1、1武漢飛鵬光科技有限公司-光模塊介紹光模塊介紹http:/http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司2感謝您長(zhǎng)期對(duì)Fiberpon的支持與厚愛http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司3光纖：光纖： 光纖作為光通信的傳播媒介，分為多模光纖和單模光纖。 多模光纖（橘紅色）的纖芯直徑為50um62.5um，包層外直徑125um，適用于短距離傳輸（2KM-5KM)； 單模光纖（黃色）的纖芯直徑為8.3um，包層外直徑125um，多用于中長(zhǎng)距離傳輸（20KM-120KM）。 光纖通信的主要優(yōu)點(diǎn)：大容量，損耗低，中繼距離長(zhǎng)，保密性強(qiáng)，體積小，重量輕，光纖的原材料取之不竭。 缺點(diǎn)：易折斷，連接困難，怕彎曲。 芯外面包

2、圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 以使光線保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆，易斷裂，因此需要外加一保護(hù)層。 目前常規(guī)通用的光模塊主要包括：光發(fā)送器，光接收器，Transceiver（光收發(fā)一體模塊）以及Transponder（光轉(zhuǎn)發(fā)器）。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司4光收發(fā)一體模塊定義光收發(fā)一體模塊定義Fiberpon目前提供100M到10G全系列光收發(fā)模塊，用戶可根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)需求選擇所需要的。目前常規(guī)通用的光模塊主要包括：光發(fā)送器，光接收器，Transceive

3、r（光收發(fā)一體模塊）以及Transponder（光轉(zhuǎn)發(fā)器）。Transceiver（光收發(fā)一體模塊）（光收發(fā)一體模塊）Transceiver的主要功能是實(shí)現(xiàn)光電/電光變換，包括光功率控制、調(diào)制發(fā)送，信號(hào)探測(cè)、IV轉(zhuǎn)換以及限幅放大判決再生功能，此外還有些防偽信息查詢、TX-disable等功能，常見的有：SIP9、SFF、SFP、GBIC、XFP等。Transponder（光轉(zhuǎn)發(fā)器）（光轉(zhuǎn)發(fā)器）Transponder除了具有光電變換功能外，還集成了很多的信號(hào)處理功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及監(jiān)控等功能。常見的Transponder有：200/300pin，XENPA

4、K，以及X2/XPAK等。光收發(fā)一體模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是：輸入一定碼率的電信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路，使輸出的光信號(hào)功率保持穩(wěn)定。接收部分是：一定碼率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號(hào)，輸出的信號(hào)一般為PECL電平。同時(shí)在輸入光功率小于一定值后會(huì)輸出一個(gè)告警信號(hào)。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司5傳輸距離傳輸距離 光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長(zhǎng)距三種。一般認(rèn)為2km及以下的為短

5、距離，1020km的為中距離，30km、40km及以上的為長(zhǎng)距離。 光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因?yàn)楣庑盘?hào)在光纖中傳輸時(shí)會(huì)有一定的損耗和色散。 損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導(dǎo)致的光能量損失， 這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。 色散的產(chǎn)生主要是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從而 造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸距離的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接收端， 導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無法分辨信號(hào)值。 損耗和色散：損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導(dǎo)致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。色散的產(chǎn)生主要是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電

6、磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從而造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸距離的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接收端，導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無法分辨信號(hào)值。這兩個(gè)參數(shù)主要影響光模塊的傳輸距離，在實(shí)際應(yīng)用過程中，1310nm光模塊一般按0.35dBm/km計(jì)算鏈路損耗，1550nm光模塊一般按0.20dBm/km計(jì)算鏈路損耗，色散值的計(jì)算非常復(fù)雜，一般只作參考。 因此，用戶需要根據(jù)自己的實(shí)際組網(wǎng)情況選擇合適的光模塊，以滿足不同的傳輸距離要求。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司6中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng) 中心波長(zhǎng)指光信號(hào)傳輸所使用的光波段。目前常用的光模塊的中心波長(zhǎng)主要有三種：850nm波段、1310nm波段以及1550

7、nm波段。 850nm波段：多用于短距離傳輸； 1310nm和1550nm波段：多用于中長(zhǎng)距離傳輸。第一、中心波長(zhǎng)：?jiǎn)挝患{米（nm），目前主要有3種：1） 850nm（MM，多模，成本低但傳輸距離短，一般只能傳輸500M）；2） 1310nm (SM，單模，傳輸過程中損耗大但色散小，一般用于40KM以內(nèi)的傳輸)；3） 1550nm (SM，單模，傳輸過程中損耗小但色散大，一般用于40KM以上的長(zhǎng)距離傳輸，最遠(yuǎn)可以無中繼直接傳輸120KM)； 第二、傳輸速率：指每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)（bit），單位bps，目前常用的有4種: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。傳輸

