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  • 信息模块端接方式有多少种
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    2021-01-30 17:20:36

    《消防模块接线方法和接线图【借鉴实操】》由会员分享,可在线阅读,更多相关《消防模块接线方法和接线图【借鉴实操】(4页珍藏版)》请在人人文库网上搜索。

    1、消防模块接线方法和接线图很多筒子在网上搜索消防模块接线方法和接线图,其实消防模块的接线方法和接线图是不能一概而论的,不同类型的消防模块接线方法也不一样。现在以常见的海湾GST-LD-8300输入模块和GST-LD-8301输入/输出模块接线方法和接线图为例,展示下常见的输入模块和输入/输出模块的接线方法。GST-LD-8300输入模块与现场设备的接线:模块输入端如果设置为“常闭检线”状态输入,模块输入线末端(远离模块端)必须串联一个4.7k的终端电阻;模块输入端如果设置为“常开检线”状态输入,模块输入线末端(远离模块端)必须并联一个4.7k的终端电阻。1.模块与具有常开无源触点的现场设备连接方。

    2、法如图2- 30所示。模块输入设定参数设为常开检线。图2- 302.模块与具有常闭无源触点的现场设备连接方法如图2- 31所示,模块输入设定参数设为常闭检线。GST-LD-8301型输入/输出模块与现场设备的接线:模块输入端如果设置为“常开检线”状态输入,模块输入线末端(远离模块端)必须并联一个4.7k的终端电阻;模块输入端如果设置为“常闭检线”状态输入模块输入线末端(远离模块端)必须串联一个4.7k的终端电阻。模块为有源输出时,G和NG、V+、NO应该短接,COM、S-有源输出端应并联一个4.7k的终端电阻,并串联一个IN4007二极管。1.模块通过有源输出直接驱动一台排烟口或防火阀等(电动脱扣式)设备的接线示意图如图2- 33 (无源常开检线输入)、图2- 34所示(无源常闭检线输入):图2- 33 图2-342.模块无源输出触点控制设备的接线示意图如图2- 35(无源常开检线输入)、图2- 36所示(无源常闭检线输入):图2- 354clb借鉴。

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    以太网交换机常用的光模块有SFP,GBIC,XFP,XENPAK。

     

    英文全称:

     

    SFP:Small Form-factor Pluggabletransceiver ,小封装可插拔收发器

     

    GBIC:GigaBit Interface Converter,千兆以太网接口转换器

     

    XFP: 10-Gigabit small Form-factorPluggable transceiver 万兆以太网接口

     

    XENPAK: 10 Gigabit EtherNet TransceiverPAcKage万兆以太网接口收发器集合封装

     

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    光纤连接器

     

    光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成,插头由插针和外围的锁紧结构组成。根据不同的锁紧机制,光纤连接器可以分为FC型、SC型、LC型、ST型和KTRJ型。

     

    FC连接器采用螺纹锁紧机构,是发明较早、使用最多的一种光纤活动连接器。

     

    SC是一种矩形的接头,由NTT研制,不用螺纹连接,可直接插拔,与FC连接器相比具有操作空间小,使用方便。低端以太网产品非常常见。

     

    LC是由LUCENT开发的一种Mini型的SC连接器,具有更小的体积,已广泛在系统中使用,是今后光纤活动连接器发展的一个方向。低端以太网产品非常常见。

     

    ST连接器是由AT&T公司开发的,用卡口式锁紧机构,主要参数指标与FC和SC连接器相当,但在公司应用并不普遍,通常都用在多模器件连接,与其它厂家设备对接时使用较多。

     

    KTRJ的插针是塑料的,通过钢针定位,随着插拔次数的增加,各配合面会发生磨损,长期稳定性不如陶瓷插针连接器。

     

    光纤知识

     

    光纤是传输光波的导体。光纤从光传输的模式来分可分为单模光纤和多模光纤。

     

    在单模光纤中光传输只有一种基模模式,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽因而适用于高速,长距离的光纤通讯。

     

    在多模光纤中光传输有多个模式,由于色散或像差,这种光纤的传输性能较差,频带窄,传输速率较小,距离较短。

     

    光纤的特性参数

     

    光纤的结构预制的石英光纤棒拉制而成,通信用的多模光纤和单模光纤的外径都为125μm。

     

    纤体分为两个区域:纤芯(Core)和包层(Cladding layer)。单模光纤纤芯直径为8~10μm,多模光纤纤芯径有两种标准规格,芯径分别为62.5μm(美国标准)和50μm(欧洲标准)。

     

    接口光纤规格有这样的描述:62.5μm/125μm多模光纤,其中62.5μm就是指光纤的芯径,125μm就是指光纤的外径。

     

    单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。

     

    多模光纤使用的光波长多为850 nm。

     

    从颜色上可以区分单模光纤和多模光纤。单模光纤外体为黄色,多模光纤外体为橘红色。

     

    千兆光口自协商


    千兆光口可以工作在强制和自协商两种模式。802.3规范中千兆光口只支持1000M速率,支持全双工(Full)和半双工(Half)两种双工模式。

     

    自协商和强制最根本的区别就是两者在建立物理链路时发送的码流不同,自协商模式发送的是/C/码,也就是配置(Configuration)码流,而强制模式发送的是/I/码,也就是idle码流。

