认识和选用光模块.docx

如何选用光模块——所有信息来自网络，由 hetao621 整理，分享一、认识光模块定义：光模块：也就是光收发一体模块结构： 光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（ LD ）或发光二极管（ LED 发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定 接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号经前置放大器后输出相应 码率的电信号，输出的信号一般为 PECL 电平同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号分类：按应用分类：以太网应用的速率： lOOBase （百兆）、 lOOOBase （千兆）、 10GESDH 应用的速率： 155M 622M 2.5G 、 1OG按封装分类：按照封装分： 1 X 9 、 SFF 、 SFP GBIC XENPAK XFP, 各种封装见1X9 封装一一焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用 SC 接口SFF封装-——焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采用 LC接口GBIC 封装一一热插拔千兆接口光模块，采用 SC 接口SFP 封装一一热插拔小封装模块，目前最高数率可达4G, 多采用 LC 接口XENPA 封装一一应用在万兆以太网，采用 SC 接口XFP 封装一一 10G 光模块，可用在万兆以太网， SONET 等多种系统，多采用 LC 接口按激光器分类：LED、 VCSEL 、 FP LD 、 DFB L按 波长 分类：850nm 1310nm 1550n m 等按使用方式分类：非热插拔（1X 9、 SFF ） , 可热插拔（ GBIC 、 SFP XENPAK XFP二、光模块的参数及意义光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于的就是下面三个参数： 中心波长:单位纳米（ nm , 目前主要有3 种：GBIC 和 SFP 这两种热插拔光模块而言，选用时最关注500M ）；1310nm （ SM, 单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40KM 以内的传输 ） ；1550nm （ SM, 单模，传输过程中损耗小但色散大，一般用于40KM 以上的长距离传输，最远可以无中继直接传输 120KM ） ；传输速率：每秒钟传输数据的比特数（ bit ），单位 bps 。

4种： 155Mbps 、 1.25Gbps 、 2.5Gbps 、 10Gbps等传输速率一般向下兼容，因此155M850nm （ MM 多模，成本低但传输距离短，一般只能传输模块光模块也称FE （百兆）光模块， 1.25G 光模块也称GE （千兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的此外，在光纤存储系统（ SAN 中它的传输速率有2Gbps 4Gbps 和 8Gbps ；传输距离：光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，光模块一般有以下几种规格：多模km ）550m 单模 15km 40km 80km 和 120km 等等除以上 3 种主要技术参数（ 波长，速率，距离 ）外，光模块还有如下几个基本概念，这些概念只需简单了解就行：激光器类别：激光器是光模块中最核心的器件， 将电流注入半导体材料中， 通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光目前最常用的激光器有 FP 和 DFB 激光器，它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同， DFB 激光器的价格比 FP 激光器贵很多传输距离在40KM 以内的光模块一般使用 FP 激光器；传输距离》 40KM 的光模块一般使用DFB 激光器；损耗和色散：损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。

色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值这两个参数主要影响光模块的传输距离， 在实际应用过程中， 1310nm 光模块一般按0.35dBm/km计算链路损耗， 1550nm 光模块一般按0.20dBm/km 计算链路损耗，色散值的计算非常复杂，一般只作参考；发射光功率和接收灵敏度：发射光功率指光模块发送端光源的输出光功率，接收灵敏度指在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率这两个参数的单位都是dBm 意为分贝毫瓦，功率单位mw 的对数形式，计算公式为 10lg ,1mw 折算为 0dBm ） , 主要用来界定产品的传输距离，不同波长、传输速率和传输距离的光模块光发射功率和 接收灵敏度都会不同，只要能确保传输距离就行；光模块的使用寿命：国际统一标准，7X 24小时不间断工作5万小时（相当于5年）；光纤接口：SFP光模块都是LC接口的，GBIC光模块都是SC接口的，其他接口还有 FC和ST等;工作温度：储藏温度：工作电压：工作电平：0? +70C；-45? +80 C；3.3V ；TTL。

二、选用光模块的参考知识光纤连接器的分类和主要规格参数：光纤连接器是在一段光纤的两头都安装上连接头，主要作光配线使用按照光纤的类型分：单模光纤连接器（一般为G.652纤：光纤内径9um外径125un ）,多模光纤连接器按照光纤连接器的连接头形式分：FC, SC, ST , LC, MU MTRJ等等，目前常用的有 FC, SC, ST , LC ,按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC, SPC UPC APC按照光纤连接器的直径分：①3,①2,①0.9光纤连接器的性能主要有光学性能、互换性能、机械性能、环境性能和寿命其中最重要的是插入损耗和 回波损耗这两个指标光模块发射光功率和接收灵敏度：发射光功率指发射端的光强，接收灵敏度指可以探测到的光强度两者都以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限损耗限制可以根据公式：损耗受限距离=（发射光功率-接收灵敏度）/光纤衰减量 来估算光纤衰减量和实际选用的光纤相关一般目前的G.652光纤可以做到1310nm 波段0.5dB/km , 1550nm 波段0.3dB/km 甚至更佳50um多模光纤在 850nm 波段4dB/km 1310nm 波段2dB/km 。

对于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限，可以不作考虑10GE光模块遵循802.3ae的标准，传输的距离和选用光纤类型、光模块光性能相关饱和光功率值指光模块接收端最大可以探测到的光功率，一般为 -3dBm 当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象经验问答：2.5G 貌似是 STM-16 那 2.125 是个什么概念？是不是SDH 的方式只能用单模传输？我这里同机房内设备互联 POS 口的都是用的单模 产品介绍上写它能承载2.125G/2.5G 850NM 光模块 能承载 2.5G 业务 pos 口能接多模纤？不能的话为什么不能？ 实用中单模 多模除了在传输距离上体现差 异 设备接 口对单模，多模有啥强制要求没？原因我就想知道2.125 这个值是咋来的 常见的光模块一般都是155M 对应 STM-1 622M 对应 STM-4 1.25G 我这里用作以太网的 GE 端口互联 2.5G 用作 STM-16 那 2.125 这个数是哪来的 根据什么标准啊我这里的 2.125G 光模块 都当普通 1GE 的光模块用着呢还有我这里同机房 2 个设备 POS 口互联就这 么几米 都用得单模，我想一定是有他得理由的吧。

光 2.5 和 2.125 只是数据和传输领域不同的标准造成的，其实从光模块生产商角度来说，这两者完全可能是相同的至于什么设备要求必须用单模或者用多模倒没听说过，主要看传输需求，应该不存在某类型设备必须用单模或者多模的情况 2.125 是根据 fiber channel 的要求来的，具体是什么标准不晓得华为现在用的千兆模块就是2.125G 的至于几米就用单模的原因，还是不要瞎猜的好， 因为原因甚至有可 能是技术人员有什么就用什么了，懒得再找多模的。