通信人家园

标题: 光猫、光纤收发器、光端机的区别与联系  [查看完整版帖子] [打印本页]

---

时间:  2017-6-15 17:19

作者: zhoumx009     标题: 光猫、光纤收发器、光端机的区别与联系

光猫、光纤收发器、光端机的区别与联系
l 光猫
所谓光猫，是泛指将光以太信号转换成其它协议信号的收发设备。光猫也称为单
端口光端机，是针对特殊用户环境而设计的产品，它利用一对光纤进行单E1或单V.35
或单10BaseT 点到点式的光传输终端设备。该设备作为本地网的中继传输设备，适用
于基站的光纤终端传输设备以及租用线路设备。而对于多口的光端机一般会直称作“光
端机”，对单端口光端机一般使用于用户端，工作类似常用的广域网专线(电路)联网用
的基带MODEM，和有称作“光MODEM”、“光猫”、“光调制解调器”。
有些人经常误将光纤收发器或者光电转换器当作光猫，其实这是一个错误的叫法。
光猫是光modem 的俗称，有着调制解调的作用。
光猫的构造和功能
光猫的设备采用大规模集成芯片，电路简单，功耗低，可靠性高，具有完整的告
警状态指示和完善的网管功能。
光猫的工作原理
光猫是一种类似于基带MODEM(数字调制解调器)的设备，和基带MODEM 不同
的是接入的是光纤专线，是光信号。
用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。

光电收发器是用局域网中光电信号的转换，而仅仅是信号转换，没有接口协议的转换。
光电转换器与光猫的区别
光电转换器与光猫的区别是光电收发器是用局域网中光电信号的转换，仅仅是信
号转换，没有接口协议的转换。光猫用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，
协议转换器主要有E1转V.35和E1转以太网两种类型。
其实随着网络技术的发展，光电转换器和光猫的概念越来越模糊，近期两者基本
可以统一为同一种设备了，光电转换器也成为光猫的学名。
光猫的应用范围
单说以太网光猫,主要应用于距离超长,超过20KM,中间需要通过SDH/PDH 等光
传输设备中转的情况下应用光猫.
一般来说光猫的速率是打包在2M 电路上,所以光猫的光收发器的区别也在于其速
率,光猫是2M,光收发器是100M.
一般应用场景:
客户-以太网光猫-光缆-E1光猫-2M 电缆-局端SDH 光端机-另一个局SDH 光端机
-PDH 光端机-E1转以太网协转-客户设备(以太交换机或电脑等).
当然光猫还有V.35光猫,V.24光猫,RS-232光猫等等,应用和以上大同小异.
光电转换器

光猫是目前中小公司包括大型公司经常使用到的一种网络设备。光猫即光
Modem，是光电收发器或者光电转换器的俗称，两者之间没有太大的区别，都是为了
将光纤介质转换成铜线接入。
光电转换器是一种类似于基带MODEM(数字调制解调器)的设备，和基带
MODEM 不同的是接入的是光纤专线，是光信号。
用于广域网中光电信号的转换和接口协议的转换，接入路由器，是广域网接入。
光电收发器是用局域网中光电信号的转换，而仅仅是信号转换，没有接口协议的转换。
一般用在园区网内较长距离，不适于布双绞线的环境。为了说清楚光猫、光电收发器。
我们有必要介绍它们所运用的环境。
光电收发器是用局域网中光电信号的转换，而仅仅是信号转换，没有接口协议的
转换。一般用在园区网内较长距离，不适于布双绞线的环境。不过随着网络技术的发
展，光电转换器和光猫的概念越来越模糊，近期两者基本可以统一为同一种设备了，
光电转换器也成为光猫的学名。
原理
光电转换器也称为单端口光端机，是针对特殊用户环境而设计的产品，它利用一
对光纤进行单E1或单V.35或单10BaseT 点到点式的光传输终端设备。该设备作为本
地网的中继传输设备，适用于基站的光纤终端传输设备以及租用线路设备。而对于多
口的光端机一般会直称作“光端机”，对单端口光端机一般使用于用户端，工作类似常
用的广域网专线(电路)联网用的基带MODEM，而有称作“光MODEM”、“光猫”、“光
调制解调器”。