     

    千兆光口自协商过程:

     

    1.两端都设置为自协商模式


    双方互相发送/C/码流,如果连续接收到3个相同的/C/码且接收到的码流和本端工作方式相匹配,则返回给对方一个带有Ack应答的/C/码,对端接收到Ack信息后,认为两者可以互通,设置端口为UP状态


    2.一端设置为自协商,一端设置为强制


    自协商端发送/C/码流,强制端发送/I/码流,强制端无法给对端提供本端的协商信息,也无法给对端返回Ack应答,故自协商端DOWN。但是强制端本身可以识别/C/码,认为对端是与自己相匹配的端口,所以直接设置本端端口为UP状态


    3.两端均设置为强制模式


    双方互相发送/I/码流,一端接收到/I/码流后,认为对端是与自己相匹配的端口,直接设置本端端口为UP状态

     

    光纤是如何工作的?


    通讯用光纤由外覆塑料保护层的细如毛发的玻璃丝组成。玻璃丝实质上由两部分组成:核心直径为9到62.5μm,外覆直径为125μm的低折射率的玻璃材料。

     

    虽然按所用的材料及不同的尺寸而分还有一些其它种类的光纤,但这里提到的是最常见的那几种。光在光纤的芯层部分以“全内反射”方式进行传输,也就是指光线进入光纤的一端后,在芯层和包层界面之间来回反射,进而传输到光纤另一端。芯径为62.5μm,包层外径为125μm的光纤称为62.5/125μm 光

     

    多模和单模光纤的区别?

     

    多模:

     

    可以传播数百到上千个模式的光纤,称为多模(MM)光纤。根据折射率在纤芯和包层的径向分布情况,又可分为阶跃多模光纤和渐变多模光纤。几乎所有的多模光纤尺寸均为50/125μm或62.5/125μm,并且带宽(光纤的信息传输量)通常为200MHz到2GHz。多模光端机通过多模光纤可进行长达5公里的传输。以发光二极管或激光器为光源。

     

    单模:

     

    只能传播一个模式的光纤称为单模光纤。标准单模(SM)光纤折射率分布和阶跃型光纤相似,只是纤芯直径比多模光纤小得多。


    单模光纤的尺寸为9-10/125μm,并且较之多模光纤具有无限量带宽和更低损耗的特性。而单模光端机多用于长距离传输,有时可达到150至200公里。采用LD或光谱线较窄的LED作为光源。


    区别与联系:


    单模设备通常既可在单模光纤上运行,亦可在多模光纤上运行,而多模设备只限于在多模光纤上运行。

     

    使用光缆时传输损耗如何?


    这取决于传输光的波长以及所使用光纤的种类。


    850nm波长用于多模光纤时: 3.0分贝/公里

    1310nm波长用于多模光纤时: 1.0分贝/公里
    1310nm波长用于单模光纤时: 0.4分贝/公里
    1550nm波长用于单模光纤时: 0.2分贝/公里

     

    何为GBIC?

     

    GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写,是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用 GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活,在市场上占有较大的市场份额。

     

    何为SFP?


    SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写,可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块减少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC(MINI-GBIC)。


    未来的光模块必须支持热插拔,即无需切断电源,模块即可以与设备连接或断开,由于光模块是热插拔式的,网络管理人员无需关闭网络就可升级和扩展系统,对在线用户不会造成什么影响。热插拔性也简化了总的维护工作,并使得最终用户能够更好地管理他们的收发模块。

     

    同时,由于这种热交换性能,该模块可使网络管理人员能够根据网络升级要求,对收发成本、链路距离以及所有的网络拓扑进行总体规划,而无需对系统板进行全部替换。支持这热插拔的光模块目前有GBIC和SFP,由于SFP与SFF的外型大小差不多,它可以直接插在电路板上,在封装上较省空间与时间,且应用面相当广,因此,其未来发展很值得期待,甚至有可能威胁到SFF的市场。

     

    何为SFF?


    SFF(Small Form Factor)小封装光模块采用了先进的精密光学及电路集成工艺,尺寸只有普通双工SC(1X9)型光纤收发模块的一半,在同样空间可以增加一倍的光端口数,可以增加线路端口密度,降低每端口的系统成本。又由于SFF小封装模块采用了与铜线网络类似的KT-RJ接口,大小与常见的电脑网络铜线接口相同,有利于现有以铜缆为主的网络设备过渡到更高速率的光纤网络以满足网络带宽需求的急剧增长。

     

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    网络连接设备接口类型

     

    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、LC、FC等几种类型。对于10Base-F连接来说,连接器通常是ST类型,另一端FC连的是光纤步线架。FC是FerruleConnector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和GBIC,LC通常用于SFP 。

     

    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。


    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)。

     

    CWDM 与 DWDM

     

    随着Internet的IP数据业务高速增长,造成对传输线路带宽的需求不断加大。虽然DWDM(密集波分复用)技术作为最有效的解决线路带宽扩容的方法,但是CWDM (粗波分复用) 技术比DWDM在系统成本、可维护性等方面具有优势。

     

    CWDM与DWDM皆属于波分复用技术,都可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去,一起传输。


