光模塊知識(shí)介紹-ppt課件

1、1成都貝嶺科技光模塊引見(jiàn)光模塊引見(jiàn)gigacgigac2贊賞您長(zhǎng)期對(duì)Gigac的支持與厚愛(ài)gigac3光收發(fā)一體模塊定義光收發(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)射和接納兩部分。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)芯片處置后驅(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)功率堅(jiān)持穩(wěn)定。接納部分是：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)普通為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)。Gigac目前提供100M到10全系列

2、光收發(fā)模塊，用戶(hù)可根據(jù)本人的網(wǎng)絡(luò)需求選擇所需求的。目前常規(guī)通用的光模塊主要包括：光發(fā)送器，光接納器，Transceiver光收發(fā)一體模塊以及Transponder光轉(zhuǎn)發(fā)器。gigac4光收發(fā)一體化模塊的分類(lèi)：1.Transceiver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，常見(jiàn)的有：SFP.GBIC.XFP等。2.Transponder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)處置功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及監(jiān)控等功能。常見(jiàn)的Transponder有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK

3、等。gigac5光模塊的主要參數(shù)1.傳輸速率傳輸速率傳輸速率指每秒傳輸比特?cái)?shù)，單位Mb/s或Gb/s。Gigac的光模塊產(chǎn)品涵蓋了以下主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和萬(wàn)兆。2.傳輸間隔傳輸間隔光模塊的傳輸間隔分為短距、中距和長(zhǎng)距三種。普通以為2km及以下的為短距離，1020km的為中間隔，30km、40km及以上的為長(zhǎng)間隔。光模塊的傳輸間隔遭到限制，主要是由于光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)會(huì)有一定的損耗和色散。留意損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及走漏導(dǎo)致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸間隔的添加以一定的比率耗散。色散的產(chǎn)生主要是由于不同波長(zhǎng)的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從

4、而造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸間隔的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接納端，導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無(wú)法分辨信號(hào)值。因此，用戶(hù)需求根據(jù)本人的實(shí)踐組網(wǎng)情況選擇適宜的光模塊，以滿(mǎn)足不同的傳輸間隔要求。gigac63.中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)指光信號(hào)傳輸所運(yùn)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1550nm波段。850nm波段：多用于2km短間隔傳輸1310nm和1550nm波段：多用于中長(zhǎng)間隔傳輸，2km以上的傳輸。光纖類(lèi)型1.光纖方式光纖方式FiberMode按光在光纖中的傳輸方式可將光纖分為單模光纖和多模光纖兩種。多模光纖(MMF，MultiModeFibe

5、r)，纖芯較粗，可傳多種方式的光。但其模間色散較大，且隨傳輸間隔的添加模間色散情況會(huì)逐漸加重。多模光纖的傳輸間隔還與其傳輸速率、芯徑、方式帶寬有關(guān)，詳細(xì)關(guān)系請(qǐng)參見(jiàn)表1 2。gigac7單模光纖(SMF，SingleModeFiber)，纖芯較細(xì)，只能傳一種方式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。2.光纖的端面與直徑光纖的端面與直徑按照光纖銜接器銜接頭內(nèi)插針端面分：PC，SPC，UPC，APC按照光纖銜接器的直徑分：3，2,0.9gigac83.光纖接口銜接器類(lèi)型光纖接口銜接器類(lèi)型接口銜接器用于銜接可插拔模塊及相應(yīng)的傳輸媒質(zhì)。光纖銜接器是光纖通訊系統(tǒng)中不可短少的無(wú)源器件，它的運(yùn)用使得光通

6、道間的可拆式銜接成為能夠，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)度更加靈敏。按照光纖的類(lèi)型分：?jiǎn)文９饫w銜接器普通為G.652纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um，多模光纖銜接器一種是G.651纖其內(nèi)徑50um，外徑125um；另一種是內(nèi)徑62.5um，外徑125um；按照光纖銜接器的銜接頭方式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LCGigac熱插拔光模塊所采用的光纖銜接器有兩種：SC銜接器和LC銜接器。FC接口LC接口SC接頭ST接頭gigac9SCSubscriberConnectorStandardConnector，規(guī)范光纖銜接器，由日本，

7、規(guī)范光纖銜接器，由日本NTT公司開(kāi)發(fā)的模塑插拔耦合式銜接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻公司開(kāi)發(fā)的模塑插拔耦合式銜接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻璃纖維塑料制成，呈矩形；插針由精細(xì)陶瓷制成，耦合套筒為金屬開(kāi)縫璃纖維塑料制成，呈矩形；插針由精細(xì)陶瓷制成，耦合套筒為金屬開(kāi)縫套管構(gòu)造。緊固方式采用插拔銷(xiāo)式，不需求旋轉(zhuǎn)。外觀圖如圖套管構(gòu)造。緊固方式采用插拔銷(xiāo)式，不需求旋轉(zhuǎn)。外觀圖如圖11所示。所示。LC銜接器LucentConnectororLocalConnector，朗訊銜接器，外觀圖如圖12所示。留意為了維護(hù)光纖銜接器的清潔，請(qǐng)務(wù)必保證在未銜接光纖時(shí)蓋上防塵帽。gigac10接口目的輸出光功率