现在在远距离传输信号时，都是采用光纤传输的，光纤的传输带宽越宽，稳定性
越好。这就需要把电脑或电话或传真等产生的电信号(我们知道这些电子设备产生的都
是电子信号)，转换成光信号才能在光纤里传播，这就是光电转换器，它既可以把电信
号转换成光信号，也可以把光信号转换成电信号。
l 光纤收发器
光纤收发器，是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太
网传输媒体转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器(Fiber Converter)。产品一
般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且
通常定位于宽带城域网的接入层应用;同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网
和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。
什么是光纤收发器
信息化建设的突飞猛进，人们对于数据、语音、图像等多媒体通信的需求日益旺
盛，以太网宽带接入方式因此被提到了越来越重要的位置。但是传统的5类线电缆只能
将以太网电信号传输100米，在传输距离和覆盖范围方面已不能适应实际网络环境的需
要。与此同时，光纤通信以其信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继、传
输距离长等优点得到了广泛的应用，光纤收发器正是利用了光纤这一高速传播介质很
好的解决了以太网在传输方面的问题。在一些规模较大的企业，网络建设时直接使用
光纤为传输介质建立骨干网，而内部局域网的传输介质一般为铜线，如何实现局域网
同光纤主干网相连呢?这就需要在不同端口、不同线形、不同光纤间进行转换并保证链
接质量。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)。
企业在进行信息化基础建设时，通常更多地关注路由器、交换机乃至网卡等用于
节点数据交换的网络设备，却往往忽略介质转换这种非网络核心必不可少的设备。特
别是在一些要求信息化程度高、数据流量较大的政府机构和企业，网络建设时需要直
接上连到以光纤为传输介质的骨干网，而企业内部局域网的传输介质一般为铜线，确
保数据包在不同网络间顺畅传输的介质转换设备成为必需品。
光纤收发器的应用
光纤收发器一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实
际网络环境中，同时在帮助把光纤最后一公里线路连接到城域网和更外层的网络上也
发挥了巨大的作用。有了光纤收发器，也为需要将系统从铜线升级到光纤，但缺少资
金、人力或时间的用户提供了一种廉价的方案。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，光纤收发器产品必须严格符合10Base-T、
100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u 等以太网标准。除此之外，
在EMC 防电磁辐射方面应符合FCC Part15。时下由于国内各大运营商正在大力建设
小区网、校园网和企业网，因此光纤收发器产品的用量也在不断提高，以更好地满足
接入网的建设需要。
光纤收发器的基本特点：
1.提供超低延时的数据传输。
2.对网络协议完全透明。

3.采用专用ASIC 芯片实现数据线速转发。可编程ASIC 将多项功能集中到一个芯
片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和更
低的成本。
4.机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。
5.可网管设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，
能提供完整的操作日志和报警日志。
6.设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。
7.支持超宽的工作温度范围。
8.支持齐全的传输距离(0～120公里)
光纤收发器分类
目前国外和国内生产光纤收发器的厂商很多，产品线也极为丰富。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，光纤收发器产品必
须严格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u
等以太网标准，除此之外，在EMC 防电磁辐射方面应符合FCC Part15。时下由于国
内各大运营商正在大力建设小区网、校园网和企业网，因此光纤收发器产品的用量也
在不断提高，以更好地满足接入网的建设需要。
随着光纤收发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。

· 按光纤性质分类：
单模光纤收发器：传输距离20公里至120公里
多模光纤收发器：传输距离2公里到5公里
按光纤来分，可以分为多模光纤收发器和单模光纤收发器。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-5～0dB 之间，接收灵敏
度为-38dB，使用1550nm 的波长。
按所需光纤分类：
单纤光纤收发器：接收发送的数据在一根光纤上传输
双纤光纤收发器：接收发送的数据在一对光纤上传输
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1310nm 和1550nm。但由于单纤收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产
品在互联互通时可能会存在不兼容的情况。另外由于使用了波分复用，单纤收发器产
品普遍存在信号衰耗大的特点。目前市面上的光纤收发器多为双纤产品，此类产品较
为成熟和稳定，但需要更多的光纤。

按工作层次/速率分类：
100M 以太网光纤收发器：工作在物理层
10/100M 自适应以太网光纤收发器：工作在数据链路层
按工作层次/速率来分，可以分为单10M、100M 的光纤收发器、10/100M 自适应
的光纤收发器和1000M 光纤收发器。其中单10M 和100M 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、通透率
高、时延低等方面的优势，适合应用于速率固定的链路上，同时由于此类设备在正常
通信前没有一个自协商的过程，因此在兼容性和稳定性方面做得更好。
而10/100M 光纤收发器是工作在数据链路层，在这一层光纤收发器使用存储转发
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 的光纤收发器适合于工作在速
率不固定的链路上。1000M 光纤收发器可以按实际需要工作在物理层或数据链路层，
市场上这两种1000M 光纤收发器都有提供。
按结构分类：
桌面式(独立式)光纤收发器：独立式用户端设备