    CWDM的ITU最新标准为G.695,规定了从1271nm到1611nm之间间隔为20nm的18个波长通道,考虑到普通G.652光纤的水峰影响,一般使用16个通道。因为通道间隔大所以,合分波器件以及激光器都比DWDM器件便宜。


    DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔较小、需要额外的波长控制器件,所以基于DWDM技术的设备较之基于CWDM技术的设备价格高。

     

    PIN光电二极管是在掺杂浓度很高的P型、N型半导体之间,加一层轻掺杂的N型材料,称为I(Intrinsic,本征的)层。由于是轻掺杂,电子浓度很低,经扩散后形成一个很宽的耗尽层,这样可以提高其响应速度和转换效率。

     

    APD雪崩光电二极管,它不但具有光/电转换作用,而且具有内部放大作用,其放大作用是靠管子内部的雪崩倍增效应完成的。

     

    APD是有增益的光电二极管,在光接收机灵敏度要求较高的场合,采用APD有利于延长系统的传输距离。

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  • 模块SFP基础接口标准入门

    千次阅读 2021-01-18 10:06:29
    说到光模块,相信大家一定不会觉得陌生。 随着光通信的高速发展,现在...准确来说,光模块是多种模块类别的统称,具体包括:光接收模块,光发送模块,光收发一体模块和光转发模块等。 现今我们通常所说的光...

    说到光模块,相信大家一定不会觉得陌生。

    随着光通信的高速发展,现在我们工作和生活中很多场景都已经实现了“光进铜退”。也就是说,以同轴电缆、网线为代表的金属介质通信,逐渐被光纤介质所取代。

    而光模块,就是光纤通信系统的核心器件之一。

         光模块的组成结构     

    光模块,英文名叫Optical Module。Optical,意思是“视力的,视觉的,光学的”。

    准确来说,光模块是多种模块类别的统称,具体包括:光接收模块,光发送模块,光收发一体模块和光转发模块等。

    现今我们通常所说的光模块,一般是指光收发一体模块(下文也是如此)。

    光模块工作在物理层,也就是OSI模型中的最底层。它的作用说起来很简单,就是实现光电转换。把光信号变成电信号,把电信号变成光信号,这样子。

    虽然看似简单,但实现过程的技术含量并不低。

    一个光模块,通常由光发射器件(TOSA,含激光器)光接收器件(ROSA,含光探测器)功能电路光(电)接口等部分组成。

    光模块的组成

    在发射端,驱动芯片对原始电信号进行处理,然后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出调制光信号。

    在接收端,光信号进来之后,由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出电信号。

         光模块的封装     

    对于初学者来说,光模块最让人抓狂的,是它极为复杂的封装名称,还有让人眼花缭乱的参数。

    封装的名称,这些只是其中一部分

    封装,可以简单理解为款型标准。它是区分光模块的最主要方式。

    之所以光模块会存在如此之多的不同封装标准,究其原因,主要是因为光纤通信技术的发展速度实在太快。

    光模块的速率不断提升,体积也在不断缩小,以至于每隔几年,就会出新的封装标准。新旧封装标准之间,通常也很难兼容通用。

    此外,光模块的应用场景存在多样性,也是导致封装标准变多的一个原因。不同的传输距离、带宽需求、使用场所,对应使用的光纤类型就不同,光模块也随之不同。

    小枣君简单罗列了一下包括封装在内的光模块分类方式,如下表所示:

    光模块的分类方式

    在讲解封装和分类之前,我们先介绍一下光通信的标准化组织。因为这些封装,都是标准化组织确定的。

    目前全球对光通信进行标准化的组织有好几个,例如大家都很熟悉的IEEE(电气和电子工程师协会)、ITU-T(国际电联),还有MSA(多源协议)、OIF(光互联论坛)、CCSA(中国通信标准化协会)等。

    行业里用的最多的,是IEEE和MSA。

    MSA大家可能不怎么熟悉,它的英文名是Multi Source Agreement(多源协议)。它是一种多供应商规范,相比IEEE算是一个民间的非官方组织形式,可以理解是产业内企业联盟行为。

    好了,我们开始介绍封装。

    首先大家可以看一下下面这张图,比较准确地描述了不同封装的出现时期,还有对应的工作速率。

    那些太老的或很少见的标准我们就不管了,主要看看常见的封装。

    • GBIC

    GBIC,就是Giga Bitrate Interface Converter(千兆接口转换器)。

    在2000年之前,GBIC是最流行的光模块封装,也是应用最广泛的千兆模块形态。

    • SFP

    因为GBIC的体积比较大,后来,SFP出现,开始取代GBIC的位置。

    SFP,全称Small Form-factor Pluggable,即小型可热插拔光模块。它的小,就是相对GBIC封装来说的。

    SFP的体积比GBIC模块减少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。在功能上,两者差别不大,都支持热插拔。SFP支持最大带宽是4Gbps。

