超详细的光模块介绍
光模块知识
光模块知识
光模块简介
光模块（Optical Module）是一种在电信通信系统中，由光纤连接各种电子设备的一种设备，用来降低线缆的负载，满足高带宽要求的无线传输，有效地提升传输速率。
光模块有各种不同类型，包括单模、多模、单纤、跳纤、光电转换、光电耦合等等，他们都可以用来满足特定的信号传输要求。
光模块的结构
光模块是由电子电路和光纤组成的。
电子电路主要是用来处理信号，可以检测信号，转换信号、滤波，扩展信号范围等功能。
光纤是作为信号传输的介质，它可以传输大量的数据，而且速度比普通线缆快得多。
光模块分类
1、单模光模块
单模光模块是一种常用的光模块，它具有体积小，结构简单，价格便宜的优点，特别适合低速度的传输，如电信接入网，宽带接入网，有线电视网和无线电缆网等。
2、多模光模块
多模光模块是一种在高速传输应用中使用的光模块，它具有高可靠性和高速传输的特点，能够满足高速的网络应用，如网络存储、网络视频传输、网络控制等。
3、单纤光模块。
10分钟讲懂光模块
10分钟讲懂光模块
光模块是指集成了光学元件和电子元件的模块，用于光通信、光测量和光电传感等领域。
光模块通常包括光源、光调制器、光检测器、光耦合器、光滤波器、光放大器等组件，其作用是将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号。
首先，光源是光模块的重要组成部分，它可以是激光二极管、LED等，用来产生光信号。
光源的稳定性和功率输出对光模块的性能有重要影响。
其次，光调制器用来调制光信号，常见的有电吸收调制器、电吉他吸收调制器等，通过改变光的强度或频率来传输信息。
光检测器则负责将光信号转换为电信号，常见的有光电二极管、光电探测器、光电倍增管等，其灵敏度和响应速度对光模块的性能至关重要。
光耦合器用来将光信号传输到光纤或者其他光学器件中，有效地耦合光源和光纤，保证光信号的传输效率和质量。
此外，光滤波器和光放大器等组件也在光模块中扮演重要角色，用来过滤特定波长的光信号或者增强光信号的强度。
总的来说，光模块通过集成光学元件和电子元件，实现了光信号的调制、传输和检测，广泛应用于光通信、光测量和光电传感等领域，是现代光学技术中不可或缺的重要组成部分。
光模块简介(详细)分解
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。
• Fiberpon目前提供100M到10G全系列光收发模块，用户可根据自己的网络需求选择所需要的
。
• 目前常规通用的光模块主要包括：光发送器，光接收器，Transceiver（光收发一体模块）以
及Transponder（光转发器）。
• Transceiver（光收发一体模块）
Transceiver的主要功能是实现光电/电光变换，包括光功率控制、调制发送，信号探测、IV转换以及限幅放大判决再生功能， 此外还有些防伪信息查询、TX-disable等功能，常见的有：SIP9、SFF、SFP、GBIC、XFP等。
因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。
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武汉飞鹏光科技有限公司
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三种：850nm波段、1310nm波段以及 1550nm波段。
850nm波段：多用于短距离传输； 1310nm和1550nm波段：多用于中长距离传输。 第一、中心波长：单位纳米（nm），目前主要有3种： 1） 850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）； 2） 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)； 3） 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)； 第二、传输速率：指每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps，目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、 10Gbps等。传输速率一般向下兼容，因此155M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模块。此外，在光纤存储系统（SAN）中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps ； 第三、传输距离：指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，km）,光模块一般有以下几种规 格：多模550m，单模15km、40km、80km和120km等等，详见第一项说明。
光模块基础知识介绍
接收部分原理
接收部分
光 信 号 放 光电 电信号 大 检测 器 均 衡 器 判 决 器 时 钟 恢 复
输出部分
解 码 扰 码 码型 反变换 电 信 号
AGC
输入输出缓冲
告警阈值设置 及判决输出
四、光模块设计及调试关键要素
