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一对光通讯光纤收发器一定要成对使用吗？单纤，双纤的区别是什么？

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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光纤收发器一定要成对使用吗？单纤、双纤的区别是什么？

当我们远距离传输时，通常会使用光纤来传输。因为光纤的传输距离很远，一般来说单模光纤的传输距离在10千米以上，而多模光纤的传输距离最高也能达到2千米。

而在光纤网络中，我们常常会使用到光纤收发器。那么，今天我们一起来详细了解下光纤收发器。

一、光纤收发器的作用

单纤/双纤，单模/多模可选

光纤收发器可以延长以太网传输距离，扩展以太网覆盖半径。光纤收发器可以在10M、100M或1000M以太网电接口和光接口之间进行转换。使用光纤收发器构造网络能够节省网络投资。光纤收发器使服务器、中继器、集线器、终端机与终端机之间的互联更加快捷。光纤收发器具有微处理器和诊断接口，可以提供各种数据链路性能信息。二、光纤收发器有分哪个发射、哪个接收吗？

在使用光纤收发器的时候，有很多朋友会遇到这样的疑问：

1、光纤收发器一定要成对用吗？

2、光纤收发器有没有分一个是收一个是发？还是随便只要是两个光纤收发器就可以组成一对使用?

3、如果光纤收发器一定要成对使用的话，一对的话是不是一定是同样牌子跟型号？还是可以随便的牌子都可以组合使用呢？

▶是否必须成对使用：

其实，光纤收发器作为光电转换设备一般是成对使用，但也可以出现以下使用情况：

光纤收发器+光纤交换机、 光纤收发器+SFP收发器 ……

原则上只要光传输波长、信号封装格式 是一样且都支持某种协议的即可实现光纤通讯。

▶关于发射与接收：

一般单模双纤(正常通讯需要两根纤)收发器是不分发射端和接收端的，只要成对出现的就可以使用。

只有单纤收发器(正常通讯需要一根纤即可)才会有分发射端和接收端。

▶品牌不同是否可组合使用

不管是双纤的收发器 还是单纤的收发器 要成对使用，即使是不同品牌，只要速率、波长、模式是一样都兼容互通。

例如：百兆与千兆、波长1310nm与波长1300nm都是不可以相互通讯的。此外，即使是同品牌，单纤收发器与双纤双纤组成一对也是不可以互通的。

那么问题来了，什么是单纤收发器，什么是双纤收发器呢？他们有什么区别？

三、什么是单纤收发器？什么是双纤收发器？

单纤收发器采用的是单模光缆，单纤收发器是只用一根芯，两端都接这根芯，两端的收发器采用不同的光波长，所以能在一根芯里传输光信号。

双纤收发器就是采用了两根芯，一根发送一根接收，一端是发的另一端就必须插在收的口，就是两端要交叉。

1、单纤收发器

单纤收发器既要实现发射功能又要实现接收功能，它使用的波分复用技术，将两束不同波长的光信号在一根光纤传输从而实现的发送与接收。

所以单模单纤收发器它是通过一芯光纤来传输，那么发射和接收光都是同时通过一根光纤芯来传输。这样的情况，要实现正常通讯就必须用到2种波长的光来区分。

因此单模单纤收发器的光模块发射光波长就有2个，一般是1310nm/1550nm，这样一对收发器的互连的2端就会存在区别：

一端收发器发射1310nm，接收1550nm。另一端则是发射1550nm，接收1310nm，那么方便用户区分，一般就会用字母来代替。就出现了A端（1310nm/1550nm)，B端（1550nm/1310nm).用户使用必须AB配对使用，不可AA或者BB连接。AB端只有单纤光纤收发器才会使用到。

2、双纤收发器

双纤收发器有TX口(发射口)与RX口(接收口)，两个口都是发射一样的波长1310nm，接收也都是1310nm，所以接线时采用的平行的两根光纤交叉连接。

3、如何区分单纤收发器与双纤收发器？

目前有两种方法可以区分单纤收发器与双纤收发器。

①当光纤收发器内嵌光模块时，光纤收发器按照所连接的光纤跳线的纤芯的数量的不同分为单纤收发器与双纤收发器。

其中单纤收发器（右图）连接的光纤跳线的线性为一个纤芯，这一个纤芯既负责传输数据又负责接收数据；

而双纤收发器（左图）所连接的光纤跳线的线性为两个纤芯，其中一个纤芯负责传输数据，另一个纤芯负责接收数据。

②当光纤收发器没有内嵌光模块时，需要根据所插入的光模块来区分是单纤收发器还是双纤收发器。

当光纤收发器内插入的是单纤双向光模块，即接口为单工类型时，此光纤收发器为单纤收发器（右图）；

当光纤收发器内插入的是双纤双向光模块，即接口为双工类型时，此收发器为双纤收发器（左图）。

便携光通信系统实现高速自由空间光通信

Advanced Photonics Nexus 2023年第6期文章：

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Hua-Ying Liu, Yao Zhang, Xiaoyi Liu, et al. High-speed free-space optical communication using standard fiber communication components without optical amplification[J]. Advanced Photonics Nexus, 2023, 2(6): 065001