    • XFP

    XFP,是10-Gigabit Small Form-factor Pluggable,一看就懂,就是万兆SFP。

    XFP采用一条XFI(10Gb串行接口)连接的全速单通道串行模块,可替代Xenpak及其派生产品。

    • SFP+

    SFP+,它和XFP一样是10G的光模块。

    SFP+的尺寸和SFP一致,比XFP更紧凑(缩小了30%左右),功耗也更小(减少了一些信号控制功能)。

    可以对比一下大小

    • SFP28

    速率达到25Gbps的SFP,主要是因为当时40G和100G光模块价格太贵,所以搞了这么个折衷过渡方案。

    • QSFP/QSFP+/QSFP28/QSFP28-DD

    Quad Small Form-factor Pluggable,四通道SFP接口。很多XFP中成熟的关键技术都应用到了该设计中。

    根据速度可将QSFP分为4×10G QSFP+、4×25G QSFP28、8×25G QSFP28-DD光模块等。

    以QSFP28为例,它适用于4x25GE接入端口。使用QSFP28可以不经过40G直接从25G升级到100G,大幅简化布线难度以及降低成本。

    QSFP28

    QSFP-DD,成立于2016年3月,DD指的是“Double Density(双倍密度)”。将QSFP的4通道增加了一排通道,变为了8通道。

    它可以与QSFP方案兼容,原先的QSFP28模块仍可以使用,只需再插入一个模块即可。QSFP-DD的电口金手指数量是QSFP28的2倍。

    QSFP-DD

    QSFP-DD每路采用25Gbps NRZ或者50Gbps PAM4信号格式。采用PAM4,最高可以支持400Gbps速率。

    NRZ和PAM4

    PAM4(4 Pulse Amplitude Modulation)是一个“翻倍”技术。

    对于光模块来说,如果想要实现速率提升,要么增加通道数量,要么提高单通道的速率。

    传统的数字信号最多采用的是NRZ(Non-Return-to-Zero)信号,即采用高、低两种信号电平来表示要传输的数字逻辑信号的1、0信息,每个信号符号周期可以传输1bit的逻辑信息。

    而PAM信号采用4个不同的信号电平来进行信号传输,每个符号周期可以表示2个bit的逻辑信息(0、1、2、3)。在相同通道物理带宽情况下,PAM4传输相当于NRZ信号两倍的信息量,从而实现速率的倍增。

    • CFP/CFP2/CFP4/CFP8

    Centum gigabits Form Pluggable,密集波分光通信模块。传输速率可达100-400Gbps。

    CFP是在SFP接口基础上设计的,尺寸更大,支持100Gbps数据传输。CFP可以支持单个100G信号,一个或多个40G信号。

    CFP、CFP2、CFP4的区别在于体积。CFP2的体积是CFP的二分之一,CFP4是CFP的四分之一。

    CFP8是专门针对400G提出的封装形式,其尺寸与CFP2相当。支持25Gbps和50Gbps的通道速率,通过16x25G或8x50电接口实现400Gbps模块速率。

    • OSFP

    这个和我们常说的OSPF路由协议有点容易混淆哈。

    OSFP,Octal Small Form Factor Pluggable,“O”代表“八进制”,2016年11月正式启动。

    它被设计为使用8个电气通道来实现400GbE(8*56GbE,但56GbE的信号由25G的DML激光器在PAM4的调制下形成),尺寸略大于QSFP-DD,更高瓦数的光学引擎和收发器,散热性能稍好。

    以上,就是常见的一些光模块封装标准。

         400G光模块     

    大家注意到,刚才介绍封装的时候,小枣君一共提到了3种支持400Gbps的光模块,分别是QSFP-DD、CFP8和OSFP。

    400G,是目前光通信产业的主要竞争方向。现在400G也是规模商用的初期阶段。

    众所周知,因为5G网络建设的大规模启动,加上云计算迅猛发展、大规模数据中心批量建设,ICT行业对400G的需求变得越发迫切。

    早期的400G光模块,使用的是16路25Gbps NRZ的实现方式,采用CDFP或CFP8的封装。

    这种实现方式的优点是可以借用在100G光模块上成熟的25G NRZ技术。但缺点是需要16路信号进行并行传输,功耗和体积都比较大,不太适合数据中心的应用。

    后来,开始采用PAM4取代NRZ。

    在光口侧主要是使用8路53Gbps PAM4或者4路106Gbps PAM4实现400G的信号传输,在电口侧使用8路53Gbps PAM4电信号,采用OSFP或QSFP-DD的封装形式。

    相比较来说,QSFP-DD封装尺寸更小(和传统100G光模块的QSFP28封装类似),更适合数据中心应用。OSFP封装尺寸稍大一些,由于可以提供更多的功耗,所以更适合电信应用。

    目前的400G光模块,不管是哪种封装,价格都很昂贵,离用户的期望值还有很大差距。所以,暂时还无法快速进行全面普及。

    400G光模块价格(来自某厂商网站,仅供参考)

    还有一个值得一提的,是硅基光,也就是经常提到的硅光

    硅光技术在400G时代被认为有广阔的应用前景和竞争力,目前受到很多企业和研究机构的关注。

         光模块的关键概念     

    插播了一下400G,我们回过头来继续说光模块的分类。

    在封装的基础上,配合一些参数,就会有光模块的命名。

    以100G为例,我们经常会看到的光模块有以下几种:

    其中100GBASE开头的标准都是IEEE 802.3工作组提出的。PSM4和CWDM4是MSA的。

    • PSM4(Parallel Single Mode 4 lanes,并行单模四通道)