LD接口电路：
交流耦合 直流耦合 优势：提高边沿速度、降低EMI 幅射及高频噪 优势：多速率兼容、更少的元件数量、低功耗、 声、调制电流范围宽、增大了电感容限。 易于匹配 不足：功耗大、引入了低频截止、元件数量多。 不足：调制电流范围窄、低负载阻抗遇高内阻 器件时对指标要求高。 注意事项：考虑是否需要加入补偿网络来消除 振铃和过冲？交耦电容的参数值在不同速率下 注意事项：布线尽可能的短，OUT-端负载要与 使用需要进行适当调整，特别是低频条件下 OUT+到LD的负载匹配，725型器件适用性高。 （<155M），应用于SDH、SONET系统时频 率要求更高。
数字光模块基础知识介绍
内容提要
一、光模块的定义 二、光模块的分类 三、光模块的主要功能原理 四、光模块设计及调试的关键要素
一、光收发一体模块定义
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。
ATC部分
当由于某种原因，使LD的输出光功率降低时，耦合至光电二极管的电流也同比例减小，这样，通常状态下的平衡被打破，使得运放 输出端的电压增大，于是，三极管的基极电流增大，集电极电流也随之增大，而集电极电流正是流入LD的偏置电流。因此，流入激 光器的电流增大，输出光功率相应增大，从而使输出光功率保持不变。 通过以上描述，理论上我们是可以通过驱动器的APC控制来实现TE的性能指标。而由于热胀冷缩有可能导致PD机械位移等多种因 素，使得LD的出光与PD的监测光电流不是理论上的线性关系。故此现在很多光模块的TE指标控制在高端客户需求的±1dB很困难。
超详细的光模块介绍
超详细的光模块介绍光模块发展简述光模块分类按封装：1*9 、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、XENPARK、300pin 等。
按速率：155M、622M、1.25G、2.5G、4.25G、10G、40G等。
按波长：常规波长、CWDM、DWDM等。
按模式：单模光纤（黄色）、多模光纤（橘红色）。
按使用性：热插拔（GBIC、SFP、XFP、XENPAK）和非热插拔（1*9、SFF）。
封装形式光模块基本原理光收发一体模块（Optical Transceiver)光收发一体模块是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。
由两部分组成：接收部分和发射部分。
接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。
发射部分：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(APC)，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分：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比特数，单位Mb/s 或Gb/s。
主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和万兆。
2.传输距离光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。
一般认为2km 及以下的为短距离，10～20km 的为中距离，30km、40km 及以上的为长距离。
■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。
注意：• 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。
光模块基础知识介绍解读
二、光收发一体模块分类
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 （IEEE802.3，ITU-T G957, GR-253-CORE) 按照封装分： 1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP 1×9封装--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--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4G，多采用LC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（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XFP）
三、光模块功能原理
通信方式以光波为载波，以光导纤维作为传输媒介。
信 号
光 端 端 机 （收） 机
信 号
光源：把电信号变成光信号，输入于光纤传输。 光检测器：把来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、 整形、再生恢复原形后输入到电端机的接收。
发射部分原理 发送部分 输入部分
电信号 均衡
码型变换
ATC
扰码
编码
驱动 APC
光源
光纤
时钟
光监测
告警输出
调制驱 动部分
光监测 部分
APC控制部分