8、速率一般向下兼容，因此155M光模塊也稱FE（百兆）光模塊，1.25G光模塊也稱GE（千兆）光模塊，這是目前光傳輸設(shè)備中應(yīng)用最多的模塊。此外，在光纖存儲(chǔ)系統(tǒng)（SAN）中它的傳輸速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps； 第三、傳輸距離：指光信號(hào)無需中繼放大可以直接傳輸?shù)木嚯x，單位千米（也稱公里，km）,光模塊一般有以下幾種規(guī)格：多模550m，單模15km、40km、80km和120km等等，詳見第一項(xiàng)說明。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司7光模塊分類：光模塊分類：光收發(fā)一體模塊種類繁多：光收發(fā)一體模塊種類繁多： 按封裝可分為：1*9，SFF，SFP，SFP+，XFP，GBIC，X2，XEN

9、PARK，300Pin等； 其中，可熱插拔封裝：SFP，SFP+，XFP，GBIC，X2，XENPARK，300Pin； 不可熱插拔封裝（帶插針）：1*9，SFF； （1）1*9封裝-焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用SC接口。 （2）SFF封裝-焊接小封裝光模塊，一般速度不高于千兆，多采用LC接口。SFF（Small Form Factor）小封裝光模塊采用了先進(jìn)的精密光學(xué)及電路集成工藝，尺寸只有普通雙工SC（1*9)型光纖收發(fā)模塊的一半，在同樣空間可以增加一倍的光端口數(shù)，可以增加線路端口密度，降低每端口的系統(tǒng)成本。又由于SFF小封裝模塊采用了與銅線網(wǎng)絡(luò)類似的MT-RJ接口，大小與常見

10、的電腦網(wǎng)絡(luò)銅線接口相同，有利于現(xiàn)有以銅纜為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到更高速率的光纖網(wǎng)絡(luò)以滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的急劇增長(zhǎng)。 （3）GBIC封裝-熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口。GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的縮寫，是將千兆位電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的接口器件。GBIC設(shè)計(jì)上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的可互換產(chǎn)品。采用GBIC接口設(shè)計(jì)的千兆位交換機(jī)由于互換靈活，在市場(chǎng)上占有較大的市場(chǎng)份額。 （4）SFP封裝-熱插拔小封裝模塊，目前最高速率可達(dá)4G，多采用LC接口。SFP是Small Form Pluggable的縮寫，可以簡(jiǎn)單的理解為GBIC的升級(jí)版

11、本。SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC一致。有些交換機(jī)廠商稱SFP模塊為小型化GBIC（MINI-GBIC）。 （5）XENPAK封裝-應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口。 （6）XFP封裝-10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口。 按速率可分為單位Mb/s或Gb/s。主要涵蓋了以下速率：低速率、百兆（155M，622M）、1.25G、2.5G、4.25G、4.9G、6G、8G、10G和40G等。 按波長(zhǎng)可分為常規(guī)波長(zhǎng)，CWDM，DWDM等幾類； 按顏色可區(qū)分為單模光纖（黃色）和多模光

12、纖（橘紅色）。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司8光纖接口連接器類型光纖接口連接器類型接口連接器用于連接可插拔模塊及相應(yīng)的傳輸媒質(zhì)。光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件，它的使用使得光通道間的可拆式連接成為可能，既方便了光系統(tǒng)的調(diào)測(cè)與維護(hù)，又使光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。按照光纖的類型分： 單模光纖連接器（一般為G.652 纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um）； 多模光纖連接器（一種是G.651 纖其內(nèi)徑50um，外徑125um；另一種是內(nèi)徑62.5um，外徑125um）；按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ 等，目前常用的有FC， SC，ST，LC。

13、Fiberpon熱插拔光模塊所采用的光纖連接器有兩種：SC連接器和LC連接器。 FC接口 LC接口 SC接口 ST接頭http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司9為了保護(hù)光纖連接器的清潔，請(qǐng)務(wù)必保證在未連接光纖時(shí)蓋上防塵帽。光纖連接器光纖連接器光纖連接器由光纖和光纖兩端的插頭組成，插頭由插針和外圍的鎖緊結(jié)構(gòu)組成。根據(jù)不同的鎖緊機(jī)制，光纖連接器可以分為FC型、SC型、LC型、ST型和MTRJ型。FC連接器采用螺紋鎖緊機(jī)構(gòu)，是發(fā)明較早、使用最多的一種光纖活動(dòng)連接器。SC是一種矩形的接頭，由NTT研制，不用螺紋連接，可直接插拔，與FC連接器相比具有操作空間小，使用方便。低端以太網(wǎng)產(chǎn)品非常常見。LC是由LU