    • CWDM4(Coarse Wavelength Division Multiplexer 4 lanes,四通道粗波分复用)

    我们看IEEE 802.3的命名:

    如上图所示:

    100GBASE-LR4名称中,LR表示long reach,即10Km,4表示四通道,即4*25G,组合在一起为可以传输10Km的100G光模块。

    其中-R的命名规则如下:

    -R名词解释

    之所以有了IEEE的100GBASE,还会有MSA的PSM4和CWDM4,是因为当时100GBASE-SR4 支持的距离太短,不能满足所有的互联需求,而100GBASE-LR4成本太高。PSM4和CWDM4提供了中距离更好的解决方案。

    除了距离和通道数,我们再来看看中心波长

    光的波长,直接决定了它的物理特性。目前我们在光纤里使用的光,中心波长主要分为850nm、1310nm和1550nm(nm就是纳米)。

    其中,850nm主要用于多模,1310nm和1550nm主要用于单模。

    关于单模和多模,以前小枣君介绍光纤的时候详细说过,可以参考这里:光纤光缆的基础知识

    对于单模和多模,裸模块如果没有标识的话,很容易混淆。

    所以,一般厂家会在拉环的颜色上进行区分:

    蓝色和黄色

    这里我们顺便提一下CWDMDWDM,大家应该也经常看到。

    WDM,就是Wavelength Division Multiplexing(波分复用)。简单来说,就是把不同波长的光信号复用到同一根光纤中进行传输。

    波分复用和频分复用

    其实,波分复用就是一种频分复用。波长×频率=光速(固定值),所以按波长分其实就是按频率分。而光通信里面,人们习惯按波长命名。

    DWDM,是密集型WDM,Dense WDM。CWDM,就是稀疏型WDM,Coarse WDM。看名字就应该明白,D-WDM里面波长间隔更小。

    WDM的优点就是容量大,而且它可以远距离传输。

    顺便说一下BiDi,这个概念现在也频繁被提及。

    BiDi(BiDirectional)就是单纤双向,一根光纤,双向收发。工作原理如下图所示,其实就是加了一个滤波器,发送和接收的波长不同,可以实现同时收发。

    BiDi单纤双向光模块

         光模块的基本指标     

    光模块的基本指标主要包括以下几个:

    • 输出光功率

    输出光功率指光模块发送端光源的输出光功率。可以理解为光的强度,单位为W或mW或dBm。其中W或mW为线性单位,dBm为对数单位。在通信中,我们通常使用dBm来表示光功率。

    光功率衰减一半,降低3dB,0dBm的光功率对应1mW。

      

    • 接收灵敏度最大值

    接收灵敏度指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率,单位:dBm。

    一般情况下,速率越高接收灵敏度越差,即最小接收光功率越大,对于光模块接收端器件的要求也越高。

    • 消光比

    消光比是用于衡量光模块质量的重要参数之一。

    它是指全调制条件下信号平均光功率与空号平均光功率比值的最小值,表示0、1信号的区别能力。光模块中影响消光比的两个因素:偏置电流(bias)与调制电流(Mod),姑且看成ER=Bias/Mod。

    消光比的值并非越大光模块越好,而是消光比满足802.3标准的光模块才好。

    • 光饱和度

    又称饱和光功率,指的是在一定的传输速率下,维持一定的误码率(10-10~10-12)时的最大输入光功率,单位:dBm。

    需要注意的是,光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象,当出现此现象后,探测器需要一定的时间恢复,此时接收灵敏度下降,接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象,而且还非常容易损坏接收端探测器,在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。

         光模块的产业链     


    最后我们简单说一下光模块的产业链。

    目前光模块的市场很火,主要原因前面说过了,因为5G和数据中心。

    光模块产业链

    整个5G网络建设,最花钱的地方有两个,一个是基站,还有一个就是光承载网。光承载网里面,光纤的水份不多,但是光模块比较让人头大。

    光模块里面,最贵的是芯片。激光器和光探测器里面的芯片,占了一半以上的成本。

    而芯片这块,目前的现状是:国外厂商在高端芯片上占据优势,国内厂商在中低端芯片占有优势。但国内厂商在不断向高端市场进行突破。高端芯片的利润率高于低端,这个是显然的。

    从整体上来看,中国光通信企业有超过1000家,但利润率都非常低。而且,在产业链格局上,面对设备商(华为、中兴),光通信企业也比较“卑微”,没有什么议价能力。

    行业竞争激烈,新产品、高端产品,利润较多,但时间一长,利润就会缩水。

    反正大概就是这么个情况。

    关于产业链的具体情况,因为5G的原因,现在券商们非常关注,也输出了很多的相关报告,大家可以自行搜索阅读一下。

    好啦,以上就是今天文章的所有内容。感谢大家的耐心观看,我们下期再见!

    参考文献:

    1、《光模块行业深度报告》,德邦证券

    2、《5G承载光模块白皮书》,IMT2020推进组

    3、《对于100G光模块,你了解多少》,专说光通信

    4、《产业图解:5G(光模块)》,佚名

    展开全文
  • 4G模块连接TCP

    万次阅读 2020-06-28 09:58:41
    Air724模组内置TCP/IP协议栈,提供TCP客户端和服务器服务(PS:模块没有公网IP所以服务端模式多用于专属VPN网络)。可使用AT指令,LUAT二次开发,CSDK,开源DTU等多种方式开发,开发者根据实际需求合理选择开发...

