(shè)備連成系統(tǒng)的電纜都包含在報價中，能夠連接及所有要求的功能，不存在電纜、端口或其它附件的短缺。 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 aokway系列光纖收發(fā)器吸收國外同類產(chǎn)品的優(yōu)點，結(jié)合國內(nèi)市場的實際情況，產(chǎn)品更具靈活性和實用性。該產(chǎn)品機箱采用結(jié)構(gòu)靈活的模塊化和獨立式非模塊化的小機殼內(nèi)置電源設(shè)計，由一槽、十四槽，十六槽（19”機架式）三種機箱及標準的熱插拔模塊組成。十六槽機箱內(nèi)置模塊化雙備份電源，保證系統(tǒng)的高可靠性和穩(wěn)定性。光纖收發(fā)傳輸模塊中設(shè)

3、計獨到的交換核心，既可以支持骨干特性，如802.1q vlan tag 、 spanning tree，又可以自動適應(yīng)10mbps、100mbps，1000mbps速率，還可以自動協(xié)商半雙工或全雙工傳輸模式，光口提供標準的sc接口(st,fc 可選)，使系統(tǒng)組網(wǎng)更加靈活實用，而且大大降低組網(wǎng)時用戶端的成本。aokway系列光纖收發(fā)器是由我公司獨立自行研制的，具有自主的知識產(chǎn)權(quán)，高品質(zhì)電信級收發(fā)器產(chǎn)品，aokway系列光纖收發(fā)器產(chǎn)品的核心優(yōu)勢就體現(xiàn)在為電信寬帶接入網(wǎng)專門設(shè)計，是電信運營級的光纖接入產(chǎn)品。使該產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢與市場定位完全吻合。aokway系列光纖收發(fā)器，在系統(tǒng)設(shè)計、質(zhì)量控制、維護服

4、務(wù)方面完全按照電信級運營水平進行管理。目前aokway系列收發(fā)器已通過信息產(chǎn)業(yè)部入網(wǎng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測（詳見信息產(chǎn)業(yè)部檢測報告）。該產(chǎn)品在中國電信、有線電視、政府等公用網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)過長時間商業(yè)運行。實踐證明，該產(chǎn)品功能豐富、性能穩(wěn)定，與不同廠商的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)兼容性好，安裝簡單、維護方便，適用于大規(guī)模商業(yè)運行。其主要技術(shù)特性表現(xiàn)在： 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 具有高精度、高穩(wěn)定性外調(diào)制時鐘 具有良好的電磁屏蔽特性及電磁兼容性； 內(nèi)置式高頻通信專用寬范圍電源； 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 數(shù)據(jù)幀級的copf校驗及糾錯功能；支持光電互控鏈路報警功能； 可以支持熱插拔的機箱模塊化設(shè)計； 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 靈活的接入

5、模式、高品質(zhì)的傳輸質(zhì)量； 系統(tǒng)具有高度的可靠性及穩(wěn)定性； 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 原器件選擇世界大電信產(chǎn)品廠商的主流器件； 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 精量的每一個電子元器件達到工業(yè)級標準要求；第二章 aokway系列光纖收發(fā)器設(shè)計要求 一、 光纖收發(fā)器應(yīng)用理論 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 1 光纖收發(fā)器的組成和實現(xiàn)方式 由光電一體化模塊（電-光-電），網(wǎng)絡(luò)信號檢測裝置，光電信號檢測裝置組成。 從物理層分析提供以下功能：光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 l. 電-光-電的轉(zhuǎn)換 2.光纖接入口 3.網(wǎng)絡(luò)線接入口 4.脈沖信號的拾取與轉(zhuǎn)換，并提供各種信號狀態(tài)指示燈 5. 實現(xiàn)各種編碼過程（物理編碼子層） 從數(shù)據(jù)鏈路層分析提

6、供以下功能：光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 1. 幀的打包和解包 2.包mac格式化過程 3.初步差錯檢測（crc） 4. 重定向 二 產(chǎn)品兼容性 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 產(chǎn)品的不兼容主要有幾個方面原因： l. 通訊工作模式不同（全雙工或半雙工） 2. 支持的服務(wù)級別和網(wǎng)絡(luò)不同（vlan、aging、qos、cos等） 3. 實際支持的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議不同 4. 廠家實際設(shè)計固化的功能不同（設(shè)計成了某些特殊功能等） 以太網(wǎng)不同速率使用不同的協(xié)議以及相關(guān)支持協(xié)議： 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 10m以太網(wǎng)：ieee802.3 生成樹協(xié)議（分支樹協(xié)議）：ieee802.1d 100m快速以太網(wǎng)：ieee802.3u 全雙工