14、CENT開發(fā)的一種Mini型的SC連接器，具有更小的體積，已廣泛在系統(tǒng)中使用，是今后光纖活動(dòng)連接器發(fā)展的一個(gè)方向。低端以太網(wǎng)產(chǎn)品非常常見。ST連接器是由AT&T公司開發(fā)的，用卡口式鎖緊機(jī)構(gòu)，主要參數(shù)指標(biāo)與FC和SC連接器相當(dāng)，但在公司應(yīng)用并不普遍，通常都用在多模器件連接，與其它廠家設(shè)備對(duì)接時(shí)使用較多。MTRJ的插針是塑料的，通過鋼針定位，隨著插拔次數(shù)的增加，各配合面會(huì)發(fā)生磨損，長(zhǎng)期穩(wěn)定性不如陶瓷插針連接器。LC連接器外觀圖 SC連接器外觀圖http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司10技術(shù)參數(shù)：技術(shù)參數(shù)：光發(fā)射器技術(shù)參數(shù)：光發(fā)射器技術(shù)參數(shù)： 光功率:光發(fā)射器的光功率值，單位：dBm。由激光器

15、發(fā)送光功率決定，光功率對(duì)光信號(hào)傳輸距離起著決定性作用。理論上來說，光功率越大，光信號(hào)傳輸距離越遠(yuǎn)（中繼距離長(zhǎng)），但實(shí)際上，光功率越大，對(duì)激光器的壽命會(huì)有很大的影響。 目前比較常用的激光器類型有：FP和DFP，當(dāng)然還有其他幾種類型，如VCSEL，EML等；LED發(fā)光二級(jí)管也可以作為光源使用，只是一般用于低速率（155M）、短距離（2KM）場(chǎng)合。幾種常用半導(dǎo)體光發(fā)射器件的比較如下表：http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司11光接收器技術(shù)參數(shù)：光接收器技術(shù)參數(shù)： 半導(dǎo)體光接收器件的特性參數(shù)： 響應(yīng)度：?jiǎn)挝还夤β市盘?hào)入射到光二極管時(shí)所產(chǎn)生的首次光電流，由其量子效率決定的，優(yōu)質(zhì)的光電二極管的量子效率可達(dá)到

16、90%。 響應(yīng)時(shí)間（或頻率特性）：PIN光電二極管響應(yīng)時(shí)間一般為1ns左右。 結(jié)電容：影響PIN光電二極管的響應(yīng)時(shí)間，對(duì)光接收機(jī)的靈敏度起決定性作用，越小越好，一般為幾個(gè)PF。 暗電流：光電二極管附加噪聲的主要來源，主要由結(jié)構(gòu)決定的體電流和工藝造成的暗電流組成。 由于PIN光二極管無倍增效應(yīng)，暗電流也很小，本身產(chǎn)生的附加噪聲也很低，對(duì)光接收機(jī)靈敏度產(chǎn)生的影響并不顯著。 在光通信中使用的光接收器件（光探測(cè)器件）有2大類，即PIN光電二極管與APD雪崩光電二極管。 兩者比較如下表：http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司12光接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)：光接收機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)： 誤碼率：光纖通信系統(tǒng)中的誤碼

17、率較低，主要來源于系統(tǒng)的各種噪聲和干擾。 靈敏度：在保證達(dá)到所要求的誤碼比特率的條件下，接收機(jī)所需要的最小輸入光功率，單位dBm。 光接收機(jī)的靈敏度主要由光接收機(jī)的噪聲決定，有時(shí)也要考慮碼間串?dāng)_的影響。噪聲主要來自于檢測(cè)器和放大器的噪聲。（碼間串?dāng)_：光纖色散和光接收機(jī)的有限帶寬都會(huì)引起脈沖展寬，造成碼間串?dāng)_，從而降低接收機(jī)的靈敏度。） 靈敏度是光接收機(jī)最重要的性能指標(biāo)，它的概念是和誤碼率聯(lián)系在一起的。在數(shù)字光纖通信系統(tǒng)中，接收端的光信號(hào)經(jīng)檢測(cè)、放大均衡后，進(jìn)行判決、再生。由于噪聲的存在，接收信號(hào)就有被誤判的可能性。接收碼元被錯(cuò)誤判決的概率，稱為誤碼率。靈敏度是指保證達(dá)到給定的誤碼率的條件下，光

18、接收機(jī)需要輸入的最低光功率。靈敏度可以用每一光脈沖所需要的最低平衡能量來表示，但更經(jīng)常的是用最低平均光功率（W或dBm）來表示。 靈敏度表示光接收機(jī)調(diào)整到最低狀態(tài)時(shí)，能夠接收微弱光信號(hào)的能力。提高靈敏度意味著能夠接收更微弱的光信號(hào)，也即接收靈敏度越高，中繼距離越遠(yuǎn)。動(dòng)態(tài)范圍：在長(zhǎng)期使用過程中，光接收機(jī)的光功率可能會(huì)變化。低于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的下限（即靈敏度），將產(chǎn)生過大的誤碼；高于這個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的上限（接收機(jī)的過載功率），在判決時(shí)亦產(chǎn)生過大的誤碼。在保證系統(tǒng)的誤碼率指標(biāo)的情況下，接收機(jī)的最低輸出光功率（dBm）和最大輸入光功率（dBm）之差。飽和光功率值：光模塊接收端最大可以探測(cè)到的光功率，一般為-