    作者:如果能编程回忆

    最后修改时间:2020年6月12日

    概述

    Air724模组内置TCP/IP协议栈,提供TCP客户端和服务器端服务(PS:模块没有公网IP所以服务端模式多用于专属VPN网络)。可使用AT指令,LUAT二次开发,CSDK,开源DTU等多种方式开发,开发者根据实际需求合理选择开发方式。

    AT指令

    通过AT指令使用TCP服务主要包含设备联网,配置连接,建立连接,发送数据等步骤,具体流程如图高清版TCP流程图.pdf

    ![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9qcGVnLzE1OTAyMDgvMTU5MTk0Mjc0OTQ2OC03MDI1Y2FkZC02NGJjLTRhZmItOGQwZS1jMTlmZWNjMmI4MTEuanBlZw?x-oss-process=image/format,png#align=left&display=inline&height=964&margin=[object Object]&originHeight=964&originWidth=648&size=0&status=done&style=none&width=648)

    从连接方式上可分为SSL与非SSL,从连接路数可分为单路连接和多路连接,从数据收发方式可分为透传与非透传。

    连接网络

    开机

    通过拉低powerkey2秒进行开机,开机以后通过串口循环发送AT直到收到OK,如果90秒没有收到OK请拉低 RESET_IN_N 引脚 150ms 以上。或使用其他方法见开关机章节

    查询卡状态

    AT+CPIN?查询卡状态,直到收到+CPIN: READY,如果10s内没有收到建议重启模块

    查询网络注册情况

    AT+CGATT?查询是否注册网络收到+CGATT: 1值是1即为注册成功,正常情况下注册时间不会超过两分钟,如果超过两分钟没有注册可以进入飞行模式五秒后退出再查询,或者直接重启模块。

    激活网络

    AT+CSTT配置网络,非私有APN以外Cat1的固件支持根据卡自动配置APN,直接输入AT+CSTT即可,模块会按照自动获取的APN设置CSTT的APN。

    AT+CIICR激活网络,在IP START的状态使用AT+CIICR激活网络,激活以后通过AT+CIFSR查询是否获取IP,如果成功就可以开始配置TCP连接了,如果不成功使用AT+CIPSHUT关闭移动网络,从AT+CSTT重新进行。

    连接TCP

    此处使用的是非SSL连接,SSL见相关章节

    AT+CIPSTART建立连接

    命令类型语法返回和说明
    设置命令单 路 连 接 (+CIPMUX=0)时:AT+CIPSTART=,, 或 AT+CIPSTART=,,
    多路连接(+CIPMUX=1)时:AT+CIPSTART=,,< IP address>, 或 AT+CIPSTART=,,,如 果 格 式 正 确 且 处 于 IP INITIAL 或 者 IP STATUS或TCP/UDP CLOSE状态,返回: OK 否则返回: +CME ERROR

    紧接着会有URC上报,上报内容如下:
    如果连接已经存在,返回: ALREADY CONNECT
    如果连接成功(非透传),返回: CONNECT OK 如果连接成功(透传),返回: CONNECT
    否则返回: STATE: <sl_state>
    CONNECT FAIL如果格式正确且处于 IP STATUS或IP PROCESSING时,返回: OK 否则返回: +CME ERROR
    紧接着会有URC上报,上报内容如下:
    如果连接已经存在, 返回: ,ALREADY CONNECT
    如果连接成功,返回: ,CONNECT OK 否则返回: ,CONNECT FAIL |
    | 测试命令 | AT+CIPSTART=? | 单路连接(+CIPMUX=0)时返回: +CIPSTART: (取值列表),(IP address range),(port range)? +CIPSTART: (取值列表),(domain name),(port range)
    OK 多路连接(+CIPMUX=1)时返回: +CIPSTART: ( 取 值 列 表 ),( 取 值 列 表 ),(IP addressrange),(port range) +CIPSTART: (取值列表),( 取值 列表),(domain name),(portrange)
    OK |
    | 注意事项 | 此命令应用于建立 TCP/UDP 连接;
    当前状态可用 AT+CIPSTATUS 查询;
    单路连接时只当前状态为 IP INITIAL 或者 IP STATUS 或 TCP/UDP CLOSE 时可执行,多路连接时当 前状态为 IP STATUS 或 IP PROCESSING 时可执行;
    在当前状态不是上述可执行状态时,需执行 AT+CIPSHUT 后再开始建立连接;
    多路连接时,设置此命令前,必须先执行 AT+CSTT, AT+CIICR,AT+CIFSR 这三个命令。 |
    |

    参数定义

    参数参数取值对取值的说明
    Link No.0~5整数型,表示连接序号
    连接类型,字符串型
    (双引号可加可不加)“TCP”
    “UDP”建立TCP连接
    建立UDP连接
    远端服务器 IP 地址最大32个字节字符串参数(双引号可加可不加)
    远端服务器域名最大 32 个字节字符串参数(双引号可加可不加)
    远端服务端口1~65535整数型

