计算机网络中的光电转换器及应用

光电转换器就是常见的光纤收发器或介质转换器。光电转换器在计算机网络中的作用等同于中继器，其目的也是为了延伸网络的连接范围。不过，光电转换器比传统中继器有更多的优势。由于光电转换器采用了光纤作为扩展网络的传输媒介，借助于光纤通信信息容量大、重量轻、体积小、无中继、传输距离长的特点，保证了光电转换器的应用带宽，并同时确保了扩展网络的保密性。相对于传统的中继器，光电转换器能够更好地解决以太网在传输距离方面的长度限制问题。现在企业网和小区等集团用户接入Internet时，经常都会用到光电转换器，以解决ISP机房到用户之间的长距离数据传输问题。

图6-6 几种常用的光电转换器

1.光电转换器的功能特点

目前，国内外生产光电转换器的厂商很多，产品也极为丰富。为了保证与其他厂家的网卡、中继器、集线器和交换机等网络设备的完全兼容，光电转换器产品都严格遵守10MBase-T、100MBase-TX、100MBase-FX、IEEE 802.3和IEEE 802.3u等以太网标准。图6-6所示的为几种常用的光电转换器。

光电转换器是一种将短距离的双绞线电信号与长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元。光电转换器一般应用在以太网电缆无法覆盖，又必须使用光纤来延长媒介传输距离的网络应用环境中。在现代计算机网络的架构中，局域网已经不再是当初简单地把若干台计算机连接起来的总线型或环形网拓扑结构，网络覆盖的范围远远大于网络协议所规范的媒介的最大长度，完全采用电缆连接网络设备已经不能满足实际应用的需要。因此，光电转换器的应用成为网络工程中重要的网络连接设备之一。

2.光电转换器的选型

随着光电转换器产品的多样化发展，其分类方法也各异，但各种分类方法之间又有着一定的关联。光电转换器通常按照以下特征进行分类，这些分类标准也正是选用光电转换器的参考依据。

1）速率。根据光电转换器的速率，可分为单10Mbit/s、100Mbit/s的光电转换器、10/100Mbit/s自适应的光电转换器和1000Mbit/s光电转换器。其中单10Mbit/s和100Mbit/s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的。该转发方式具有转发速度快、通透率高、时延低等方面的优势，适用于速率固定的链路，同时由于此类设备在正常通信前不需要自协商的过程，因此在兼容性和稳定性方面性能更好。

2）结构。按照光电转换器的结构，光电转换器可以被分为桌面式（独立式）光电转换器和机架式光电转换器。桌面式光电转换器适合于单个用户使用，如某个单台交换机的上联。机架式光电转换器适用于多用户的汇聚，如一个大厦中心机房必须承接所有交换机的上联，使用机架式光电转换器便于实现对所有模块型光电转换器的统一管理和统一供电，目前国内的机架多为16槽产品，即一个机架中最多可加插16个模块式光电转换器。

3）光纤模式。根据光电转换器所支持的光纤，光电转换器可分为多模光电转换器和单模光电转换器。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2～5km，而单模收发器覆盖的范围可以达到20～120km。不过，因传输距离的不同，光电转换器本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会不一样。

4）光纤数量。按照光电转换器可连接光纤的数量，光电转换器可分为单纤光电转换器和双纤光电转换器。单纤光电转换器是在一根光纤上实现数据的接收和发送，而双纤光电转换器则要求必须有两根光纤来接受和发送数据，一接一发。由于单纤光电转换器产品普遍存在信号衰耗大的缺点，所以工程上多采用双纤光电转换器，此类产品较为成熟和稳定，但需要的光纤较多。Internet广域网接入时用的光电转换器，都是双纤光电转换器。(www.xing528.com)

5）光纤接口。光电转换器的光纤接口类型应与光纤的接口一致。常用于光电转换器的光纤接口类型为ST或SC，新型的光电转换器也有用LC接口的。

6）电源。根据光电转换器所使用电源，光纤光电转换器可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和价格便宜。

7）可网管性。光电转换器可分为网管型光电转换器和非网管型光电转换器。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，光电转换器产品与交换机、路由器一样也正逐步向这个方向发展。市场上销售的大多数光电转换器都是非可网管的。

3.光电转换器与交换机光纤模块的比较

在实际的光纤网络结构设计中，采用光纤和光电转换器组合实现远距离数据传输的价格优势十分明显。因而常常不免会将光电转换器与带光纤模块接口的交换机进行比较，以确认在什么条件下采用光电转换器，在什么环境中使用带有光纤模块接口的交换机。为此，下面对光电转换器和带光纤模块接口的交换机的优势和劣势作一简单的比较。

1）光电转换器+普通交换机在价格上远远比带光纤模块接口的交换机便宜。很显然，采用光电转换器+普通交换机可以使用户减少前期投资。

2）由于交换机的光纤模块大多没有统一标准，因此光模块一旦损坏就需要用原厂商相同的模块更换，这样给后期的维护带来很大的麻烦。而对于光电转换器，不同厂商的产品之间在互连互通上已没有问题，因此一旦光电转换器出现故障，可以用其他厂商的产品替代，使网络管理员对网络的维护非常便利。

3）光电转换器比带光纤模块接口的交换机在传输距离上具有优势，产品线也更加齐全。

4）除以上3个方面外，带光纤模块接口的交换机在很多方面比光电转换器更具有优势，如可统一管理，统一供电，带宽更宽，限制流量、组播等。

综上所述，光电转换器在数据传输上打破了以太网UTP电缆百米长度的局限性，依靠高性能的交换芯片和大容量的缓存，在真正实现无阻塞传输交换性能的同时，还提供了平衡流量，隔离冲突和检测差错等功能，保证了数据传输时的高安全性和稳定性。因此在很长一段时间内光电转换器产品仍将是实际网络组建中不可缺少的一部分。未来的光电转换器将会朝着高智能、高稳定性、可网管、低成本的方向继续发展。