用背光二极管将激光二 极管的光输出转换为相 应的光电流，经APC环 路反馈来控制激光二极 管LD的偏置电流，从而 维持光输出功率恒定。 恒定功率值由外接电阻 RAPCSET设定，APC 环路的时间常数则由外 接电容CAPC确定。
10分钟讲懂光模块
10分钟讲懂光模块
光模块是一种集成了光源和光探测器的组件，用于发送和接收光信号。
它通常由激光器、光纤传输介质、接收器和电子驱动电路组成。
首先，让我们先了解激光器，它是光模块中的光源。
激光器是一种能够产生高度聚焦的、单色、相干光的器件。
它利用输入的能量来激发介质中的原子或分子，使其产生受激辐射，从而产生一束高度定向的光。
光纤传输介质是光模块中用于传输激光器产生的光信号的介质。
它通常由细长的光纤组成，能够将光信号从激光器传输到接收器。
接收器是光模块中的光探测器，用于接收从光纤传输介质中传送过来的光信号并转换成电信号。
接收器通常由光电二极管或光电探测器组成，当光信号照射到它们上面时，它们会产生电势差。
最后，光模块还包括电子驱动电路，用于控制光源和接收器的工作。
它负责向激光器提供适当的电流和电压，以保证激光器的正常工作；同时，它还对接收器产生的电信号进行放大和处理，以确保信号的准确接收和解码。
总结起来，光模块是一种集成了激光器、光纤传输介质、接收器和电子驱动电路的模块化组件，用于发送和接收光信号。
它通过激光器产生光信号，通过光纤传输介质将光信号传送到接
收器，然后通过接收器将光信号转换成电信号。
电子驱动电路负责控制光源和接收器的工作。
这些组件的配合使得光模块能够实现高效、可靠的光通信和传输。
超详细的光模块介绍（请收藏）
超详细的光模块介绍（请收藏）一、光模块发展简述1、光模块分类按封装：1*9 、GBIC、 SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、XENPARK、300pin等。
按速率：155M、622M、1.25G、2.5G、4.25G、10G、40G等。
按波长：常规波长、CWDM、DWDM等。
按模式：单模光纤（黄色）、多模光纤（橘红色）。
按使用性：热插拔（GBIC、 SFP、XFP、XENPAK）和非热插拔（1*9、SFF）。
封装形式二、光模块基本原理1、光收发一体模块（Optical Transceiver)光收发一体模块是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。
由两部分组成：接收部分和发射部分。
接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。
发射部分：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(APC)，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分：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。
2、光模块内部结构三、光模块的主要参数1. 传输速率传输速率指每秒传输比特数，单位Mb/s 或Gb/s。
主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和万兆。
2.传输距离光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。
一般认为2km 及以下的为短距离，10～20km 的为中距离，30km、40km 及以上的为长距离。
■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。
注意：· 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。
光模块及光接收器知识介绍
光模块及光接收器知识介绍光模块与光接收器是光通信系统中重要的组成部分，它们用于发送和接收光信号，实现光纤通信。
本文将介绍光模块和光接收器的基本原理、类型、特性以及应用领域。
光模块是一种能够将电信号转换为光信号并发送的设备。
它由光发射器和驱动电路组成。
光发射器一般采用激光器作为光源，通过驱动电路控制激光器的工作状态，从而产生光信号。
根据不同的工作波长，光模块可分为可见光模块和红外光模块。
可见光模块通常工作在可见光范围内的波长，主要用于短距离通信和室内通信。
而红外光模块则工作在红外光范围内的波长，其通信距离较远。
光模块的主要特性包括发射功率、工作波长、调制速率和工作温度等。
发射功率是指光模块发射光信号的强度，一般以毫瓦（mW）为单位。
工作波长是指光模块发射的光信号的波长范围，常用的工作波长有850纳米、1310纳米和1550纳米等。
调制速率是指光模块能够调制的最高频率，一般以Gbps为单位。
工作温度是指光模块可以正常工作的温度范围，典型的工作温度范围为0℃到70℃。
光接收器是光通信系统中用于接收并转换光信号为电信号的设备。
光接收器由光探测器和前置放大器组成。
光探测器通常使用光电二极管或光电二极管阵列，其能够将接收到的光信号转换为电压信号。
前置放大器用于放大光探测器输出的微弱电压信号，从而提高传输距离和传输质量。
同样地，光接收器也具有发射功率、工作波长、调制速率和工作温度等特性。
不过，光接收器的发射功率通常为0，因为它只负责接收光信号而不负责发射。
