千兆光纤GBIC和SFP技术规格介绍
1、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分额。
2、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）。 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相同。
3、光纤分哪几种？
光纤分为多模光纤和单模光纤两种：其中，多模光纤由于发光器件比较便宜以及施工简易的特性，广泛用于短距离的通讯上，多模光纤又分为50um芯径和62.5um芯径两种，其中62.5um的比较常见，但性能上没有50um的好。我公司的GBIC-SX多模产品均适合这两种多模光纤，传输距离分别为550米（在50um光纤上）和330米（在62.5um光纤上）。
单模光纤一般用于远距离通讯，芯径为9um，我公司的单模GBIC产品在单模光纤上传输距离分别达到10公里、20公里、70公里、120公里。一般交换机厂商在单模上只提供10公里和70公里两种型号，20公里产品可以有效的节约系统集成商特定网络方案的总体造价。120公里产品用于特殊的超长运行环境。
关于千兆位接口转换器（GBIC）的介绍
千兆位接口转换器（GBIC）是一种热插拔的输入/输出设备，该设备插入到千兆位以太网端口/插槽内，负责将端口与光纤网络连接在一起。GBIC可以在各种Cisco产品（参见表2）上使用和互换，并可逐个端口地与遵循IEEE 802.3z的1000BaseSX、1000BaseLX/LH或1000BaseZX接口混用。更进一步说，Cisco正在提供一种完全遵循IEEE 802.3z 1000BaseLX标准的1000BaseLX/LH接口，但其在单模光纤上的传输距离高达10公里，要比普通的1000BaseLX接口远5公里。总之，随着新功能的不断开发，这些模块升级到最新的接口技术将更加容易，从而使客户投资能发挥最大效益。图1给出了一种GBIC。
图1 千兆位接口转换器
规格
GBIC的技术规格如表所示。
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GBIC的技术规格 
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| 规格 | 说明 |
| 尺寸（高′宽′长） | 0.39′1.18′2.56英寸（1′3′6.5厘米） |
| 连接器 | 多模光纤：SC 单模光纤：SC |
| 波长 | SX：850nm LX/LH：1300nm ZX：1550nm |
| 布线距离（最大） | SX：1804英尺（550米） LX/LH：32810英尺（10公里） ZX：70到100公里 |
端口布线规格
一般来说，不同的产品搭配的GBIC模块端口对布线规格的要求都各有不同，不管是布线类型还是布线距离，下面以思科的产品为例进行分析:
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思科 GBIC端口布线规格
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| GBIC | 波长（nm） | 光纤类型 | 内芯规格（微米） | 模态带宽（MHz/km） | 布线距离 |
| WS-G5484 SX1 | 850 | 多模光纤 | 62.5 62.5 50.0 50.0 |
160 200 400 500 |
722英尺（220米） 902英尺（275米） 1640英尺（500米） 1804英尺（550米） |
| WS-G5486 LX/LH | 1300 | 多模光纤2单模光纤（LX/LH） | 62.5 50.0 50.0 9/10 |
500 400 500 - |
1804英尺（550米） 1804英尺（550米） 1804英尺（550米） 32810英尺（10公里） |
| WS-G5487 ZX | 1550 | 单模光纤 | 无此条件 | N/A | 70到100公里 |
下表给出了安装在千兆位以太网端口上的GBIC的布线规格。请注意，所有的GBIC端口都使用SC型连接器，所有列出的GBIC（多模和单模光纤）的最小布线距离为6.5英尺（2米）。
1：仅使用多模光纤。
2：需要模式调整修补线（CAB-GELX-625或等效产品）。若多模光纤使用一般的修补线，1000BaseLX/LH GBIC和短链路距离（几十米）将会造成收发端饱和，造成误码率（BER）提高。另外，若LX/LH GBIC与62.5微米的多模光纤配合使用，您必须在链路收发两端的GBIC和多模光纤之间安装一个模式调整修补线。若链路距离超过984英尺（300米）时，也需要模式调整修补线。
注释：为了遵循IEEE标准，必须使用模式调整修补线（CAB-GELX-625或等效产品）。IEEE发现，当使用某些类型的光纤内芯时，链路距离不能满足要求。解决办法是使用模式调。