19、3dBm。當(dāng)接收光功率大于飽和光功率的時(shí)候同樣會(huì)導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。因此對(duì)于發(fā)射光功率大的光模塊不加衰減回環(huán)測(cè)試會(huì)出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象。光眼圖：將光發(fā)射模塊輸出的（NRZ碼）光信號(hào)送入取樣示波器，就可以觀察到光信號(hào)波形的“眼圖”。 光脈沖信號(hào)的質(zhì)量都可以在光眼圖上觀察到。 光脈沖波形的上升時(shí)間、下降時(shí)間、過沖和下沖應(yīng)加以控制，以免降低接收靈敏度。 光脈沖形狀特性由眼圖模板給出，眼圖模板在光通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)中都已作了具體的規(guī)定。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司13光功率、靈敏度、衰減度、傳輸距離之間的關(guān)系：光功率、靈敏度、衰減度、傳輸距離之間的關(guān)系： 光功率用Pout表示，靈敏度用Pin表示，傳輸距離用D（

20、distance）表示，衰減度用A（attenuation)表示，他們之間的關(guān)系可以用如下公司作出粗略計(jì)算：。 一般光衰減除了光纖傳輸距離衰減，還包括出光接頭衰減，但是比較小（大概0.5dB），可以忽略。不同波長(zhǎng)的光有不同的衰減度：1310nm波長(zhǎng)的光衰減度大概為0.35dB/KM；1550nm波長(zhǎng)的光衰減度大概為0.25dB/KM-0.3dB/KM。 注：增加光發(fā)射機(jī)的平均光功率可以增大傳輸距離，但考慮到安全問題與激光器的壽命，光發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率（光功率）不宜過大，如一般不超過+5dB。因傳輸距離的不同，光纖收發(fā)器本身的發(fā)射功率，接收靈敏度和使用波長(zhǎng)也會(huì)不一樣。如5KM光纖收發(fā)器的發(fā)射功率一

21、般在-20dB-14dB之間，接收靈敏度為-30dB，使用1310nm波長(zhǎng)；而120KM光纖收發(fā)器的發(fā)射功率多在-5dB0dB之間，接收靈敏度為-38dB，使用1550波長(zhǎng)。 光功率單位常用毫瓦（mw）和分貝（dB）表示，其中兩者的關(guān)系為：1mw=0dB，而小于1mw的分貝為負(fù)值。這就是為什么我們見到的光模塊的光功率基本都是負(fù)值?？梢酝ㄟ^如下公式進(jìn)行換算：，通訊用的光信號(hào)大多數(shù)都小于5mw。 衰減的表示方法： 。（注意，這里的Pout和Pin單位為瓦（W）。 發(fā)射光功率和接收靈敏度：發(fā)射光功率指光模塊發(fā)送端光源的輸出光功率，接收靈敏度指在一定速率、誤碼率情況下光模塊的最小接收光功率。這兩個(gè)參數(shù)

22、的單位都是dBm(意為分貝毫瓦，功率單位mw的對(duì)數(shù)形式，計(jì)算公式為10lg，1mw折算為0dBm)，主要用來界定產(chǎn)品的傳輸距離，不同波長(zhǎng)、傳輸速率和傳輸距離的光模塊光發(fā)射功率和接收靈敏度都會(huì)不同，只要能確保傳輸距離就行。 PinPoutA10log10http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司14光功率范圍光功率范圍 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備光模塊的收發(fā)光功率都有一個(gè)范圍限制，當(dāng)光功率低于允許范圍的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)丟包的現(xiàn)象，影響網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量；當(dāng)光功率高于允許范圍的時(shí)候，會(huì)縮短光模塊的壽命，甚至損壞光模塊。因此，在網(wǎng)絡(luò)維護(hù)過程中，我們必須經(jīng)常檢查收發(fā)光功率的數(shù)據(jù)，確保在正常允許的范圍內(nèi)。 一般光模塊都有APC控制回

23、路，能保持其在溫度范圍內(nèi)光功率穩(wěn)定不變。但是由于tracking error的存在，一般低溫的時(shí)候平均光功率會(huì)大一些。 不可調(diào)節(jié)的激光器在剛剛使用的時(shí)候發(fā)光功率最大，隨后會(huì)因?yàn)榘l(fā)光元器件壽命問題逐漸降低；可調(diào)節(jié)的激光器在偏置電流最大的時(shí)候發(fā)光功率最大。 偏置電流加的越大，光功率就越大，當(dāng)然，激光器的壽命就越短。激光發(fā)射器（激光發(fā)射器（LD）類型）類型 光纖收發(fā)模塊中的激光器常用的有2 種，法布里-珀羅型激光器（FPLD）和分布反饋激光器（DFBLD）。FP-LD 是最常見最普通的激光器。但FP-LD 在高速調(diào)制下，激射模式易收溫度和電流變化影響，導(dǎo)致模式跳躍和譜線展寬，影響高速傳輸。DFB-L