7、/流量控制協(xié)議：ieee802.3 1000m吉比特以太網(wǎng)：ieee802.3z 虛擬lan和優(yōu)先級判斷（vlan）：ieee802.1q 多級組優(yōu)先排隊機理（多級消減）：ieee802.1p 三 電口雙絞線接入方式： rj-45雙絞線接入后通過耦合器將信號傳遞到主板電路處理，耦合器完成電氣隔離。影響電氣特性的主要因素：耦合器傳遞特性、網(wǎng)絡(luò)電口特性、雙絞線電氣特性 四 光口特性 光纖收發(fā)器的光口特性 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備由不同光電一體化模塊或單晶接收發(fā)射管特性決定。 光口特性與傳輸距離的對應(yīng)關(guān)系： 不同廠家提供的光電模塊性能參數(shù)上有所不同，分為以下幾種情況： l.pecl電路匹配參數(shù)不同（外圍

8、電阻電容器件參數(shù)不同） 2. 同一波長模塊發(fā)射功率不同（傳輸距離越遠使用的發(fā)射功率越大） 3.光口接收靈敏度不同（接收靈敏度負值越大接收能力越強） 4.光接口類型不同（st、sc接口）光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 光電一體化模塊作為收發(fā)器的一個重要部件，它起著光電-電光轉(zhuǎn)換作用，它影響著傳輸距離和傳輸速率。 傳輸距離與光電模塊的對應(yīng)關(guān)系單模光纖傳輸損耗：光波長1310/1300 nm以0.5dbm/km損耗；光波長1550 nm以0.25dbm/km損耗 多模光纖傳輸損耗：光波長850 nm以3dbm/km損耗 光電模塊動態(tài)范圍計算：發(fā)射功率-接收靈敏度=光電模塊動態(tài)范圍 單模傳輸距離的計算：（光電模

9、塊動態(tài)范圍-插入損耗-接入損耗-其它損耗）/dbm/km 5 設(shè)計要求與理論 為了使光纖收發(fā)器能滿足大部分用戶的需求，我們有必要了解一下設(shè)計要求與理論。 設(shè)計要求： l.產(chǎn)品的可靠性（溫度特性、濕度特性、電源穩(wěn)定特性、收發(fā)模塊基板電氣特性） 2.產(chǎn)品的兼容性（兼容不同型號的交換機、網(wǎng)卡、集線器、路由器等光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 3.產(chǎn)品的升級性（收發(fā)器模塊化、機架統(tǒng)一化、系列兼容化） 4.產(chǎn)品的可擴展性（模塊互換性、外擴功能化） 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 5.產(chǎn)品的多樣化、系列化（以太網(wǎng)全線速率產(chǎn)品101000m） 設(shè)計理論： l. 光纖收發(fā)器的主芯片選型（對數(shù)據(jù)處理能力、交換能力），產(chǎn)品對外兼容能力

10、 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 2.產(chǎn)品實際應(yīng)用中電源系統(tǒng)是光纖收發(fā)器的“心臟”，大部分公司的產(chǎn)品問題都出在電源上。供電系統(tǒng)電源必須作嚴格的測試，對各類參數(shù)（電壓的波動范圍、電壓穩(wěn)定性、紋波大小、電流大小、emi能力、抗浪涌能力、隔離電壓等）必須嚴格要求。 3.線路基板的電氣性能要求：pcb布線合理化、電子電容參數(shù)和位置合理化、電氣接口匹配和光電一體化模塊（pecl電路）接口匹配合理化 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 4.整機器件全部使用進口器件，如三星電解電容、tdk電感電阻、春田電容等 5. 整機設(shè)計的美觀化（機殼美觀化、元件安排美觀化、表面通俗化） 6 測試要求和標準 對相關(guān)配件的測試 供電電源系統(tǒng)的電氣

11、性能測試 支持熱插拔插座性能測試 產(chǎn)品高低溫溫度測試（包含電源、收發(fā)器模塊） 對收發(fā)器以太網(wǎng)電氣接口性能的測試 rj-45雙絞線傳輸距離長度測試 rj-45雙絞線傳輸交叉（node/hub）測試 rj-45雙絞線傳輸阻抗匹配檢測 電氣接口兼容（交換機、集線器、網(wǎng)卡）測試 對收發(fā)器光纖接口測試 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 光電一體化模塊接口單多模兼容測試 光電一體化模塊接口傳輸距離測試 pecl接口阻抗匹配檢測 光接口兼容（光口交換機、光纖集線器、光纖網(wǎng)卡、光纖收發(fā)器）測試 第三章aokway系列收發(fā)器應(yīng)用特性要求 一光纖收發(fā)器配置要求 光纖收發(fā)器,光纖設(shè)備 1 協(xié)議要求： 符合以太網(wǎng)傳輸ip數(shù)據(jù)包的

