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光模块

根据基于光纤介质的千兆以太网相关标准,从介质访问控制模式、传输损耗和传输色散等方面分析了以太网传输距离的限制因素和突破方法。


今天,以太网技术已经成为局域网中不可或缺、不可替代的技术。随着局域网的广泛普及、网络规模的扩大、以太网接入技术的快速发展、网络传输速率的不断增长,以及网络互联和下一代网络技术的应用需求,以太网的传输方式、传输容量和服务质量越来越受到关注。其中,传输距离和传输速率是以太网传输能力的重要体现,是以太网从传统的局域网技术向城域网技术乃至广域网技术转变的关键。然而,从技术角度来看,传输速率越高,传输限制距离越短;就应用要求而言,速率越高,用于骨干传输的可能性越大,需要的传输距离越长。由于这一矛盾以及高速以太网向更广泛的园区主干网和大都市应用的快速扩展,以太网相关标准的传输距离限制经常遇到挑战:为什么它会受到标准距离的限制?我们能否突破以满足实际距离需求?


千兆以太网相关标准的距离限制


19986月正式采用IEEE 802.3z 千兆以太网标准(与1000 base SX1000 base LX1000 base CX 接口相关)以来,先后通过IEEE 802.3ab千兆以太网标准(涉及1000Base-T 接口)和IEEE 802.3ae 10G以太网标准(涉及10 Gbase Sr10 Gbase LR 10 Gbase Er10 Gbase SW10 Gbase LW 10 Gbase EW10 Gbase LX4接口)。但对于长距离传输的千兆以太网,主要关注的是与光纤介质相关的千兆以太网标准—— IEEE 802.3z


影响传输距离的关键因素


影响以太网传输距离的因素很多,如噪声、串扰等。关键因素是媒体访问控制方法、信号传输的衰减和信号传输的色散。以下是对其原理、影响和改进方法的分析。


对于10 Mbps100 Mbps以太网,最小帧长度为64 字节,时间片是发送512位所需的延迟。对于1 Gbps以太网,最小帧长度仍然是64 字节,时间片成为发送4096位所需的延迟。


在高速、长距离光纤传输系统中,色散对系统有着重要的影响。例如,对于10 G以太网,如果使用G.652单模光纤( ndsf)和EA调制器,工作波长仅为1550 nm,且光源为具有啁啾的单纵模激光源。此时,色散限制距离主要是由频率啁啾功率和色散功率的代价引起的,色散限制距离约为 34公里;2.5 Gb/s系统使用相同的环境,相应的色散限制距离约为600 km


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