机架式(模块化)光纤收发器：安装于十六槽机箱，采用集中供电方式
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，如满足楼道中单台交换机的上联。机架式(模块化)
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，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个模块式光纤收发器。
按管理类型分类：
非网管型以太网光纤收发器：即插即用，通过硬件拨码开关设置电口工作模式
网管型以太网光纤收发器：支持电信级网络管理
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。如武汉烽火网络所提供的OL200系列网管型
光纤收发器产品支持1(主)+9(从)的网管结构，一次性最多可管理150个光纤收发器。

用户端网管主要可以分为三种方式：第一种是在局端和客户端设备之间运行特定
的协议，协议负责向局端发送客户端的状态信息，通过局端设备的CPU 来处理这些状
态信息，并提交给网管服务器;第二种是局端的光纤收发器可以检测到光口上的光功率，
因此当光路上出现问题时可根据光功率来判断是光纤上的问题还是用户端设备的故障;
第三种是在用户端的光纤收发器上加装主控CPU，这样网管系统一方面可以监控到用
户端设备的工作状态，另外还可以实现远程配置和远程重启。在这三种用户端网管方
式中，前两种严格来说只是对用户端设备进行远程监控，而第三种才是真正的远程网
管。但由于第三种方式在用户端添加了CPU，从而也增加了用户端设备的成本，因此
在价格方面前两种方式会更具优势一些。目前大多数厂商的网管系统都是基于SNMP
网络协议上开发的，支持包括Web、Telnet、CLI 等多种管理方式。管理内容多包括
配置光纤收发器的工作模式，监视光纤收发器的模块类型、工作状态、机箱温度、电
源状态、输出电压和输出光功率等等。随着运营商对设备网管的需求愈来愈多，相信
光纤收发器的网管将日趋实用和智能。
· 按电源分类：
内置电源光纤收发器：内置开关电源为电信级电源
外置电源光纤收发器：外置变压器电源多使用在民用设备上
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和价格便宜。

光纤收发器产品特点：
光纤收发器通常具有以下基本特点：
1. 提供超低时延的数据传输。
2. 对网络协议完全透明。
3. 采用专用ASIC 芯片实现数据线速转发。可编程ASIC 将多项功能集中到一个
芯片上，具有设计简单、可靠性高、电源消耗少等优点，能使设备得到更高的性能和
更低的成本。
4. 机架型设备可提供热拔插功能，便于维护和无间断升级。
5. 可网管设备能提供网络诊断、升级、状态报告、异常情况报告及控制等功能，
能提供完整的操作日志和报警日志。
6. 设备多采用1+1的电源设计，支持超宽电源电压，实现电源保护和自动切换。
7. 支持超宽的工作温度范围。
8. 支持齐全的传输距离(0～120公里)。
光纤收发器的优势
目前提到光纤收发器，人们常常不免会将光纤收发器与带光口的交换机进行比较，
下面主要谈一下光纤收发器相对于光***换机的优势。
首先，光纤收发器加普通交换机在价格上远远比光***换机便宜，特别是有些光

***换机在加插光模块后会损失一个甚至几个电口，这样可以使运营商在很大程度上
减少前期投资。
其次，由于交换机的光模块大多没有统一标准，因此光模块一旦损坏就需要从原
厂商用相同的模块更换，这样给后期的维护带来很大的麻烦。但光纤收发器不同厂商
的设备之间在互连互通上已没有问题，因此一旦损坏也可以用其他厂商的产品替代，
维护起来非常容易。
还有，光纤收发器比光***换机在传输距离上产品更加齐全。当然光***换机在
很多方面上也具有优势，如可统一管理、统一供电等，这里就不再讨论了。
光纤收发器的发展趋势
光纤收发器产品在不断的发展和完善中，用户对设备也提出了很多新的要求。
首先，目前的光纤收发器产品还不够智能。举个例子，当光纤收发器的光路断掉
后，大多数产品另一端的电口仍然会保持开启状态，因此上层设备如路由器、交换机
等依然还是会继续向该电口发包，导致数据不可达。希望广大设备提供商能在光纤收
发器上实现自动切换，当光路DOWN 掉后，电口自动向上报警，并阻止上层设备继续
向该端口发送数据，启用冗余链路以保证业务不中断。
其次，光纤收发器本身应能更好地适应实际的网络环境。在实际工程中，光纤收
发器的使用场所多为楼道内或室外，供电情况十分复杂，这就需要各个厂商的设备最
好能支持超宽的电源电压，以适应不稳定的供电状况。同时由于国内很多地区会出现
超高温和超低温的天气情况，雷击和电磁干扰的影响也是实际存在的，所有这些对收
发器这种室外设备的影响都非常大，这就要求设备提供商在关键元器件的采用、电路