24、D 有非常好的單色性和方向性，是高速光纖通信系統(tǒng)的理想的光源。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司15接收靈敏度與過載光功率接收靈敏度與過載光功率 接收靈敏度指可以探測(cè)到的光強(qiáng)度，即最小可接收功率，也是以dBm 為單位。多模口接收功率一般在-20dBm 到0dBm 之間；單模在-23 dBm 到0dBm 之間。最大可接收功率叫做過載光功率，也叫飽和光功率，指光模塊接收端最大可以探測(cè)到的光功率，一般為-3dBm。當(dāng)接收光功率大于飽和光功率的時(shí)候同樣會(huì)導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。因此對(duì)于發(fā)射光功率大的光模塊不加衰減回環(huán)測(cè)試會(huì)出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象。按照最壞值的設(shè)計(jì)思想，若收端光功率不過載。須滿足：發(fā)端最大發(fā)送光功率減去光

25、纖傳輸端的實(shí)際衰減值后應(yīng)小于收端過載功率，否則須加衰減器。通常對(duì)于中長(zhǎng)距離的光器件，才有可能出現(xiàn)光功率過載的可能。工程上要求正常工作接收光功率小于過載光功率35dBm，大于接收靈敏度35dBm。一般來講不管單模接口還是多模接口，實(shí)際接收功率在-5-15dBm 之間算比較合理的工作范圍。接口電平接口電平 目前常用的接口電平主要有3 中，TTL 電平，PECL 電平，LVPECL 電平。TTL電平是我們常用的接口電平，在此不多做介紹。PECL（Pseudo/Positive ECL）與ECL 結(jié)構(gòu)相同，是一種差分電平。其電平標(biāo)準(zhǔn)為Vcc=5V； VOH=4.12V；VOL=3.28V；VIH=3.

26、78V；VIL=3.64V。LVPECL（Low Voltage PECL），其電平標(biāo)準(zhǔn)為Vcc=3.3V；VOH=2.42V；VOL=1.58V；VIH=2.06V；VIL=1.94V。 PECL電平和LVPECL 電平之間不能直接驅(qū)動(dòng)。中間可用交流耦合、電阻網(wǎng)絡(luò)或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行轉(zhuǎn)換。也就是說，光纖模塊驅(qū)動(dòng)芯片必須與光纖收發(fā)模塊選用相同的電平信號(hào)，不同的電平信號(hào)是無法直接驅(qū)動(dòng)的。建議在實(shí)際應(yīng)用中也不要將PECL 和LVPECL 電平通過電阻網(wǎng)絡(luò)互相轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，而是直接選用兼容電平互連。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司16產(chǎn)品種類產(chǎn)品種類按照傳輸距離分類按照傳輸距離分類 針對(duì)不同的傳輸距離

27、，在不同的速率（應(yīng)用）中，稱呼是不一樣的： OC系列的模塊：IR1表示15KM、LR1表示40KM、LR2表示80KM FE系列的模塊：100FX表示2KM、100LX表示10KM，100EX表示40KM，100ZX表示80KM； GE系列的模塊：SX表示500米，LX表示5/10KM，ZX表示80KM，EZX 120KM； 也有的公司認(rèn)為L(zhǎng)H為10KM，LX為5KM，還有的，認(rèn)為L(zhǎng)H為80KM，沒有一個(gè)特性的標(biāo)準(zhǔn)，需要大家在使用中注意； GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX/LH HP： LH 80KM； 10G的模塊中：SR表示300米，LR表示10KM，ER表示40KM，ZR表

28、示80KM。光模塊光模塊傳輸距離傳輸距離 光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長(zhǎng)距三種。一般認(rèn)為2km及以下的為短距離，1020km的為中距離，30km、40km及以上的為長(zhǎng)距離。光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因?yàn)楣庑盘?hào)在光纖中傳輸時(shí)會(huì)有一定的損耗和色散。損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導(dǎo)致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。色散的產(chǎn)生主要是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從而造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸距離的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接收端，導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無法分辨信號(hào)值。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司17非對(duì)稱模塊：非對(duì)稱模塊