光模块和光接收器应用于众多领域，包括数据中心、电信网络、广播电视传输、无线通信等。
在数据中心中，光模块和光接收器被广泛应用于数据传输和服务器之间的连接，具有高速传输、低延迟和高可靠性等优点。
在电信网络中，光模块和光接收器用于长距离光纤通信，提供高带宽和高速率的数据传输。
在广播电视传输中，光模块和光接收器被用于光纤传输视频信号，实现高清晰度的传输效果。
在无线通信中，光模块和光接收器用于光无线传输，提供更高的传输速率和更低的功耗。
光模块基础知识介绍
光模块基础知识介绍目录一、光模块概述 (2)1.1 光模块的定义 (3)1.2 光模块的作用 (4)1.3 光模块的应用领域 (5)二、光模块的分类 (6)2.1 按传输速率分类 (7)2.1.1 低速光模块 (8)2.1.2 中速光模块 (9)2.1.3 高速光模块 (11)2.2 按接口类型分类 (12)2.2.1 SC型光模块 (13)2.2.2 LC型光模块 (13)2.2.3 MPO型光模块 (14)2.2.4 TO型光模块 (16)2.3 按传输距离分类 (17)2.3.1 短途光模块 (18)2.3.2 中长途光模块 (19)三、光模块的工作原理 (20)3.1 光模块的信号传输过程 (22)3.2 光模块的信号编码与解码 (23)3.3 光模块的电源管理 (24)四、光模块的性能指标 (25)4.1 传输速率 (26)4.2 传输距离 (27)五、光模块的选购与使用 (28)5.1 如何根据应用场景选择合适的光模块 (29)5.2 光模块的安装与调试 (30)5.3 光模块的维护与保养 (31)六、光模块市场与发展趋势 (32)6.1 光模块市场的现状 (33)6.2 光模块市场的发展趋势 (34)6.3 光模块技术的发展动态 (35)一、光模块概述随着信息技术的飞速发展，光通信作为现代通信的主要手段，在全球范围内得到了广泛的应用和推广。
在光通信系统中，光模块作为核心组件之一，起着至关重要的作用。
本文将对光模块的基础知识进行简要介绍。
光模块是一种将电信号转换为光信号并进行传输的器件，它实现了光与电之间的转换，为光通信系统提供了稳定、高效的数据传输通道。
光模块广泛应用于光纤通信、数据中心、局域网络等领域，为各种应用场景提供高速、大容量的数据传输解决方案。
光模块的基本构成包括光发射器、光接收器以及光放大器等部分。
光发射器负责将电信号转换为光信号，并发射出去；光接收器则负责将接收到的光信号转换为电信号。
光模块知识(全)
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光模块基础知识介绍
热敏电阻 TEC
激光器管芯
l0激光输出
TEC 控制电路
由温度实现波长反馈控制示意图
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光模块基础知识介绍
• 2.2 接收部分
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光模块基础知识介绍
2.2.1 PIN/APD的主要特性
波长响应范围：对一定波长范围内的入射光进行光电转换。
• 通过检测背光二极管（MD） 产生的光电流（平均值）来 实现闭环控制
• APC调节偏置电流来保持平 均输出光功率稳定
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光模块基础知识介绍
2.1.4 TEC温度控制电路
DWDM（密集波分复用）技术不断发展，为了尽可能地传输更多的信道，要 求光源峰值波长的间隔尽可能地小，这就对激光器波长的稳定性提出了更高 的要求。对于采用0.8nm（100GHz）信道间隔的DWDM系统，一个0.4nm的 波长变化就能把一个信道移到另一个信道上。DWDM激光器的波长容差典型 值为±0.1nm。
• LD的两个主要参数：阈值电流
Ith和斜效率S（Slope efficiency）
是温度的函数，且具有离散性
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光模块基础知识介绍
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光模块基础知识介绍
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光模块基础知识介绍
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光模块基础知识介绍
2.1.2 激光二极管驱动电路
• 驱动电路实质上就是一个高 速电流开关
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光模块基础知识介绍
2.1.3 自动功率控制（APC）原理
正常工作时为低电平( <0.8V )
• TX_Disable:关断使能输入.需要在模块内由4.7K~10K电阻上拉至2~VCC+0.3V. 低电平(0~0.8) 正常工作 高电平(2~3.465)关断 悬空:关断
光模块介绍 简介
限幅放大器：Limiting Amplifier (LA) 自动增益控制放大器：Automatic Gain Control Amplifier (AGC).