布板和焊接以及结构设计上都必须精心严格。
此外，在网管控制方面，用户大都希望所有网络设备能通过统一的网管平台来进
行远程的管理，即能够将光纤收发器的MIB 库导入到整个网管信息数据库中。因此在
产品研发中需保证网管信息的标准化和兼容性。
光纤收发器在数据传输上打破了以太网电缆的百米局限性，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
间内光纤收发器产品仍将是实际网络组建中不可缺少的一部分，相信今后的光纤收发
器会朝着高智能、高稳定性、可网管、低成本的方向继续发展。
如何选择光纤收发器
由于光纤收发器(Fiber Converter)为区域网络连接器设备之一,所以必须考虑与周
边环境相互兼容性的配合,及本身产品的稳定性、可靠性，反之：价格再低，也无法得
到客户的青睐!
1、本身是否支持全双工及半双工?
市面上有些芯片目前只能使用全双工环境，无法支持半双工，如接到其他品牌的
交换机(SWITCH)或集线器(HUB)，而它又使用半双工模式，则一定会造成严重的冲
突及丢包。
2.是否与其它光纤收发器做过连接测试?
目前市面上的光纤收发器收发器愈来愈多，如不同品牌的收发器相互的兼容性事

前没做过测试则也会产生丢包、传输时间过长、忽快忽慢等现象。
3、是否有防范丢包的安全装置?
有些厂商在制造光纤收发器收发器时，为了降低成本，往外采用寄存器(Register)
数据传输模式，这种方式最大的缺点就是传输时不稳定、丢包，而最好的就是采用缓
冲线路设计，可安全避免数据丢包。
4、温度适应能力?
光纤收发器本身使用时会产生高热，温度过高时(不能大于85°C)，光纤收发器
是否工作正常?是非常值得客户考虑的因素!
5、是否有符合IEEE802.3u 标准?
光纤收发器如符合IEEE802.3标准，即delay time 控制在46bit，如超过46bit
时，则表示光纤收发器所传输的距离会缩短!!
光纤收发器的基本连接方式
一、环形骨干网
环形骨干网是利用SPANNING TREE 特性构建城域范围内的骨干，这种结构可以
变形为网状结构，适合于城域网上高密度的中心小区，形成容错的核心骨干网络。环
形骨干网对IEEE.1Q 及ISL 网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数主流的骨干网
络，如跨交换机的VLAN、TRUNK 等功能。环形骨干网可为金融、政府、教育等行业
组建宽带虚拟专网。

二、链形骨干网
链形骨干网利用链形的联接可以节省大量的骨干光线数量，适合于在城市的边缘
及所属郊县地区构造高带宽低价位的骨干网络，该模式同时可用于高速公路、输油、
输电线路等环境。链形骨干网对IEEE802.1Q 及ISL 网络特性的支持，可以保证兼容
于绝大多数的骨干网络，可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。链形骨干
网是可以提供图像、语音、数据及实时监控综合传输的多媒体网络。
三、用户接入系统
用户接入系统利用10Mbps/100Mbps 自适应及10Mbps/100Mbps 自动转换功
能，可以联接任意的用户端设备，无需准备多种光纤收发器，可为网络提供平滑的升
级方案。同时利用半双工/全双工自适应及半双工/全双工自动转换功能，可以在用户
端配置廉价的半双工HUB，几十倍的降低用户端的组网成本，提高网络运营商的竞争
力。
光纤收发器常见的问题及解决方案
1. Power 灯不亮
电源故障
2. Link 灯不亮
故障可能有如下情况：
(a) 检查光纤线路是否断路