Cisco行业标准的千兆位接口转换器（GBIC）是一种热插拔的输入/输出设备，该设备插入到千兆位以太网端口/插槽内，负责将端口与光纤网络连接在一起。GBIC可以在各种Cisco产品（参见表2）上使用和互换，并可逐个端口地与遵循IEEE 802.3z的1000BaseSX、1000BaseLX/LH或1000BaseZX接口混用。更进一步说，Cisco正在提供一种完全遵循IEEE 802.3z 1000BaseLX标准的1000BaseLX/LH接口，但其在单模光纤上的传输距离高达10公里，要比普通的1000BaseLX接口远5公里。总之，随着新功能的不断开发，这些模块升级到最新的接口技术将更加容易，从而使客户投资能发挥最大效益。图1给出了一种GBIC。
图1 千兆位接口转换器
| 表1列出了现有的GBIC | |
|---|---|
| GBIC | 产品编号 |
| 短波长（1000BaseSX） | WS-G5484 |
| 长波长/长距离（1000BaseLX/LH） | WS-G5486 |
| 延伸距离（1000BaseZX） | WS-G5487 |
WS-G5484
WS-G5484 1000BaseSX工作在普通的多模光纤链路上，最大传输距离达550米（参见表4）。
WS-G5486
WS-G5486 1000BaseLX/LH接口完全遵循IEEE 802.3z 1000BaseLX标准。但它们较高的光质量使其在单模光纤（SMF）上传输距离高达10公里，而不是标准中规定的5公里。
WS-G5487
WS-5487 1000BaseZX工作在普通单模光纤链路上，最大传输距离达70公里。当使用优质单模光纤或散射消除单模光纤（与普通单模光纤相比，优质单模光纤每单位长度的衰减更低；而散射消除单模光纤除了每单位长度具有较低的衰减外，还具有更小的散射特性）。
WS-G5487必须与单模光纤一起使用，这种光纤通常用于长距离电信应用中。WS-G5487不能与多模光纤配合使用，因此，在那些经常使用多模光纤的应用环境（如楼宇的主干、水平布线）中，不能使用WS-G5487。
WS-G5487作为千兆位以太网接口中的物理介质独立（PMD）部件使用，这在很多交换机和路由器中都能看到。其信令速率为1250M波特率，收发8B/10B的编码数据。
当使用短距离的单模光纤时，在链路中应该插入一个线上光衰减器以免光接收机过载。
- 只要光纤的长度低于25公里，那么应该在链路两端的光纤和WS-G5487的接收端口之间插入一个10dB的线上光衰减器。
- 若光纤的长度大于或等于25公里但低于50公里，那么应该在链路两端的光纤和WS-G5487 GBIC的接收端口之间插入一个5dB的线上光衰减器。
注：每个Catalyst机箱中1000BASE-ZX GBIC的最大安装数量有一定限制。该限制主要是为了减少这些产品的发射特性。表2列出了不同Catalyst系统的GBIC限制情况。
| 表2 每种平台所限制的最大GBIC数量 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 平台 | C2948G/80G | C35xx | C4xxx | C5xxx | C6xxx | C85xx | C29xx_XL |
| 1000Base-SX | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 |
| 1000BaseLX/LH | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 | 无最大限制 |
| 1000Base-ZX | 2 | 4-35082-3512/24/48 | 12 | 6 | 12 | 4-8510 8-8540 | 不支持 |
规格
GBIC的技术规格如表3所示。
| 表3 GBIC的技术规格 | |
|---|---|
| 规格 | 说明 |
| 尺寸（高′宽′长） | 0.39′1.18′2.56英寸（1′3′6.5厘米） |
| 连接器 | 多模光纤：SC 单模光纤：SC |
| 波长 | SX：850nm LX/LH：1300nm ZX：1550nm |
| 布线距离（最大） | SX：1804英尺（550米） LX/LH：32810英尺（10公里） ZX：70到100公里 |
端口布线规格
表4给出了安装在千兆位以太网端口上的GBIC的布线规格。请注意，所有的GBIC端口都使用SC型连接器，所有列出的GBIC（多模和单模光纤）的最小布线距离为6.5英尺（2米）。
| 表4 GBIC端口布线规格 | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| GBIC | 波长（nm） | 光纤类型 | 内芯规格（微米） | 模态带宽（MHz/km） | 布线距离 |