19
A
跨阻放大器（TIA）
Vcc i
Rf
i
A
u o =iR f
D Flip-Flop
22
A
驱动芯片
➢ 激光器驱动（电流） ➢ 调制器驱动（电压）
23
A
MUX &DeMUX
➢ MUX：16路并行 数据输入，经过并串转换，输出数 据。（如并行数据输入为622Mb/s ，那么输出数据为 9.95Gb/s）
➢ DeMUX：则反过来，输入数据经过串并转换，输出16 路并行 数据
A
典型光发射模块功能框图（外调制）
偏置电压 控制
匹配电路
BC
ATC
自动温度 控制
Driver
EAM Laser
XC MC
APC
占空比控 制
40
调制电压 控制
自动光功率控制
A
PIN型光接收模块功能框图
PIN/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
PIN/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
14
A
激光器
➢ FP LD (Fabry-Perot Laser) ➢ DFB LD (Distributed-Feedback Laser) ➢ VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)
SFP光模块及光接收器知识介绍
SFP光模块及光接收器知识介绍SFP（Small Form-factor Pluggable）光模块是一种常见的光纤传输设备，主要用于连接光纤通信设备之间的传输。
光接收器是SFP光模块的组成部分之一，用于接收光信号，将其转换为电信号。
下面将详细介绍SFP光模块及光接收器的知识。
SFP光模块是一种热插拔的光模块，采用金属外壳，体积小巧，适用于高速数据传输。
SFP光模块可以通过不同的接口类型实现不同的光纤传输，常见的接口类型包括千兆以太网、光纤通道和SONET/SDH等。
SFP光模块的传输距离和传输速率可以根据不同的要求进行选择，通常传输速率有100 Mbps、1 Gbps、2 Gbps和4 Gbps等。
SFP光模块的工作原理是通过光电转换传输数据。
当光信号经过光纤传输到达目标设备时，SFP光模块中的光接收器会将光信号转换为电信号，并将其传输到目标设备的接收器中进行处理。
SFP光模块也可以逆向工作，将电信号转换为光信号，通过光纤传输到达目标设备。
光接收器是SFP光模块的核心组成部分之一，也是实现光电转换的关键。
光接收器主要由光电转换器件、放大器和电子接口组成。
光电转换器件通常采用光电二极管或光电二极管阵列，用于接收光信号并转换为电信号。
放大器用于放大电信号，以提高信号的传输距离和质量。
电子接口用于将电信号传输到目标设备的接收器中，以进行进一步的处理和传输。
光接收器的性能包括接收灵敏度、动态范围、传输速率和传输距离等。
SFP光模块及光接收器具有许多优点。
首先，SFP光模块具有热插拔功能，方便快速更换和维修。
其次，由于体积小巧，SFP光模块可以大大减少设备的体积和重量，适用于高密度部署。
此外，SFP光模块的传输速率和传输距离可根据需要进行选择，以满足不同应用场景的需求。
最后，由于光信号的传输不受电磁干扰，SFP光模块具有较低的误码率和噪音性能。
总之，SFP光模块及光接收器是光纤传输技术中常用的设备，它们通过光电转换实现光信号的传输，并具有热插拔、高速传输和抗干扰等优点。
光模块综述
光模块综述
光模块是用于光通信和光传输的关键组件。
它通常包括光发射器、光接收器和光电转换器等元件，能够实现光信号的发射、接收、放大和转换等功能。
光模块的发射器部分通常采用激光二极管或LED等光源，通过电流调制的方式产生光信号。
而接收器部分则采用光电转换器，将接收到的光信号转换成电信号。
根据应用需求的不同，光模块可以分为多种类型。
常见的光模块有：1. 10G光模块：用于传输速率为10Gbps的光通信系统，包括SFP+、XFP和X2等类型。
2. 25G光模块：用于传输速率为25Gbps的光通信系统，包括SFP28和QSFP28等类型。
3. 40G光模块：用于传输速率为40Gbps的光通信系统，包括QSFP+和CFP等类型。
4. 100G光模块：用于传输速率为100Gbps的光通信系统，包括QSFP28、CFP2和CFP4等类型。
还有用于数据中心互连的光模块，如100G QSFP28和400G QSFP-DD 等。
光模块在光通信系统中起到了至关重要的作用。
它能够实现高速、远距离、大容量的光信号传输，并广泛应用于数据中心、电信网络、广播电视和无线通信等领域。
随着光通信技术的不断发展，光模块的性能也在不断提高，传输速率和传输距离不断增加，同时体积和功耗也在逐渐减小，为光通信的进一步发展提供了有力支持。
光模块知识整理
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。
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
• 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