(b) 检查光纤线路是否损耗过大，超过设备接收范围
(c) 检查光纤接口是否连接正确，本地的TX 与远方的RX 连接，远方的TX 与
本地的RX 连接。
(d ) 检查光纤连接器是否完好插入设备接口，跳线类型是否与设备接口匹配，设
备类型是否与光纤匹配，设备传输长度是否与距离匹配。
3.电路Link 灯不亮
故障可能有如下情况：
(a)检查网线是否断路
(b) 检查连接类型是否匹配：网卡与路由器等设备使用交叉线，
交换机，集线器等设备使用直通线。
(c) 检查设备传输速率是否匹配
4.网络丢包严重
可能故障如下：
(1)收发器的电端口与网络设备接口，或两端设备接口的双工模式不匹配。
(2)双绞线与RJ-45头有问题，进行检测
(3)光纤连接问题，跳线是否对准设备接口，尾纤与跳线及耦合器类型是否匹配等。

5. 光纤收发器连接后两端不能通信
(1) 光纤接反了，TX 和RX 所接光纤对调
(2)RJ45接口与外接设备连接不正确(注意直通与绞接)
光纤接口(陶瓷插芯)不匹配，此故障主要体现在100M 带光电互控功能的收发器
上，如APC 插芯的尾纤接到PC 插芯的收发器上将不能正常通信，但接非光电互控收
发器没有影响。
6. 时通时断现象
(1) 可能为光路衰减太大，此时可用光功率计测量接收端的光功率，如果在接收
灵敏度范围附近，1-2dB 范围之内可基本判断为光路故障
(2)可能为与收发器连接的交换机故障，此时把交换机换成PC，即两台收发器直
接与PC 连接，两端对PING，如未出现时通时断现象可基本判断为交换机故障
(3)可能为收发器故障，此时可把收发器两端接PC(不要通过交换机)，两端对
PING 没问题后，从一端向另一端传送一个较大文件(100M)以上，观察它的速度， 如
速度很慢(200M 以下的文件传送15分钟以上)，可基本判断为收发器故障。
7. 通信一段时间后死机，即不能通信，重起后恢复正常
此现象一般由交换机引起，交换机会对所有接收到的数据进行CRC 错误检测和长
度校验，检查出有错误的包将丢弃，正确的包将转发出去。但这个过程中有些有错误
的包在CRC 错误检测和长度校验中都检测不出来，这样的包在转发过程中将不会被发

送出去，也不会被丢弃，它们将会堆积在动态缓存(buffer)中，永远无法发送出去，等
到buffer 中堆积满了，就会造成交换机死机的现象。因为此时重起收发器或重起交换
机都可以使通信恢复正常，所以用户通常都会认为是收发器的问题。
8. 收发器测试方法如果发现收发器连接有问题，请按以下方法进行测试，以便
找出故障原因
a) 近端测试：
两端电脑对PING ，如可以PING 通的话证明光纤收发器没有问题。如近端测试
都不能通信则可判断为光纤收发器故障。
b) 远端测试：
两端电脑对PING ，如PING 不通则必须检查光路连接是否正常及光纤收发器的
发射和接收功率是否在允许的范围内。如能PING 通则证明光路连接正常。即可判
断故障问题出在交换机上。
c) 远端测试判断故障点：
先把一端接交换机，两端对PING，如无故障则可判断为另一台交换机的故障。
光纤收发器技术发展
目前光纤收发器水平已经非常完善了，返修率相当的低，厂家一般可以承诺三年
包换，终身保修。
光端机

光端机，就是光信号传输的终端设备。由于目前技术的提高，光纤价格的降低使
它在各个领域得到很好的应用，因此各个光端机的厂家就好比是雨后春笋般发展起来。
但是这里的厂家大部分技术并不是完全成熟，开发新技术需要耗资和人力、物力等，
这就产生厂家多是中小企业，各品牌也先后出现。但是质量上还是差不多的，国外的
光端机好但是价格昂贵，因此，国内厂家把生产光端机转型出路了，用来满足国内的
需要。
一、概念
在远程光纤传输中，光缆对信号的传输影响很小，光纤传输系统的传输质量主要
取决于光端机的质量，因为光端机负责光电转换以及光发射和光接收，它的优劣直接
影响整个系统，所以就需要众多新用户或对此有意向的用户对光端机的性能和应用有
所了解，才能更好地配置和进行采购。
光端机的种类
光端机从接口分类应为视频光端机,音频光端机,数据光端机,以太网光端机
光端机分3类：PDH，SPDH，SDH。
PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy，准同步数字系列)光端机是小容量光端
机，一般是成对应用，也叫点到点应用，容量一般为4E1，8E1，16E1。
SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)光端机容量较大，一般是
16E1到4032E1。
SPDH(Synchronous Plesiochronous Digital Hierarchy)光端机，介于PDH 和