| WS-G5484 SX1 | 850 | 多模光纤 | 62.5 62.5 50.0 50.0 |
160 200 400 500 |
722英尺（220米） 902英尺（275米） 1640英尺（500米） 1804英尺（550米） |
| WS-G5486 LX/LH | 1300 | 多模光纤2单模光纤（LX/LH） | 62.5 50.0 50.0 9/10 |
500 400 500 - |
1804英尺（550米） 1804英尺（550米） 1804英尺（550米） 32810英尺（10公里） |
| WS-G5487 ZX | 1550 | 单模光纤 | 无此条件 | N/A | 70到100公里 |
1 仅使用多模光纤。
2 需要模式调整修补线（CAB-GELX-625或等效产品）。若多模光纤使用一般的修补线，1000BaseLX/LH GBIC和短链路距离（几十米）将会造成收发端饱和，造成误码率（BER）提高。另外，若LX/LH GBIC与62.5微米的多模光纤配合使用，您必须在链路收发两端的GBIC和多模光纤之间安装一个模式调整修补线。若链路距离超过984英尺（300米）时，也需要模式调整修补线。
注释：为了遵循IEEE标准，必须使用模式调整修补线（CAB-GELX-625或等效产品）。IEEE发现，当使用某些类型的光纤内芯时，链路距离不能满足要求。解决办法是使用模式调整修补线，从偏离中心位置的精确位置上发射激光束。而修补线的输出遵循IEEE 802.3z 1000BaseLX标准。
注释：WS-G5487 1000Base-ZX GBIC提供了21.5 dB的光能量，因此，您必须使用光损耗测试工具对光纤进行测量以验证光纤的光损耗（包括接头和结合处）小于或等于该数字。在进行光损耗测量时，必须使用1550nm的光源。
IEEE标准
802.3z千兆位以太网
| 表5 最坏情况下1000Base-SX的链路能量和损耗a | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 参数 | 62.5微米多模光纤 | 50微米多模光纤 | 单位 | ||
| 850nm时测量的模态带宽（最小；过量发射） | 160 | 200 | 400 | 500 | MHz*km |
| 链路能量 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | dB |
| 工作距离 | 220 | 275 | 500 | 550 | 米 |
| 通道插入损耗b | 2.38 | 2.60 | 3.37 | 3.56 | dB |
| 链路能量损耗b | 4.27 | 4.29 | 4.07 | 3.57 | dB |
| 链路能量的必需余量 | 0.84 | 0.60 | 0.05 | 0.37 | dB |
a 链路损耗用于链路能量的计算。它们不是必需条件，不一定要进行测试。
b 830nm的波长用于计算通道插入损耗、链路能量损耗和必需余量。
| 表6 最坏情况下1000Base-LX的链路能量和损耗a | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| 参数 | 62.5微米多模光纤 | 50微米多模光纤 | 10微米单模光纤 | 单位 | |
| 1300nm时测量的模态带宽（最小；过量发射） | 500 | 400 | 500 | N/A | MHz*km |
| 链路能量 | 7.5 | 7.5 | 7.5 | 8.0 | dB |
| 工作距离 | 550 | 550 | 550 | 5000 | 米 |
| 通道插入损耗b | 2.35 | 2.35 | 2.35 | 4.57 | dB |
| 链路能量损耗b | 3.48 | 5.08 | 3.96 | 3.27 | dB |
| 链路能量的必需余量 | 1.67 | 0.07 | 1.19 | 0.16 | dB |
a 链路损耗用于链路能量的计算。它们不是必需条件，不一定要进行测试。
b 830nm的波长用于计算通道插入损耗、链路能量损耗和必需余量。
| 表7 1000Base-SX和1000Base-LX的抖动指标 | ||||
|---|---|---|---|---|
| 总抖动量 | 确定性抖动量 | |||
| 标准点 | UI | ps | UI | ps |
| TP1 | 0.240 | 192 | 0.100 | 80 |
| TP1到TP2 | 0.284 | 227 | 0.100 | 80 |
| TP2 | 0.431 | 345 | 0.200 | 160 |
| TP2到TP3 | 0.170 | 136 | 0.050 | 40 |
| TP3 | 0.510 | 408 | 0.250 | 200 |
| TP3到TP4 | 0.332 | 266 | 0.212 | 170 |
| TP4 | 0.749 | 599 | 0.462 | 370 |