29、：所謂的非對(duì)稱模塊主要是指發(fā)射和接收的速率不一樣，比如發(fā)射1.25G，接收155M。光模塊應(yīng)用領(lǐng)域：光模塊應(yīng)用領(lǐng)域：光模塊廣泛應(yīng)用于光纖收發(fā)器、PDH光端機(jī)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、視頻光端機(jī)、以太網(wǎng)光纖交換機(jī)等領(lǐng)域。其主要作用就是將通信設(shè)備傳過來的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)再通過光纖傳輸，最后通過光接收器將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，光模塊在其中起著一個(gè)中介過渡的作用。光器件分類：光器件分類：按結(jié)構(gòu)，可分為：TO器件（TOSA，ROSA，BOSA）；DIP（或Butterfly）器件；表面貼裝（surface mount）器件。TOSA器件：光發(fā)射器件；ROSA器件：光接收器件；BOSA器件：光收發(fā)一體器件。單纖與雙纖

30、的區(qū)別：?jiǎn)卫w與雙纖的區(qū)別： 單纖模塊：接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)在一根光纖上傳輸；雙纖模塊：接收和發(fā)送分別在兩根光纖上傳輸。 單纖模塊可以節(jié)省一半的光纜資源，即在一芯光纖上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)，在光纖資源緊張的地方十分適用；雙纖模塊需要占用兩根光纖，一根用于發(fā)送（TX），一根用于接收（RX）。 單纖模塊普遍的波長(zhǎng)分別為1310nm和1550nm，配對(duì)使用，即一端為1310nm波長(zhǎng)，另一端為1550nm波長(zhǎng)，既可以發(fā)送，也可以接收；而雙纖模塊都是統(tǒng)一波長(zhǎng)，即發(fā)送和接收都是使用同一個(gè)波長(zhǎng)。（注：?jiǎn)卫w雙向與雙纖雙向的主要區(qū)別在于傳輸與接收波長(zhǎng)是否一致，單線雙向要求波長(zhǎng)不一致，雙纖雙向要求波長(zhǎng)一致）。 單纖光接口常采

31、用SC接口，雙纖光接口常采用FC接口。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司18BIDI模塊模塊BiDi（Bidirectional）即：?jiǎn)卫w雙向。利用WDM技術(shù)，發(fā)送和接收兩個(gè)方向使用不同的中心波長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)一根光纖雙向傳輸光信號(hào)。一般光模塊有兩個(gè)端口，TX為發(fā)射端口，RX為接收端口；而該光模塊只有1個(gè)端口，通過光模塊中的濾波器進(jìn)行濾波，同時(shí)完成1310nm光信號(hào)的發(fā)射和1550nm光信號(hào)的接收，或者相反。因此該模塊必須成對(duì)使用，它最大的優(yōu)勢(shì)就是節(jié)省光纖資源。BIDI模塊必須成對(duì)使用BIDI 光模塊常用的波長(zhǎng)有 1310nm/1550nm；1550nm/1310nm；1310nm/1490nm；1

32、490nm/1310nm；1490nm/1550nm；1550nm/1490nm。當(dāng)然CWDM和DWDM也有單纖雙向的。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司 BIDI SFP光模塊19CWDM模塊模塊CWDM光模塊采用CWDM技術(shù)，可以通過外接波分復(fù)用器，將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)合在一起，通過一根光纖進(jìn)行傳輸，從而節(jié)約光纖資源。同時(shí)，接收端需要使用波分解復(fù)用器對(duì)復(fù)光信號(hào)進(jìn)行分解。1270nm到1610nm波長(zhǎng)18個(gè)信道可供選擇Uncooled MQW DFB LD可以選擇的封裝 1X9 /GBIC / SFF / SFP 單一供電+3.3V或者+5V工作溫度0C 70C（商業(yè)級(jí)）；40 85（工業(yè)

33、級(jí)）符合Telcordia (Bellcore) GR 468 COREClass1規(guī)范產(chǎn)品，符合IEC60825 1 和IEC 60825 2要求符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品 CWDM SFP光模塊http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司20光模塊使用光模塊使用范圍范圍 光模塊其作用是光電轉(zhuǎn)換，至于其使用的范圍簡(jiǎn)單來說，用到光纖的地方就會(huì)用到光模塊。下面為一些常用到光模塊的設(shè)備以及其使用的光模塊類型。1、光端機(jī)： 視頻光端機(jī)一般采用1*9單模光模塊，一些高清類的光端機(jī)也會(huì)采用SFP光模塊；2、光纖收發(fā)器： 采用1*9光模塊；3、交換機(jī)： 采用SFP光模塊、XFP光模塊、SFP+等；4、光纖網(wǎng)卡： 采用