SDH 之间。SPDH 是带有SDH(同步数字系列)特点的PDH 传输体制(基于PDH 的码
速调整原理，同时又尽可能采用SDH 中一部分组网技术)。
监控术语的话,那就是视频光端机,传输视频为主及其他数据,音频,开关量,以太网
电话等信号的光电转换传输设备,他的本质是:光电转换传输设备;放在光缆的两端,一
收一发,顾名思义光端机;所以广义上讲,基于光纤网络用于传输信号的光电转换设备都
可以称为光端机.
以此分类用于电信上传输信号(也有压缩的视频)的压缩光端机与用于监控和广播
电视行业的非压缩的视频光端机.
通常所说的光端机
概述
通常所说的光端机是传输视频的非压缩光端机.
视频光端机在中国的发展是伴随着监控发展开始的，视频光端机就是把1到多路的
模拟视频信号通过各种编码转换成光信号通过光纤介质来传输的设备，又分为模拟光
端机和数字光端机。
1、模拟光端机
模拟光端机采用了PFM 调制技术实时传输图象信号。发射端将模拟视频信号先进
行PFM 调制后，再进行电-光转换，光信号传到接收端后，进行光-电转换，然后进行
PFM 解调，恢复出视频信号。由于采用了PFM 调制技术，其传输距离能达到50Km
或者更远。通过使用波分复用技术，还可以在一根光纤上实现图象和数据信号的双向

传输，满足监控工程的实际需求。这种模拟光端机也存在一些缺点：
a)生产调试较困难;
b)单根光纤实现多路图象传输较困难，性能会下降，目前这种模拟光端机一般只
能做到单根光纤上传输4路图象;
c)抗干扰能力差，受环境因素影响较大，有温漂;
d)由于采用的是模拟调制解调技术，其稳定性不够高，随着使用时间的增加或环
境特
性的变化，光端机的性能也会发生变化，给工程使用带来一些不便。
2、数字光端机
由于数字技术与传统的模拟技术相比在很多方面都具有明显的优势，所以正如数
字技术在许多领域取代了模拟技术一样，光端机的数字化也是一种必然趋势。目前，
数字视频光端机主要有两种技术方式：一种是MPEG II 图象压缩数字光端机，另一种
是全数字非压缩视频光端机。
图象压缩数字光端机一般采用MPEG II 图象压缩技术，它能将活动图象压缩成
N×2Mbps 的数据流通过标准电信通信接口传输或者直接通过光纤传输。由于采用了
图象压缩技术，它能大大降低信号传输带宽。
全数字非压缩视频光端机采用全数字无压缩技术，因此能支持任何高分辨率运动、
静止图像无失真传输;克服了常规的模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同时传输时

交调干扰严重、容易受环境干扰影响、传输质量低劣、长期工作稳定性不高等缺点。
并且支持音频双向、数据双向、开关量双向、以太网、电话等信号的并行传输，现场
接线方便，即插即用。
数字光端机具有明显的优势
与传统的模拟光端机相比，数字光端机具有明显的优势：
1)传输距离较长：可达80Km，甚至更远(120Km);
2)支持视频无损再生中继，因此可以采用多级传输模式;
3)受环境干扰较小，传输质量高;
4)支持的信号容量可达16路，甚至更多(32路、64路)。
二、光端机从模拟走向数字
从上个世纪80年代末模拟光端机开始进入中国应用，到2001年开始数字光端机的
出现;演绎了经济发展带动科学技术进步，科学技术推动经济发展的过程。
最早出现的模拟光端机主要是采用模拟调频、调幅、调相的方式将基带的视频、
音频、数据等传输信号调制到某一载项，通过另一端的接收光端机进行解调，恢复成
相应的基带视频、音频、数据信号。
把信号调制到光上，通过光纤进行视频传输，通常使用以下几种调制方式：
调幅或强调制系统(AM)：全模拟系统，光学发射单元内发光二极管(LED)的亮度