12、標準：ethernet ii(rfc894) 支持ieee802.3 10baset 支持ieee802.3u 100basetx 支持ieee802.3/ ieee802.3z支持100 base-fx ，1000 base-fx支持csma/cd 2 物理接口 設(shè)備提供rj-45的以太網(wǎng)接口 設(shè)備提供sc，st，fc單模或多模光纖接口 單機插卡式提供一個光纖收發(fā)模塊插槽 機架插卡式提供16個光纖收發(fā)模塊插槽 3功能要求 支持全雙工、半雙工、自適應(yīng)三種工作方式 提供設(shè)備能通過自身提供的狀態(tài)指示燈，用戶可實時監(jiān)測設(shè)備當前的工作狀態(tài)，包括utp口、電源和光纖端口是否激活 提供設(shè)備能實時監(jiān)測設(shè)備當

13、前的工作方式是全雙工還是半雙工 提供設(shè)備能夠根據(jù)對方工作方式來自動協(xié)商全雙工或半雙工工作 提供設(shè)備能夠支持10mbps，100mbps與1000mbps自動適應(yīng) 提供設(shè)備能在多模全雙工狀態(tài)下提供2km傳輸距離，單模全雙工下提供20公里，40公里，60公里，120公里等多種傳輸距離 提供設(shè)備的以太網(wǎng)接口的傳輸距離不少于100米（使用utp5e時） 提供的設(shè)備可以支持網(wǎng)管功能或支持snmp 提供的設(shè)備與其它公司交換機或收發(fā)器可以互聯(lián)互通 提供的設(shè)備在端口能力等方面支持平滑升級和擴容 二硬件、軟件要求 1設(shè)備硬件總體要求 設(shè)備采用分布式結(jié)構(gòu)，易于擴容和維護 提供熱插拔功能 系統(tǒng)容錯性好 提供ac/d

14、c電源，在過壓、過流、過溫時能自動保護，自動關(guān)機。電源配備冗余電源，并有自動切換功能 2設(shè)備軟件總體要求 支持軟件升級，實現(xiàn)投資保護 軟件設(shè)計為模塊化結(jié)構(gòu)，保證安全可靠，具有容錯能力提供軟件能滿足確保全網(wǎng)運行所需要的管理運營，維護等有關(guān)的全部軟件：網(wǎng)絡(luò)故障診斷工具包，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)安全預(yù)警軟件包 第四章 aokway系列收發(fā)器技術(shù)特點 一、aokway系列光纖收發(fā)器的兼容性： 盡管各廠商的以太網(wǎng)設(shè)備在ieee802.3，ieee802.3u， ieee802.3z的標準上是完全兼容的。但當將以太網(wǎng)用于城域網(wǎng)接入時，由于交換方式、傳輸模式、緩沖配置等實現(xiàn)方式的不同，就會出現(xiàn)各種各樣的匹配問題。aokw

15、ay系列光纖收發(fā)器經(jīng)過長時間應(yīng)用中的不斷改進，實現(xiàn)了與絕大多數(shù)以太網(wǎng)設(shè)備的良好匹配，可以適應(yīng)各種不同廠商的以太網(wǎng)設(shè)備，在與cisco、3com、lucent、nortel、extream、foundry、cabeltron、intel、華為、中興、d-link、長城等不同設(shè)備的互聯(lián)商業(yè)應(yīng)用中匹配良好、運行穩(wěn)定。1. aokway系列光纖收發(fā)器所有的工作參數(shù)在出廠前均通過smartb200測試通過2. aokway系列光纖收發(fā)器所有的工作參數(shù)采用自適應(yīng)技術(shù)，無須手動配置3. aokway系列光纖收發(fā)器內(nèi)置2端口高效交換核心，吞吐能力為148000pps，1kmac地址表，1mb共享動態(tài)緩存；在各

16、大電信局的商業(yè)運行環(huán)境下性能表現(xiàn)穩(wěn)定可靠，延時短。 4.通過aokway系列收發(fā)器前面板上的狀態(tài)指示燈可以準確判斷故障點，提供遠程鏈路故障告警功能，可帶電插拔的模塊方便維護5. aokway收發(fā)器在交換核心上提供碼流的copf及幀長度校驗，同時通過1mb的動態(tài)緩存及交換核心能夠過濾網(wǎng)上所有的unicast包，緩減因流量突發(fā)而導致的網(wǎng)絡(luò)振蕩，迅速緩減網(wǎng)絡(luò)擁塞6. aokway系列光纖收發(fā)器光接口完全符合ieee802.3u的100base-fx ieee802.3z的1000base-fx全雙工接口標準，可與符合該標準的各種產(chǎn)品互聯(lián)，其電接口符合ieee802.3u的100base-tx,iee