34、1*9光模塊、 SFP光模塊、SFP+光模塊等；5、光纖高速球機(jī) 采用SFP光模塊；6、基站 采用SFP、XFP、SFP+光模塊；7、直放站 采用SFP、SFP+等光模塊?？偨Y(jié)：以上是幾款設(shè)備使用光模塊的分析，從中可以看出。目前使用1*9與SFP光模塊的較多，那么他們之間的區(qū)別在于：1*9光模塊是焊機(jī)在設(shè)備上（不可熱插拔），SFP光模塊支持熱插拔（可以帶電操作，便于設(shè)備維護(hù)）。10G SFP+光模塊http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司21以太網(wǎng)交換機(jī)常用的光模塊以太網(wǎng)交換機(jī)常用的光模塊有SFP，GBIC，XFP，XENPAK。它們的英文全稱，中文名不常用，可以簡(jiǎn)單了解下。SFP：Small F

35、orm-factor Pluggable transceiver ，小封裝可插拔收發(fā)器。GBIC ：GigaBit Interface Converter，千兆以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器。XFP：10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver 萬兆以太網(wǎng)接口小封裝可插拔收發(fā)器。XENPAK：10 Gigabit EtherNet Transceiver PAcKage萬兆以太網(wǎng)接口收發(fā)器集合封裝。按照速率分：以太網(wǎng)應(yīng)用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE。SDH應(yīng)用的155M、622M、2.5G、10G。按照封裝分：19、SF

36、F、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，SFP+。19封裝焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用SC接口；SFF封裝-焊接小封裝光模塊，一般速度不高于千兆，多采用LC接口；GBIC封裝熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口；SFP封裝熱插拔小封裝模塊，多采用LC接口；XENPAK封裝應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口；XFP封裝10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口；SFP+封裝10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，多采用LC接口（SFP 10G的封裝形式）；按照激光類型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB LD、EML；按照發(fā)射波長(zhǎng)分：850nm、1310nm、1

37、550nm、CWDM、DWDM；按照使用方式分：不可熱插拔（19、SFF），可熱插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP、X2、SFP+） 1*9光模塊 GBIC光模塊 XFP光模塊http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司22數(shù)字診斷數(shù)字診斷（DDM）模塊特點(diǎn)模塊特點(diǎn)http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司特點(diǎn)一：特點(diǎn)一：數(shù)字電位器（或ADC）代替?zhèn)鹘y(tǒng)調(diào)節(jié)電阻，通過串行數(shù)據(jù)總線I2C訪問及讀寫。特點(diǎn)二：特點(diǎn)二：EEPROM（電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器）空間有A0h和A2h兩個(gè)空間組成。其中，A0h用來存儲(chǔ)固定信息，而A2h則主要用來存儲(chǔ)與DDM監(jiān)控功能相關(guān)的信息。特點(diǎn)三：特點(diǎn)三：模塊具有監(jiān)控（Mor

38、nitoring）功能，即能實(shí)時(shí)監(jiān)控上報(bào)溫度（Temperature），供電電壓（Vcc），偏置電流（Bias），發(fā)射功率（TXP）以及接收功率（RXP）五個(gè)特性參數(shù)。特點(diǎn)四：特點(diǎn)四：模塊具有診斷功能。模塊通過相應(yīng)的接口監(jiān)控待測(cè)模塊的5個(gè)上報(bào)參數(shù)時(shí)候在正常的范圍內(nèi)。如SFF-8472中規(guī)定的每個(gè)參數(shù)有兩級(jí)告警，分別稱作Alarm和Warning告警，而每級(jí)又分為High和Low兩個(gè)告警。231*9光光模塊模塊不可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率: 155Mb/s2.5Gb/s2、工作電壓：3.3 V或5V3、波長(zhǎng)：850nm，1310nm，1550nm，CWDM4、寬溫工作范圍5、非對(duì)稱

39、應(yīng)用應(yīng)用數(shù)據(jù)通信：快速以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)電信： OC -3/STM -1，OC -12/STM -4http:/ 1*9光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司24SFF光模塊光模塊不可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率:155Mb/s 2.5Gb/s2、工作電壓：3.3 V3、波長(zhǎng)：850nm，1310nm，1550nm，CWDM4、寬溫工作范圍5、帶數(shù)字診斷功能（部分）應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信：快速以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)，1x/2x/4x 光纖通道電信：OC -3/STM-1、OC -12/STM-4、OC-48/STM-16 http:/ SFF光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司25GBIC光模塊

40、光模塊可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率:155Mb/s 2.5Gb/s2、工作電壓：3.3 V或5V3、波長(zhǎng)：850nm，1310nm，1550nm，CWDM4、帶數(shù)字診斷功能（部分）應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信：千兆以太網(wǎng)，1x/2x光纖通道電信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、 OC-48/STM-16http:/ GBIC光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司26SFP光模塊光模塊可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率:155Mb/s 2.5Gb/s2、工作電壓：3.3 V3、波長(zhǎng)：850nm，1310nm，1550nm，CWDM，DWDM4、寬溫工作范圍5、傳輸距離可達(dá)10