或强度随输入视频幅度线性变化。调幅的光信号通过光纤发送给光接收单元，由其将
信号转换为模拟基带视频。
调频或脉冲频率调制(FM)：也是一个模拟系统，射频载波通过输入的视频信号线
性调节频率，经过调制的载波又用于光发射单元的LED 或激光发射器，经过频率调制
的信号通过光纤发送给光接收单元，由其将信号转换为模拟基带视频。
AM 视频传输被广泛用于工业安全市场上从低端到中端CCTV 监视及安全应用场
合。适用于5.5公里(3.5英里)或更短距离的传输，这样一个系统能够提供的定性视频
性能是相当不错的，并且总是能够达到RS-250C 长距离传输的品质要求。但是，AM
视频传输设备仅适合850nm。多模工作波长这就限制了最大可用传输距离。更显著的
是，对于每1dB 的光学路径损耗而言，基于调幅系统的信噪比的线性相关衰减为2dB，
因此，可接受的视频传输质量仅能在相对较短的光缆距离下获得。一些生产商的设备
可能在初始安装阶段需要接收机增益调节，从而使安装过程复杂化。最后一点，AM 产
品达不到今天ITS 及高端工业安全应用中所需达到的RS-250C 中短距离视频传输技
术要求。
FM 视频传输是曾广泛应用于ITS 及高端工业安全市场的传输方式。能够提供极高
质量的视频传输性能，通常能达到RS-250C 中距离传输的质量要求并且成本合理。
不象AM 设备，FM 产品适用于1330nm。多模或单模操作，以及1550nm。单模操作，
其典型应用的传输距离可达66公里(42英里){客户需要可达80KM｝。无需为了方便安
装而要求用户进行调节。尽管FM 方式能够提供高质量传输，但是其信噪比在更高水
平的光衰减，或者更长的传输距离的光缆传输过程中会衰减，并且信噪比与光衰减之
间不再是线性关系，因此其性能并不是可以完全预测或保持不变的。

另外，基于调频的系统很难达到RS-250C 短距离传输的技术要求，而且调频视
频发射与接收单元也容易受到外界电磁源以及来自蜂窝电话和手机等的无线电波的干
扰(EMI/RFI)，通常出现在野外或路边环境中。受技术限制，光端机主要有单路、双
路、四路、八路视频及带PTZ 控制数据的光端机，在一芯上传输实现点对点，传输容
量严重不足对于具有足够传输容量的光纤造成了浪费，复杂的、大容量、高路数的设
备则需要多芯传输;加上模拟视频技术的缺陷带来的易受干扰、易衰减的特点，实现多
级中继、级联比较困难，传输业务的单一化(一般只有视频及数据信号)，模拟视频传
输在应用了粗波分复用也同样受技术条件和波分复用设备价格昂贵的限制，在光纤及
光传输设备昂贵的年代许多行业即使有明确的需求也望而
却步其应用了。多路信号同传引起的交调失真。
在现场监控应用中，用户可能有许多各种信号，如视频图像、音频、数据、以太
网、电话或其它用户自定义的信号，为了提高光纤的利用效率，降低成本，必须将各
种信号在光端机进行复用，以便在一对或一根光纤上传输。对调频、调幅、调相光端
机来讲，将多路视频、音频或数据信号混合调频、调幅、调相在某一载波上必然会引
起各种镜像、交调干扰。所以目前市场上不乏很多著名国外品牌的调频、调幅、调相
光端机多路视频、音频、数据同传时出现相互干扰的现象，这些不稳定的现象都是模
拟调制技术长期以来一直所固有的缺点。
数字光端机传输的是数字信号，很容易进行大容量复用并且不会出现相互干扰。
对于日益发展的市场需求，模拟光端机已经不能适应大容量、多业务(视频、数据、音
频、开关量、以太网、对讲、电话等)传输的要求，多路串扰、易衰减、易老化的、售
后服务麻烦等问题使得模拟光端机逐渐随着新技术的出现，市场和应用走向了下坡路。

数字光端机的出现解决了模拟光端机所出现的问题。2000年开始通讯技术的发展
使得光传输器件技术和数字视频技术的发展，数字光端机开始走向了市场及行业的应
用。随着数字光端机和模拟光端机的的对比发展，慢慢数字光端机开始逐渐代替模拟
光端机，到目前为止已经形成了模拟光端机和数字光端机二八分天下的局面。相信不
久的将来模拟光端机只能成为监控史上的一个名词。如果说早期模拟光端机是国外光
端机厂商带来的最早的传输市场，那么数字光端机可就是国内和国外竞力，国内厂商
优势与国外厂商的一个过程。
最新一代光纤视频传输设备借助于光学传输单元内部的一个模-数转换器或数字
信号编码器(编码/解码器)，对于输入的模拟基带视频信号(来自CCTV 摄像机视频、
音频、数据、开关量、以太网等)采用数字解码技术进行处理。然后数字信号又调制到
LED 或激光发射器上，通过光纤传输到光接收单元，在这里先前的数字信号被一个内
部的数-模转换器重新转化为模拟基带视频信号。这样，系统在电气上完全透明地将光
发射器的视频输入通过光纤发送到了光接收单元的视频输出，并且能够直接匹配目前
使用的NTSC、PAL 或SECAM 制式CCTV 摄像机。
可以说，将模拟信号进行数字化处理后再进行传输是光端机技术质的飞跃发展。
数字光端机解决了模拟光端机的传输容量少、业务能力少、信号易衰减、易串扰等缺
点，优势突显：传输容量大、业务种类多，单纤传输容量可达几十路上百路非压缩视
频，传输的业务也多样化的传输视频、音频、数据、以太网、电话信号、开关量等各
种信号。这样节省了光纤，也提高了光纤带宽的利用率，提高了性价比;信号质量的提
升到更高的层次，视频图象的信噪比在10bit 编码量化下可达到67~70db，远远超出了
远距离下模拟信号的50~60db 的参数指标。在级联技术应用了更是得心应手于模拟光