    示例

    AT+CIPSTART=“TCP”,“120.76.201.131”,2000

    返回

    CONNECT OK表示连接成功

    发送数据

    AT+CIPSEND发送不定长数据,收到>以后就可以发送数据,然后发送十六进制1A结束发送,发送完1A以后设备会向服务器发送1A之前的所有数据。

    接收数据

    当连接服务器成功以后默认配置是服务器下发的数据会通过串口自动上报,直接就可以接收数据。

    状态机

    ![](https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9jZG4ubmxhcmsuY29tL3l1cXVlLzAvMjAyMC9wbmcvMTU5MDIwOC8xNTkxOTQyNzQ5NDc3LTQzYzhiZWMwLTE4MzItNDg1ZS1hNmVkLWQ4OTgwODM2YWFlMy5wbmc?x-oss-process=image/format,png#align=left&display=inline&height=416&margin=[object Object]&originHeight=416&originWidth=736&size=0&status=done&style=none&width=736)

    ◆输入 AT+CIICR,会马上进入 IPCONFIG 状态,当返回 OK 后,会进入到 IPGPRSACT 状态;

    ◆输入 AT+CIPSTART 后,会立马进入 IP/UDPCONNECTING 状态,如果后续模块上报 CONNECTOK 这个 URC,
    表明连接服务器成功,此时进入 CONNECTOK 状态;

    ◆输入 AT+CIPCLOSE 后,立马进入 TCP/UDPCLOSING 状态,此时如果模块上报 CLOSEOK,则表明关闭与服务 器的连接成功,此时模块进入 TCP/UDPCLOSED 状态;

    ◆如果模块上报+PDPDEACT 这个 URC,则标志着模块释放 PDP 上下文,并进入了 PDPDEACT 状态;

    ◆在 IPGPRSACT,IPSTATUS,CONNECT OK 以及 TCP/UDPCLOSED 状态下,输入 AT+CGATT=0,则也可以使模 块释放上下文,进入 PDPDEACT 状态;

    ◆模块进入 PDPDEACT 状态,仍需要输入 AT+CIPSHUT,进入 IPINITIAL 状态; ◆模块在各个状态下均可以输入 AT+CIPSHUT,进入 IPINITIAL 状态。

    其他说明

    最新的AT固件支持开机直接发送AT+CIPSTART联网,不过不推荐使用,推荐根据状态机一步一步实现

    LUAT

    luat连接相比AT更为简单,只需要简单的配置即可连接,还可以灵活的对数据进行处理。

    需要从官网或者github下载luatask的脚本包,或者使用luatoolsv2会自动下载脚本资源,在工具根目录的\resource\8910_script中脚本资源会随官网同步更新,具体版本可能和本文不同,不过功能都是一致的。

    文档中用到的API接口见wiki的API章节。

    在脚本目录的demo/socket文件夹里有两种示例代码,async是异步socket,sync是同步socket

    同步:

    同步的思想是:所有的操作都做完,才返回给用户。这样用户在线等待的时间太长,给用户一种卡死了的感觉(就是系统迁移中,点击了迁移,界面就不动了,但是程序还在执行,卡死了的感觉)。这种情况下,用户不能关闭界面,如果关闭了,即迁移程序就中断了。

    异步:

    将用户请求放入消息队列,并反馈给用户,系统迁移程序已经启动,你可以关闭浏览器了。然后程序再慢慢地去写入数据库去。这就是异步。但是用户没有卡死的感觉,会告诉你,你的请求系统已经响应了。你可以关闭界面了。

    同步和异步本身是相对的

    同步就相当于是 当客户端发送请求给服务端,在等待服务端响应的请求时,客户端不做其他的事情。当服务端做完了才返回到客户端。这样的话客户端需要一直等待。用户使用起来会有不友好。

    异步就是,当客户端发送给服务端请求时,在等待服务端响应的时候,客户端可以做其他的事情,这样节约了时间,提高了效率。

    存在就有其道理 异步虽然好 但是有些问题是要用同步用来解决,比如有些东西我们需要的是拿到返回的数据在进行操作的。这些是异步所无法解决的。

    所以请根据实际需求选择。

    连接服务器

    luat的socket操作是一个面向对象的操作所以首先使用socket.tcp(ssl, cert)创建一个对象

    传入值类型释义
    bool可选参数,默认为nil,ssl,是否为ssl连接,true表示是,其余表示否
    table可选参数,默认为nil,cert,ssl连接需要的证书配置,只有ssl参数为true时,才参数才有意义,cert格式如下: { caCert = “ca.crt”, --CA证书文件(Base64编码 X.509格式),如果存在此参数,则表示客户端会对服务器的证书进行校验;不存在则不校验 clientCert = “client.crt”, --客户端证书文件(Base64编码 X.509格式),服务器对客户端的证书进行校验时会用到此参数 clientKey = “client.key”, --客户端私钥文件(Base64编码 X.509格式) clientPassword = “123456”, --客户端证书文件密码[可选] }

    c = socket.tcp()成功则c就是新建的对象。

    然后使用mt:connect(address, port, timeout)连接服务器

    • 参数
      | 传入值类型 | 释义 |
      | — | — |
      | string | address 服务器地址,支持ip和域名 |
      | param | port string或者number类型,服务器端口 |
      | number | 可选参数,默认为120,timeout 可选参数,连接超时时间,单位秒 |