8、輸出光功率指光模塊發(fā)送端光源的輸出光功率，單位：dBm。接納靈敏度接納靈敏度指的是在一定速率、誤碼率情況下光模塊的最小接納光功率，單位：dBm。普通情況下，速率越高接納靈敏度越差，即最小接納光功率越大，對(duì)于光模塊接納端器件的要求也越高。受壓靈敏度受壓靈敏度指輸入信號(hào)在附加了抖動(dòng)和垂直眼閉verticaleyeclosure劣化條件后測(cè)得的靈敏度值，單位：dBm。此概念僅針對(duì)于10G接口模塊XENPAK模塊及XFP模塊。gigac11光模塊發(fā)射光功率和接納靈敏度：發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強(qiáng)，接納靈敏度指可以探測(cè)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)拈g隔主要遭到損

9、耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據(jù)公式：損耗受限間隔發(fā)射光功率 接納靈敏度/光纖衰減量來(lái)估算。光纖衰減量和實(shí)踐選用的光纖相關(guān)。普通目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km1310nm波段2dB/km。對(duì)于百兆、千兆的光模塊色散受限遠(yuǎn)大于損耗受限，可以不作思索。飽和光功率值：指光模塊接納端最大可以探測(cè)到的光功率，普通為3dBm。當(dāng)接納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)誤碼景象。gigac12光飽和度又稱(chēng)飽和光功率，指的是在一定

10、的傳輸速率下，維持一定的誤碼率10-1010-12時(shí)的最大輸入光功率，單位：dBm。需求留意的是，光探測(cè)器在強(qiáng)光照射下會(huì)出現(xiàn)光電流飽和景象，當(dāng)出現(xiàn)此景象后，探測(cè)器需求一定的時(shí)間恢復(fù)，此時(shí)接納靈敏度下降，接納到的信號(hào)有能夠出現(xiàn)誤判而呵斥誤碼景象，而且還非常容易損壞接納端探測(cè)器，在使用操作中應(yīng)盡量防止超出其飽和光功率。留意對(duì)于長(zhǎng)距光模塊，由于其平均輸出光功率普通大于其最大輸入光功率即光飽和度，因此請(qǐng)用戶(hù)運(yùn)用時(shí)關(guān)注光纖運(yùn)用長(zhǎng)度，以保證到達(dá)光模塊的實(shí)踐接納光功率小于其光飽和度，否那么有能夠呵斥光模塊的損壞。gigac40km13SFP光模塊SFPSmallFormfactorPluggables可以簡(jiǎn)

11、單的了解為GBIC的晉級(jí)版本。SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在一樣面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。由于SFP模塊在功能上與GBIC根本一致，因此，也被有些交換機(jī)廠(chǎng)商稱(chēng)為小型化GBICMiniGBIC。波長(zhǎng)波長(zhǎng)多模單模速率100/155M1.25G2.5G/4.25G6G/10G850nmN/A550m330米330米1310nm2km2km2km2km1310nm10km 60km10km 40km10km 40km10km 40km1550nm60km 160km40km 160km40km 120kmN/ACWDM40km120km120km40km120kmN/Agigac

12、14BIDI模塊BiDiBidirectional即：?jiǎn)卫w雙向。利用WDM技術(shù),發(fā)送和接納兩個(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)。普通光模塊有兩個(gè)端口，TX為發(fā)射端口，RX為接納端口；而該光模塊只需1個(gè)端口，經(jīng)過(guò)光模塊中的濾波器進(jìn)展濾波，同時(shí)完成1310nm光信號(hào)的發(fā)射和1550nm光信號(hào)的接納，或者相反。因此該模塊必需成對(duì)運(yùn)用，他最大的優(yōu)勢(shì)就是節(jié)省光纖資源。間隔間隔/波長(zhǎng)波長(zhǎng)10km40km40km120km速率100/155M622M1.25G2.5G1310nmSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBIC1550nmSFP/GBICSFP/GBICSF

13、P/GBICSFP/GBIC1490nmSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBIC1550nmSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBICSFP/GBICBIDI模塊必需成對(duì)運(yùn)用，例如假設(shè)一端運(yùn)用了GACS Bi1312 10，另外一端就必需運(yùn)用GACS Bi1512 10。gigac15CWDM模塊CWDM光模塊采用CWDM技術(shù)，可以經(jīng)過(guò)外接波分復(fù)用器，將不同波長(zhǎng)的光信號(hào)復(fù)合在一同，經(jīng)過(guò)一根光纖進(jìn)展傳輸，從而節(jié)約光纖資源。同時(shí)，接納端需求運(yùn)用波分解復(fù)用器對(duì)復(fù)光信號(hào)進(jìn)展分解。1270nm到1610nm波長(zhǎng)18個(gè)信道可供選擇UncooledMQWDFBLD可以選擇的封裝