自由空间光通信（FSO）可以在无需物理线缆的条件下，实现高速、安全的通信，近年来受到了广泛关注。一方面， FSO是实现高速卫星网络，进而推动高速光通信全球化覆盖的关键。另一方面，FSO也可以用于建立低空光通信网络，为光纤未覆盖区域提供了一种经济、高效且灵活的通信解决方案，实现光通信“最后一公里”的覆盖。而低空FSO的实际应用，离不开FSO系统的集成化，它需要具备极高的便携性，同时保持稳定且准确的跟瞄能力，从而快速、灵活地实现通信链路部署。

近日，南京大学固体微结构物理国家重点实验室的谢臻达教授和祝世宁院士团队 开发了一套便携光通信系统，重量仅9.5 kg。基于这套系统，他们建立了1 km距离的低损耗光通信链路，并利用商业的光纤光通信模块，在无光放大的前提下直接实现了9.16 Gbps通信带宽的自由空间光通信。

该实验展示了这套FSO系统与商用光纤光通信模块的兼容性，可以用于即插即用的高速光通信链路构建，这种灵活便携的FSO系统，对推动未来自由空间光通信网络实用化起到重要作用。相关成果以“High-speed Free Space Optical Communication using a portable and fast-deployable FSO system”为题发表于Advanced Photonics Nexus 2023年第6期。

FSO系统

该实验设计如图1（a）所示，在通信两节点所使用的FSO系统光学口径和机械设计完全一致，并且使用单模光纤进行耦合，因此仅需一对光通信系统就可以实现双向高速光通信。

如图1（b）和（c）所示，每套光通信系统由一个光通信收发模块，一个捕获、指向和跟踪（APT）系统及其电学控制模块构成。其中，APT系统使用了四级闭环反馈控制，首先通过GPS和惯性导航等多传感器融合实现初始捕获，使目标跟踪点进入光学跟瞄视场，进而通过三级光学跟瞄实现高精度光学建链。整套反馈控制实现了全自动化，可以在10分钟时间内自动在任意节点间建立光通信链路。

图1（a）FSO链路示意图；（b）FSO系统实物图；（c）FSO系统设计图；（d）链路衍射损耗

同时，这套系统配备有主动增稳装置，为后续移动平台的搭载打下基础。该系统选择了90 mm的光学直径，如图1（d）所示，这可以将千米级光链路的衍射损耗控制在极低的水平。基于这套高精度、大光学口径的APT系统，链路损耗可以被控制在极低的水平，因而无需光学放大器，便可直接通过光纤光通信模块实现高速自由空间光通信。这使得FSO系统的体积和功耗大大降低，单个FSO系统重量为9.5 kg，体积为45×40×35 cm3，总功耗小于10 W。

外场测试

最终的外场实验示意图如图2（a）所示，Alice系统被放置在一栋大楼的楼顶，Bob系统被安装在一辆电动小车上，这样可以灵活控制Bob位置建立不同距离的FSO链路。

首先，他们在1 km的FSO链路中测试了APT系统性能。如图2（b）所示，跟瞄平均角度误差为3 μrad。如图2（c）所示，此时跟瞄链路的平均损耗为13.7 dB。在该链路中，他们利用10 Gbps带宽的商用光纤光通信模块进行了通信测试。结果如图2（d）所示，在100 s测试时间内，平均通信带宽为9.16 Gbps。

图2（a）外场实验图。（b）跟瞄误差图，其中0~30 s光学精跟踪仅开启第一级，在第30 s时一、二级同时开启；（c）有/无二级精跟踪时的1 km链路损耗；(d)光通信模块通过光纤直接连接和经过1 km自由空间链路时的通信带宽；（e）4 km链路损耗

此外，该工作还在最远4 km的自由空间光链路中测试了APT系统的性能，链路平均损耗为18 dB。该链路损耗的增加主要来自于大气吸收损耗，未来通过光放大或者挑选更好的实验天气，这套FSO系统有望实现更远距离的自由空间光通信。

综上，该团队建立了1km的FSO链路，并利用商业光纤光通信模块实现了无光放大的自由空间光通信，通信带宽达到了9.16 Gbps。该工作的核心是开发了一套重量仅9.5 kg的便携式光通信系统， 可以在10分钟时间内自动构建低损耗的自由空间光链路。基于这套系统，未来标准光纤光通信器件和网络技术可以被直接应用到自由空间光通信网络中。这种集成化、高效率的便携APT系统，不仅可以用于FSO通信，未来也可以用于构建低损耗的量子通信链路，用于实现量子信息的传输。

南京大学博士后刘华颖和硕士张峣为该项成果的共同第一作者，南京大学谢臻达教授和刘华颖博士后为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家创新人才博士后培养计划等项目的支持。

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