41、0km+6、帶數(shù)字診斷功能（可選）應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信：快速以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)，1x/2x/4x 光纖通道電信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、OC-48/STM-16 http:/ SFP光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司27SFP+光模塊光模塊10G可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率:10Gb/s2、波長(zhǎng)：850nm，1310nm，1550nm，CWDM，DWDM3、傳輸距離可達(dá)80km4、帶數(shù)字診斷功能應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信：10G以太網(wǎng)，10G光纖通道電信： OC -192/STM -64http:/ 10G SFP+光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司28XFP光模塊

42、光模塊10G可熱插拔光模塊。特點(diǎn)：特點(diǎn)：1、工作速率:10Gb/s2、波長(zhǎng)：1310nm，1550nm，DWDM3、傳輸距離可達(dá)80km4、帶數(shù)字診斷功能應(yīng)用：應(yīng)用：數(shù)據(jù)通信：10G以太網(wǎng)，10G光纖通道電信： OC -192/STM -64http:/ XFP光模塊外觀 武漢飛鵬光科技有限公司29XENPAK和和X2光模塊光模塊 XENPAK和X2光模塊都是從XPAK標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來的，其內(nèi)部功能模塊與XPAK基本相同，在電板上的應(yīng)用也相同，都是使用一個(gè)模塊即可實(shí)現(xiàn)10G以太網(wǎng)光接口的功能。由于XPAK光模塊安裝到電路板上時(shí)需要在電路板上開槽，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，無法實(shí)現(xiàn)高密度應(yīng)用。而XENPAK和X2

43、光模塊經(jīng)過改進(jìn)后體積只有XPAK的一半左右，可以直接放到電路板上，因此適用于高密度的機(jī)架系統(tǒng)和PCI網(wǎng)卡應(yīng)用。 XENPAK光模塊外觀 X2光模塊外觀http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司30光模塊功能失效重要原因光模塊功能失效重要原因光模塊功能失效分為發(fā)射端失效和接收端失效，分析具體原因，最常出現(xiàn)的問題集中在以下幾個(gè)方面：1.光口污染和損傷光口污染和損傷由于光接口的污染和損傷引起光鏈路損耗變大，導(dǎo)致光鏈路不通。產(chǎn)生的原因有：A光模塊光口暴露在環(huán)境中，光口有灰塵進(jìn)入而污染；B使用的光纖連接器端面已經(jīng)污染，光模塊光口二次污染；C帶尾纖的光接頭端面使用不當(dāng)，端面劃傷等；D使用劣質(zhì)的光纖連接器；引起引

44、起ESDESD損傷的因素有：損傷的因素有： 環(huán)境干燥，易產(chǎn)生ESD； 不正常的操作，如：非熱插拔光模塊帶電操作；不做靜電防護(hù)直接用手接觸光模塊靜電敏感的管腳；運(yùn)輸和存放過程中沒有 防靜電包裝； 設(shè)備沒有接地或者接地不良；2ESD損傷損傷 ESD是ElectroStatic Discharge縮寫即靜電放電，是一個(gè)上升時(shí)間可以小于1ns（10億分之一秒）甚至幾百ps（1ps10000億分之一秒）的非?？斓倪^程，ESD可以產(chǎn)生幾十Kv/m甚至更大的強(qiáng)電磁脈沖。靜電會(huì)吸附灰塵，改變線路間的阻抗，影響產(chǎn)品的功能與壽命； ESD的瞬間電場(chǎng)或電流產(chǎn)生的熱，使元件受傷，短期仍能工作但壽命受到影響；甚至破壞元

45、件的絕緣或?qū)w，使元件不能工作（完全破壞）。ESD是不可避免，除了提高電子元器件的抗ESD能力，重要的是正確使用。http:/ 武漢飛鵬光科技有限公司31光收發(fā)一體光模塊應(yīng)用注意點(diǎn)光收發(fā)一體光模塊應(yīng)用注意點(diǎn)光口問題光口問題光鏈路上各處的損耗衰減都關(guān)系到傳輸?shù)男阅埽虼艘螅?A選擇符合入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的光纖連接器； B 光纖連接器要有封帽，不使用時(shí)蓋上封帽，避免光纖連接器污染而二次污染光模塊光口；封帽不使用時(shí)應(yīng)放在防塵干凈處保存； C 光纖連接器插入是水平對(duì)準(zhǔn)光口，避免端面和套筒劃傷； D 光模塊光口避免長(zhǎng)時(shí)間暴露，不使用時(shí)加蓋光口塞；光口塞不使用時(shí)儲(chǔ)存在防塵干凈處； E 光纖連接器的端面保持清潔，避免劃傷； ESD 損傷損傷 ESD 是自然界不可避免的現(xiàn)象，預(yù)防ESD 從防止電荷積聚和讓電荷快速放電兩方面著手： A保持環(huán)境的濕度3075RH； B對(duì)光模塊操作時(shí)做靜電防護(hù)工作（