14、1X9/GBIC/SFF/SFP單一供電+3.3V或者+5V任務(wù)溫度0C 70C商業(yè)級(jí) 40 85工業(yè)級(jí)符合Telcordia(Bellcore)GR 468 COREClass1規(guī)范產(chǎn)品，符合IEC60825 1和IEC60825 2要求符合RoHS規(guī)范的產(chǎn)品gigac16gigac17電口模塊SFP電口模塊：GACT C12 02GBIC電口模塊：GACG C12 02千兆電口模塊所采用的傳輸媒質(zhì)為5類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)，相比光纖傳輸方式來(lái)說(shuō)，雙絞線(xiàn)傳輸?shù)膫鬏旈g隔較短，只適用于小范圍組網(wǎng)環(huán)境。gigac18SFP+光模塊光模塊SFP+是SFP運(yùn)用于10Gbit/s以太網(wǎng)和8.5Gbit/s光纖通

15、道系統(tǒng)的最新型可插拔光模塊。這種模塊的設(shè)計(jì)目的是經(jīng)過(guò)更小的體積和更低的本錢(qián)，提供更高的接入密度，最終提高用戶(hù)接入容量。gigac19XFP模塊模塊XFP模塊是一種可熱插拔的、占電路板面積很小的、串行串行光收發(fā)器，可以支持SONETOC192、10Gbps以太網(wǎng)、10Gbps光纖通道和G.709鏈路。gigac20GBIC光模塊光模塊GBIC是GigaBitrateInterfaceConverter的縮寫(xiě)，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)上可以為熱插拔運(yùn)用，是一種符合國(guó)際規(guī)范的可互換產(chǎn)品。gigac21Xenpak光模塊Xenpak光模塊經(jīng)過(guò)70pin的SFP銜接器與電路板

16、銜接，其數(shù)據(jù)通道是XAUI接口；Xenpak支持一切IEEE802.3ae定義的光接口，在線(xiàn)路端可以提供10.3Gb/s、9.95Gb/s或43.125Gb/s的速率。gigac22Xpak和和X2光模塊光模塊Xpak和X2光模塊都是從Xenpak規(guī)范演進(jìn)而來(lái)的，其內(nèi)部功能模塊與Xenpak根本相同，在電路板上的運(yùn)用也一樣，都是運(yùn)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Xenpak光模塊安裝到電路板上時(shí)需求在電路板上開(kāi)槽，實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜，無(wú)法實(shí)現(xiàn)高密度運(yùn)用。而Xpak和X2光模塊經(jīng)過(guò)改良后體積只需Xenpak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。gi

17、gac23光模塊功能失效重要緣由光模塊功能失效分為發(fā)射端失效和接納端失效，分析詳細(xì)緣由，最常出現(xiàn)的問(wèn)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)生的緣由有：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運(yùn)用的光纖銜接器端面曾經(jīng)污染，光模塊光口二次污染；C帶尾纖的光接頭端面運(yùn)用不當(dāng)，端面劃傷等；D運(yùn)用劣質(zhì)的光纖銜接器；2ESD損傷ESD是ElectroStaticDischarge縮寫(xiě)即靜電放電，是一個(gè)上升時(shí)間可以小于1ns10億分之一秒甚至幾百ps1ps10000億分之一秒的非?？斓倪^(guò)程，ESD可以產(chǎn)生幾十Kv/m甚至更大

18、的強(qiáng)電磁脈沖。靜電會(huì)吸附灰塵，改動(dòng)線(xiàn)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遭到影響；甚至破壞元件的絕緣或?qū)w，使元件不能任務(wù)完全破壞。ESD是不可防止，除了提高電子元器件的抗ESD才干，重要的是正確運(yùn)用，引起ESD損傷的要素有：環(huán)境枯燥，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t2；運(yùn)輸和存放過(guò)程中沒(méi)有防靜電包裝；設(shè)備沒(méi)有接地或者接地不良；gigac24光收發(fā)一體光模塊運(yùn)用留意點(diǎn)1光口問(wèn)題光口問(wèn)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螅篈選擇符合入網(wǎng)規(guī)范的光纖銜接器；B光纖銜接器要有封帽，不運(yùn)用時(shí)蓋上封帽，防止光纖銜接器污染而二次污染光模塊光口；封帽不運(yùn)用時(shí)應(yīng)放在防塵干凈處保管；C光纖銜接器插入是程度對(duì)準(zhǔn)光口，防止端面和套筒劃傷；D光模塊光口防止長(zhǎng)時(shí)間暴露，不運(yùn)用時(shí)加