《光模块知识整理》PPT课件.ppt
光模块知识整理,第一 光模块的种类1.光发送器2.光接收器3.光收发一体模块（Transceiver)4.光转发器（Transponder),1.Transceiver（光收发一体模块）Transceiver的主要功能是实现光电/电光变换，常见的有：SFP.GBIC.XFP等。2.Transponder（光转发器）Transponder除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信号处理功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。常见的有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK等。,光收发一体模块构成,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。,光模块的主要参数,1.传输速率 传输速率指每秒传输的比特数，单位有Mb/s或者Gb/s。2.传输距离 短距离 2km及以下 中距离 10-20km为中距离 长距离 30 40及以上为长距离3.中心波长 中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模块的中心波长主要有850nm 1310nm 1550nm 850nm波段多用于小于2KM的短距离传输，1310和1550波段多用于大于2km及中长距离传输。,光纤的相关知识,光纤知识光纤是传输光波的导体。光纤从光传输的模式来分可分为单模光纤和多模光纤。在单模光纤中光传输只有一种基模模式，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽因而适用与高速，长距离的光纤通迅。在多模光纤中光传输有多个模式，由于色散或像差，这种光纤的传输性能较差，频带窄，传输速率较小，距离较短。,光纤的一些特性参数,光纤的结构预制的石英光纤棒拉制而成，通信用的多模光纤和单模光纤的外径都为125m。纤体分为两个区域：纤芯(Core)和包层(Cladding layer)。单模光纤纤芯直径为810m，多模光纤纤芯径有两种标准规格，芯径分别为62.5m（美国标准）和50m（欧洲标准）。从颜色上可以区分单模光纤和多模光纤。单模光纤外体为黄色，多模光纤外体为橘红色。,光纤连接器的相关知识,光纤连接器光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成，插头由插针和外围的锁紧结构组成。根据不同的锁紧机制，光纤连接器可以分为FC型、SC型、LC型、ST型和MTRJ型。FC连接器采用螺纹锁紧机构，是发明较早、使用最多的一种光纤活动连接器。SC是一种矩形的接头，由NTT研制，不用螺纹连接，可直接插拔，与FC连接器相比具有操作空间小，使用方便。低端以太网产品非常常见。LC是由LUCENT开发的一种Mini型的SC连接器，具有更小的体积，已广泛在系统中使用，是今后光纤活动连接器发展的一个方向。低端以太网产品非常常见。ST连接器是由AT&T公司开发的，用卡口式锁紧机构，主要参数指标与FC和SC连接器相当，但在公司应用并不普遍，通常都用在多模器件连接，与其它厂家设备对接时使用较多。MTRJ的插针是塑料的，通过钢针定位，随着插拔次数的增加，各配合面会发生磨损，长期稳定性不如陶瓷插针连接器。,以太网交换机常用光模块的相关了解,以太网交换机常用的光模块有SFP，GBIC，XFP，XENPAK。它们的英文全称，中文名不常用，可以简单了解下:SFP:Small Form-factor Pluggable transceiver，小封装可插拔收发器GBIC：GigaBit Interface Converter，千兆以太网接口转换器XFP:10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver 万兆以太网接口小封装可插拔收发器XENPAK:10 Gigabit EtherNet Transceiver PAcKage万兆以太网接口收发器集合封装光纤千兆位以太网包括1000Base-SX、1000Base-LX、1000Base-LH和1000Base-ZX等4个标准。其中，SX(Short-wave)为短波，LX(longwave)为长波，LH(long-haul)和ZX(extended range)为超长波，1000Base-SX和1000Base-LX既可使用单模光纤，也可使用多模光纤；而1000Base-LH和 1000Base-ZX则只能使用单模光纤。,CWDM和DWDM的比较,随着Internet的IP数据业务高速增长，造成对传输线路带宽的需求不断加大。虽然DWDM（密集波分复用）技术作为最有效的解决线路带宽扩容的方法，但是CWDM(粗波分复用)技术比DWDM在系统成本、可维护性等方面具有优势。CWDM与DWDM皆属于波分复用技术，都可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去，一起传输。CWDM的ITU最新标准为G.695，规定了从1271nm到1611nm之间间隔为20nm的18个波长通道，考虑到普通G.652光纤的水峰影响，一般使用16个通道。因为通道间隔大所以，合分波器件以及激光器都比DWDM器件便宜DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔较小、需要额外的波长控制器件，所以基于DWDM技术的设备较之基于CWDM技术的设备价格高,一些技术名词的相关解释,光模块的传输距离受到限制，主要是因为光信号在光纤中传输时会有一定的损耗和色散。损耗：是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄露导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散：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输时速度不等，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。,接口指标,1.输出光功率 指光模块发送端光源的输出光功率，单位dBm.2.接收灵敏度 指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率，单位dBm.一般情况下速率越高接收灵敏度越差，及最小接收光功率越大，对于光模块接收器件的要求也越高。3.受压灵敏度 指输入信号在附加了抖动和垂直眼闭劣化条件下测得的灵敏度值，单位dBm.此概念仅针对于10G接口模块（XENPAK 模块及 XFP模块）4.光饱和度 指的是在一定的传输速率下，维持一定的误码率时最大的输出光功率，单位dBm.,光纤模块按不同方式的分类,按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE SDH应用的155M、622M、2.5G、10G按照封装分：19、SFF、SFP、GBIC SFP+XFP X2 XENPAK 19封装-焊接型光模块，一般速率有52M/155M/622M/1.25G，多采用SC接口SFF封装-焊接小封装光模块，一般速率有155M/622M/1.25G/2.25G/4.25G，多采用LC接口GBIC封装-热插拔千兆接口光模块，采用SC接口SFP封装-热插拔小封装模块，目前最高数率可达155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G，多采用LC接口XENPAK封装-应用在万兆以太网，采用SC接口XFP封装-10G光模块，可用在万兆以太网，SONET等多种系统，多采用LC接口按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB LD 按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等按照使用方式分：非热插拔（19、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）,
