收发器是信号转换的一种装置,通常是指光纤收发器。 光纤收发器的出现,将双绞线电信号和光信号进行相互转换,确保了数据包在两个网络间顺畅传输,同时它将网络的传输距离极限从铜线的100米扩展到100公里(单模光纤)。

1.收发器是什么

收发器:

随着技术的不断发展,高速串行VO技术取代传统并行I/O技术已经成为当前趋势。并行总线接口速度最快为ATA7的133 MB/s,2003年发布SATA1. 0规格提供的传输率就已经达到了150 MB/s, SATA3. 0理论速度更是达到了600 MB/s的速度,设备工作在高速时,并行总线容易遭受干扰和串扰,使得布线相当复杂。而串行收发器的运用能简化布局设计,减少连接器数量。在具有相同的总线频宽时,串行接口的功耗也比并行端口小。并且设备工作模式从并行传输转变为串行传输,串行的速度就可以随着频率的提高而成倍的提高。

 

基于FPGA具有嵌入式Gb速率级别以及低功耗架构优点,它能使得设计师利用高效率的EDA工具快速解决协议和速率的变化问题。随着FPGA的广泛应用,收发器整合在FPGA中,成为解决设备传输速度问题的一个有效办法

 

(图片来源于网络)

 

高速收发器使大量数据点对点进行传输成为可能,这种串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量,与并行数据总线相比,减少了所需的传输信道和器件引脚数目,从而大大降低通信成本。一个性能优秀的收发器应具备低功耗、小尺寸、易配置、高效率等优点,以使其容易集成到总线系统中。在高速串行数据传输协议中,收发器的性能对总线接口传输速率起着决定性的作用,也在一定程度上影响了该种总线接口系统的性能。本研究解析了高速收发器模块在FPGA平台上的实现,也为各种高速串行协议的实现提供了有益的参考。

 

2.收发器分类

分类:

(1)按速率来分 

可以分为单10M、100M、100OM、10G的光纤收发器、10/100M自适应、10/100/1000M自适应的光纤收发器。其中多数单10M、100M和1000M的收发器产品工作在物理层,在这一层工作的收发器产品是按位来转发数据。


该转发方式具有转发速度快、时延低等方面的优势,适合应用于速率固定的链路上。而10/100M、10/100/1000M光纤收发器是工作在数据链路层,使用存储转发的机制,这样转发机制对接收到的每一个数据包都要读取它的源MAC地址、目的MAC地址和数据净荷,并在完成CRC循环冗余校验以后才将该数据包转发出去。


存储转发的好处一来可以防止一些错误的帧在网络中传播,占用宝贵的网络资源,同时还可以很好地防止由于网络拥塞造成的数据包丢失,当数据链路饱和时存储转发可以将无法转发的数据先放在收发器的缓存中,等待网络空闲时再进行转发。这样既减少了数据冲突的可能又保证了数据传输的可靠性,因此10/100M、10/100/1000M的光纤收发器适合于工作在速率不固定的链路上。

 

(2)按工作方式来分

如上所述,可以分为工作在物理层的光纤收发器和工作在数据链路层的光纤收发器。

 

(3)按结构来分

可以分为桌面式(独立式)光纤收发器和机架式光纤收发器。桌面式光纤收发器适合于单个用户使用(及内置电源收发器和外置电源收发器),如满足楼道中单台交换机的上联。机架式光纤收发器适用于多用户的汇聚,如小区的中心机房必须满足小区内所有交换机的上联,使用机架便于实现对所有模块型光纤收发器的统一管理和统一供电,邦联通信的光纤收发器机架为16槽产品,即一个机架中最多可加插16个模块式光纤收发器。


 

(4)按光纤来分

可以分为多模光纤收发器单模光纤收发器。由于使用的光纤不同,收发器所能传输的距离也不一样,多模收发器一般的传输距离在2公里到5公里之间,而单模收发器覆盖的范围可以从20公里至120公里。需要指出的是因传输距离的不同,光纤收发器本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会不一样。如5公里光纤收发器的发射功率一般在-20~-14db之间,接收灵敏度为-30db,使用1310nm的波长;而120公里光纤收发器的发射功率多在-3~OdB之间,接收灵敏度小于-36dB,使用1550nm的波长。

 


(5)按光纤数量来分

可以分为单纤光纤收发器和双纤光纤收发器。顾名思义,单纤设备可以节省一半的光纤,即在一根光纤上实现数据的接收和发送,在光纤资源紧张的地方十分适用。这类产品采用了波分复用的技术,使用的波长多为短距离传输(O-60KM)的1310nm和1550nm以及长距离传输(60KM-120km)的1490nm和1550nm。随着单纤光纤收发器使用的不断增多,产品已经成熟稳定。

 

(6)按电源来分

可以分为内置电源和外置电源两种。其中内置开关电源为电信级电源,而外置变压器电源多使用在民用设备上。前者的优势在于能支持超宽的电源电压,更好地实现稳压、滤波和设备电源保护,减少机械式接触造成的外置故障点;后者的优势在于设备体积小巧、便于使用14槽机架集中管理和价格便宜。另外从设备供电电压类型来分,有交流220V、110V、60V;直流-48V、24V等。

 


(7)按网管来分

可以分为网管型光纤收发器和非网管型光纤收发器。随着网络向着可运营可管理的方向发展,大多数运营商都希望自己网络中的所有设备均能做到可远程网管的程度,光纤收发器产品与交换机、路由器一样也逐步向这个方向发展。对于可网管的光纤收发器还可以细分为局端可网管和用户端可网管。局端可网管的光纤收发器主要是机架式产品,多采用主从式的管理结构,即一个主网管模块可串联N个从网管模块,每个从网管模块定期轮询它所在子架上所有光纤收发器的状态信息,向主网管模块提交。主网管模块一方面需要轮询自己机架上的网管信息,另一方面还需收集所有从子架上的信息,然后汇总并提交给网管服务器。
 

 

3.收发器厂商

厂商:

1  瑞斯康达  (国家级重点高新技术企业,北京市级企业技术中心,光纤宽带接入领域著名品牌,瑞斯康达科技发展股份有限公司)

2  烽火  (国家重点高新技术企业,国内重要网络设备供应商,专注于城域网宽带IP通信技术领域,烽火通信科技股份有限公司)

3  TP-link  (国家级高新技术企业,国内少数几家拥有完全独立自主研发和制造能力的公司之一,深圳市普联技术有限公司)

4  腾达Tenda  (致力于中国网络产业的发展,国内第一家研发及生产路由器及无线产品的企业,深圳市吉祥腾达科技有限公司)

5  RUBYTECH  (成立于1981年台湾,国内研发,设计和制造网通产品的专业企业,收发器十大品牌,德勝科技股份有限公司)

6  海硕Hioso  (收发器十大品牌,自主研发/生产和销售光通讯网络产品为一体的高新技术企业,深圳市海硕科技有限公司)

7  格林威尔  (收发器十大品牌,致力于提供有特色的边缘网络大用户接入设备和解决方案,北京格林威尔科技发展有限公司)

8  友讯DLink  (于1986年,国际著名网络设备和解决方案提供商,世界最大网络设备厂商之一,上市公司,友讯集团有限公司)

9  普天  (江苏省名牌,普天通信旗下,光通信行业最具竞争力品牌,国家火炬计划重点高新技术企业,南京普天网络有限公司)

10  博威  (于1999年美国,网络优化系统及射频子系统等通讯产品开发和生产的新兴高科技企业,博威科技(深圳)有限公司)