17、e802.3z的1000base-fx標準，可與符合該標準的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互聯(lián)。二、aokway系列光纖收發(fā)器的可靠性和穩(wěn)定性：光纖收發(fā)器的可靠性、運行穩(wěn)定性及服務(wù)的可持續(xù)性幾個方面來綜合考慮： （一）可靠性： 1、內(nèi)置電源 l. 電源線路板與收發(fā)模塊線路板為完全獨立的兩塊pcb板；2.輸入與輸出端均有通過防浪涌濾波電感和電容，保護內(nèi)部電路；3.電源模塊是通信專用的開關(guān)電源，提供過壓及過流保護，電源輸出紋波在標準輸出為5vdc時紋波小于40mv，小于1%；4.開關(guān)電源符合安規(guī)認證，電源使用器件必須滿足高溫工作要求，器件全部使用進口器件延長產(chǎn)品和電源壽命；5.局端設(shè)備提供冗余電源，通過電流共享方式為局

18、端的光纖收發(fā)器提供最大限度的可性保證；6.無論局端設(shè)備還是用戶端設(shè)備都有與外殼聯(lián)接的保護地，防止雷電襲擊設(shè)備。而電源外置時主要有以下幾個問題： 1.能否保證長時間穩(wěn)定工作，主要是解決電源發(fā)熱、電源外殼變軟的問題。 2.局端設(shè)備的放置、管理不方便。 3.沒有接地保護，增加運行風險。 4.電源與設(shè)備之間的一段連接導線增加了電磁干擾。 5.據(jù)國家質(zhì)量監(jiān)督局的統(tǒng)計結(jié)果，中國市場外接電源的合格率僅為5.4%。 2、電磁隔離 1.電源符合安規(guī)認證， emi達到認證標準，不易干擾其它設(shè)備工作 2.電源及外部信號對主電路板的電磁干擾 3.主電路板因為布線的原因產(chǎn)生的電磁干擾 為解決電源產(chǎn)生的電磁干擾，aokw

19、ay系列收發(fā)器的電源電路板與主電路板進行完全隔離，其次對電源進行屏蔽隔離。為解決布線原因產(chǎn)生的電磁干擾，aokway系列收發(fā)器的主電路板采用二層(千兆為四層)電路板，用大面積鋪地，這樣可以大大減少因為電源線和地線的分布所產(chǎn)生的分布電容，從而減少電磁干擾，同時由于電源線與地線的表面積增大，可以大大改善主電路板的供電特性和散熱特性。 3、散熱 aokway光纖收發(fā)器的散熱主要有兩種方式： 1.內(nèi)置風扇散熱 主要用于局端的2u、3u機箱，通過一個或數(shù)個風扇對整個局端機箱提供散熱，這種散熱方式，對風扇的依賴較大，如果風扇出現(xiàn)故障，對整個局端設(shè)備的運行會有較大影響。因此，風扇的可靠性會直接影響整機運行的

20、可靠性。應(yīng)用高度可靠的獨立式電源對風扇獨立供電。機箱左右兩側(cè)設(shè)計了通風孔，底部發(fā)熱源處也設(shè)計了通風孔，機箱后部安放大風扇，空氣在機箱內(nèi)部形成對流，內(nèi)外交換達到散熱目的。 2.通過增大光纖收發(fā)器外殼的表面積散熱 主要用于用戶端光纖收發(fā)器的散熱。由于用戶端產(chǎn)品的體積限制和發(fā)熱程度，不宜采用風扇散熱，主要的散熱方式還是增大散熱表面。用戶端光纖收發(fā)器功率低，發(fā)熱量小可以用加大散熱面積解決。 4、光模塊的選用 光纖收發(fā)器的光模塊主要有兩種： l.光收發(fā)獨立的兩個光器件 發(fā)射器：ld激光器，可以調(diào)制的發(fā)射功率 接收器：pintia管，接收靈敏度很高 類型有單模ld激光器，多模led管（hfbr1414，h

21、fbr2416） 光收發(fā)一體的光模塊,其中內(nèi)置信號放大器、agc電路、濾波器 光收發(fā)一體的光模塊主要是把光纖進來的光信號轉(zhuǎn)換為標準pecl差分電信號，與內(nèi)部芯片直接匹配，并提供一個光口檢測電平信號sd。aokway系列光纖收發(fā)器采用國際知名廠商的光收發(fā)一體的光模塊，內(nèi)置濾波、agc電路、放大器以提供良好的光特性和電氣特性，保證數(shù)據(jù)傳輸有較高的可靠性。同時可以保證產(chǎn)品的大量及時交付能力，以提高整體服務(wù)能力。如aglient（安捷倫hfct5215、hfct5205b等） 5、主要芯片的選用 光纖收發(fā)器所用到的核心芯片主要是模數(shù)、數(shù)?；旌系膒hy層、數(shù)據(jù)鏈路層芯片，aokway光纖收發(fā)器選用美國的ic+系列芯片，其功能豐富、強大，集成度高，性能穩(wěn)定