端机。
当我们讨论数字解码视频传输设备时，评价产品与产品之间的性能时所需考虑的
性能参数是系统所使用的数字位数。数字位数从根本上定义了系统的电气动态范围以
及端到端的信噪比，并且是视频传输性能的主要影响因素。现在任何一个分辨率为6位
的系统从技术上讲都是落后的，不能代表目前的最高技术水准，这样的系统肯定会产
生图像上可见的非自然信号以及视频衰减。有鉴于此，在一个数字解码视频传输系统
中所采用的比特数最少应为8位。8位的分辨率或解码能力能够使视频传输品质满足或
超过RS-250C 短距离传输或真正的视频传播质量要求。
采用数字非压缩技术、10位数字式视频编码技术(10bit)和15Mhz 采样频率技术使
得视频数字化过程时的数字采样点的表示更为精确,得到的图像效果更逼真,更加完美。
三、光端机的传输距离
传输距离是指光端机实际可传输光信号的最大距离。这是个标称数值，它取决于
设备和实际环境等多种因素,双纤的光端机一般可传输1到120KM,单纤的一般可传输1
到80KM。
光端机现在出现电话光端机，其目的是通过光纤来传输电话语音的光通信设备，
设备可通过一对光缆传输1-720路电话，是远距离传输电话，屏蔽机房，电话超市，小
区放号的最佳选择。
四、光端机接口类型
光端机的典型物理接口如下：

BNC 接口
BNC 接口是指同轴电缆接口，BNC 接口用于75欧同轴电缆连接用，提供收(RX)、
发(TX)两个通道，它用于非平衡信号的连接。
光纤接口
光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有SC、ST、FC 等几种类型，它
们由日本NTT 公司开发。FC 是Ferrule Connector 的缩写，其外部加强方式是采用金
属套，紧固方式为螺丝扣。ST 接口通常用于10Base-F，SC 接口通常用于100Base-FX。
RJ-45接口
RJ-45 接口是以太网最为常用的接口，RJ-45是一个常用名称，指的是由
IEC(60)603-7标准化，使用由国际性的接插件标准定义的8个位置(8针)的模块化插
孔或者插头。
RS-232接口
RS-232-C 接口(又称EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它
是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端
生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通
讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”。该标准规定采用一个25个脚
的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加
以规定。(目前多用DB9)
RJ-11接口

RJ-11接口就是我们平时所说的电话线接口。RJ-11是用于西部电子公司(Western
Electric)开发的接插件的通用名称。其外形定义为6针的连接器件。原名为WExW，这
里的x 表示“活性”，触点或者打线针。例如， WE6W 有全部6个触点，编号1到6,
WE4W 界面只使用4针，最外面的两个触点(1和6) 不用，WE2W 只使用中间两针(即
电话线接口用)
五、PDH 光端机介绍
PDH 光端机是以超大规模集成电路构成的120路光电合一传输设备。可提供4个
E1，适用于小容量交换机组网、用户环路网，移动通信(基站)、专网、DDN 网等。特
点是体积小，使用方便。
主要特点
采用超大规模集成芯片，具有功耗低，可靠性高的特点。
提供E1的远端环回测试功能，维护方便。
120提供4个E1通道;
具有完备的告警功能，可显示本端和远端告警。
告警信息(包括掉电告警)可通过网管通道上报到对端。
采用收发一体光器件，工作性能稳定可靠。
整机单板设计体积小巧，使用方便。

---

时间:  2020-5-7 17:43

作者: judeyang

mark 内容很多，不过没有逻辑还得自己提炼

---

通信人家园 (https://www.txrjy.com/)

Powered by C114