光模塊基礎(chǔ)知識(shí)大全分類及選用

1、光模塊基礎(chǔ)知識(shí)大全、分類及選用一、光模塊基本知識(shí)1、定義：光模塊：也就是光收發(fā)一體模塊。2、結(jié)構(gòu)：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)。3、光模塊的參數(shù)及意義光模塊有很多很重要的光電技術(shù)參數(shù)

2、，但對于GBIC和SFP這兩種熱插拔光模塊而言，選用時(shí)最關(guān)注的就是下面三個(gè)參數(shù)：1）中心波長單位納米（nm,目前主要有3種：850nm（MM多模，成本低但傳輸距離短，一般只能傳輸500M;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）；1550nm（SM單模，傳輸過程中損耗小但色散大，一般用于40KM以上的長距離傳輸，最遠(yuǎn)可以無中繼直接傳輸120KM2）傳輸速率每秒鐘傳輸數(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。傳輸速率一般向下兼容，因此155M光模塊也稱FE（百兆）光模塊，1.25G

3、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。止匕外，在光纖存儲(chǔ)系統(tǒng)（SAN中它的傳輸速率有2Gbps4Gbps和8Gbps3）傳輸距離光信號(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，kmj）。光模塊一般有以下幾種規(guī)格：多模550m單模15km40km80km和120km等等。除以上3種主要技術(shù)參數(shù)（波長，速率，距離）外，光模塊還有如下幾個(gè)基本概念，這些概念只需簡單了解就行。a、激光器類別激光器是光模塊中最核心的器件，將電流注入半導(dǎo)體材料中，通過諧振腔的光子振蕩和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB敷光器，它們的差異是半導(dǎo)體材料和諧振腔結(jié)構(gòu)不同，DFBa

4、光器的價(jià)格比FP激光器貴很多。傳輸距離在40KM以內(nèi)的光模塊一般使用FP激光器；傳輸距離40KMi勺光模塊一般使用DFBa光器。b、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）t模塊一般按0.35dBm/km計(jì)算鏈路損耗，1550nm光模塊一般按.20dBm/km計(jì)算鏈路損耗，色散

5、值的計(jì)算非常復(fù)雜，一般只作參考。c、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)的單位都是dBm（為分貝毫瓦，功率單位mW勺對數(shù)形式，計(jì)算公式為10lg,1mWT算為0dBm）主要用來界定產(chǎn)品的傳輸距離，不同波長、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。d、光模塊的使用壽命國際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，7X24小時(shí)不間斷工作5萬小時(shí)（相當(dāng)于5年）。e、光纖接口SFP光模塊都是LC接口的，GBIC光模塊都是SC接口的，其他接口還有FC和ST等。二、光模塊分類1、按應(yīng)用分類以太網(wǎng)應(yīng)用

6、的速率：100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GESDK用的速率：155M622M2.5G、10G2、按封裝分類按照封裝分：1X9、SFRSFPGBIGXENPAKXFRSC接口。1X9封裝一一焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用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封裝一一熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達(dá)4G多采用LC接口。XENPA裝應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口。XFP封裝一一10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONE萼多種系統(tǒng)，多采用LC接口。3、按激光器分類LEDVCSELFPLDD

7、FBL。4、按波長分類850nm1310nm1550nm5、按使用方式分類非熱插拔（1X9、SFF）,可熱插拔（GBICSFPXENPAKXFP。三、光模塊的選用（主要參考依據(jù)）1、光纖連接器的分類和主要規(guī)格參數(shù)光纖連接器是在一段光纖的兩頭都安裝上連接頭，主要作光配線使用。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,多模光纖連接器按照光纖連接器的連接頭形式分：FC,SC,ST,LC,MUMTR”等，目前常用的有FC,SC,ST,LC按照光纖連接器連接頭內(nèi)插針端面分：pgspgupcapc按照光纖連接器的直徑分：3,2,0.9。光纖連接器的性能主要有光學(xué)性能、互換性能、機(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命。其中最重要的是插入損耗和回波損耗這兩個(gè)指標(biāo)。2、光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強(qiáng)，接收靈敏度指可以探測到的光強(qiáng)度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸距離的重要參數(shù)。光模塊可傳輸?shù)木嚯x主要受到損耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據(jù)公式：損耗受限距離=（發(fā)射光功率-接收靈敏度）/光纖衰減量來估算。光纖衰減量和實(shí)際選用的光纖相關(guān)。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km,1550nm波段