    • 返回值

    bool result true - 成功,false - 失败 string ,id ‘0’ – ‘8’ ,返回通道ID编号

    mt:表示对象,也就是我们前面通过socket.tcp()新建的c

    使用c:connect()即可连接服务器。

    接收数据

    同步方式

    同步方式采用mt:recv(timeout, msg, msgNoResume)这个接口阻塞操作,程序运行到这里会进入等待直到满足条件才会退出。

    • 参数
      | 传入值类型 | 释义 |
      | — | — |
      | number | 可选参数,默认为0,timeout 可选参数,接收超时时间,单位毫秒 |
      | string | 可选参数,默认为nil,msg 可选参数,控制socket所在的线程退出recv阻塞状态 |
      | bool | 可选参数,默认为nil,msgNoResume 可选参数,控制socket所在的线程退出recv阻塞状态,false或者nil表示“在recv阻塞状态,收到msg消息,可以退出阻塞状态”,true表示不退出 |

    • 返回值

    result 数据接收结果,true表示成功,false表示失败 data 如果成功的话,返回接收到的数据;超时时返回错误为"timeout";msg控制退出时返回msg的字符串 param 如果是msg返回的false,则data的值是msg,param的值是msg的参数

    以demo的socket\sync\sendInterruptRecv\testSocket.lua为例,r就是result当退出原因是服务器下发数据时为true,其他情况均为false,s是data,当r是true的时候,data表示参数,当r为false时,data表示退出阻塞的原因,一种是timeout,一种是配置的msg ,当值为msg 的时候,p表示msg携带的参数。

    while true do
                r, s, p = c:recv(120000, "pub_msg")
                if r then
                    recv_cnt = recv_cnt + #s
                    log.info("这是收到的服务器下发的数据统计:", recv_cnt, "和前30个字节:", s:sub(1, 30))
                elseif s == "pub_msg" then
                    send_cnt = send_cnt + #p
                    log.info("这是收到别的线程发来的数据消息!", send_cnt, "和前30个字节", p:sub(1, 30))
                    if not c:send(p) then break end
                elseif s == "timeout" then
                    log.info("这是等待超时发送心跳包的显示!")
                    if not c:send("ping") then break end
                else
                    log.info("这是socket连接错误的显示!")
                    break
                end
            end
    

    在连接服务器成功以后,代码进入这个死循环,recv(120000, “pub_msg”)里的第一个参数表示最长阻塞时间,这个时间的主要作用是用于心跳维持连接,因为timeout退出阻塞的前提是在这个时间内没有发送和接收数据;第二个参数是控制退出的字符串,其原理类似于sys.subscribe(id, callback)msg就是id,用于订阅来自其他协程的数据,发送数据的方法就是sys.publish(…)触发时rev会退出并携带参数;

    异步方式

    异步采用mt:asyncRecv()接口接收数据,相对于同步方式,异步的参数及返回值相对简单,使用时无需传递参数,返回值直接就是收到的数据。

    发送数据

    同步方式

    使用mt:send(data)接口即可发送数据,因为同步方式大多数时间都是阻塞在接收部分的,所以根据前文同步接收数据的说明可以通过配置msg退出阻塞,然后发送数据。可以参考demo做法。在rev配置msg为pub_msg然后通过其他协程使用sys.publish向pub_msg发送数据,退出阻塞以后直接发送。

    -- 测试代码,用于发送消息给socket
    sys.taskInit(function()
        while not socket.isReady() do sys.wait(2000) end
        sys.wait(10000)
        -- 这是演示用sys.publish()发送数据
        for i = 1, 10 do
            sys.publish("pub_msg", string.rep("0123456789", 1024))
            sys.wait(500)
        end
    end)
    

    异步方式

    异步方式也相对简单直接使用mt:asyncSend(data)发送即可。需要说明的一件事是异步方式没有timeout所以心跳需要自己维护或者使用mt:asyncSelect(keepAlive, pingreq)配置心跳时间及内容。

    CSDK

    csdk请参考demo目录下的demo_socket.c

    相关教程可见csdk的tcp教程

    DTU固件

    对于只需要使用模块进行透传数据的常见,推荐使用合宙开源的dtu固件,只需要一条指令就可实现网络连接和服务器状态维护,还可使用web配置参数,方便又简单。

    相关教程

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    WEB配置:http://dtu.openluat.com
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    B站教程:https://www.bilibili.com/video/av41012302
    硬件教程:https://www.bilibili.com/video/av45341487
    工具教程:https://www.bilibili.com/video/av50453083
    Luat开发教程:https://www.bilibili.com/video/av50827315
    看懂Luat日志:https://ask.openluat.com/article/15
    源码:https://gitee.com/hotdll/iRTU

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  • arduino蓝牙模块1

    千次阅读 2021-10-02 13:57:41
    蓝牙模块的分类经典蓝牙模块低功耗蓝牙模块4.HC-05蓝牙模块5.通信实验 国庆假期到了,小编先祝大家节日玩的开心!然后小编又又又要出来发表文章了图片图片图片 今天,我们来聊一聊Arduino中常用的无线传输模块----...

空空如也

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信息模块端接方式有多少种