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
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超详细的光模块介绍光模块发展简述光模块分类按封装：1*9 、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、XENPARK、300pin 等。
按速率：155M、622M、1.25G、2.5G、4.25G、10G、40G等。
按波长：常规波长、CWDM、DWDM等。
按模式：单模光纤（黄色）、多模光纤（橘红色）。
按使用性：热插拔（GBIC、SFP、XFP、XENPAK）和非热插拔（1*9、SFF）。
封装形式光模块基本原理光收发一体模块（Optical Transceiver)光收发一体模块是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。
由两部分组成：接收部分和发射部分。
接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。
发射部分：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(APC)，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分：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比特数，单位Mb/s 或Gb/s。
主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和万兆。
2.传输距离光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。
一般认为2km 及以下的为短距离，10～20km 的为中距离，30km、40km 及以上的为长距离。
■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。
注意：• 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。
• 因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。
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三种：850nm 波段、1310nm 波段以及1550nm 波段。
• 850nm 波段：多用于≤2km短距离传输• 1310nm 和1550nm 波段：多用于中长距离传输，2km以上的传输。
光纤类型1. 光纤模式（Fiber Mode）按光在光纤中的传输模式可将光纤分为单模光纤和多模光纤两种。
多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。
但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。
多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关，具体关系请参见下表。
单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。
2. 光纤的端面与直径• 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：Φ3，Φ2, Φ0.93. 光纤接口连接器类型接口连接器用于连接可插拔模块及相应的传输媒质。
光纤连接器是光纤通信系统中不可缺少的无源器件，它的使用使得光通道间的可拆式连接成为可能，既方便了光系统的调测与维护，又使光系统的转接调度更加灵活。
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125um）；多模光纤连接器（一种是G.651 纤其内径50um，外径125um；另一种是内径62.5um，外径125um）；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，LCSC（Subscriber Connector Standard Connector，标准光纤连接器），由日本NTT公司开发的模塑插拔耦合式连接器。
其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形；插针由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构。
紧固方式采用插拔销式，不需要旋转。
外观图如下所示LC 连接器（Lucent Connector or Local Connector，朗讯连接器），外观图如下：LC 连接器（Lucent Connector or Local Connector，朗讯连接器），外观图如下：注意：为了保护光纤连接器的清洁，请务必保证在未连接光纤时盖上防尘帽。
接口指标输出光功率输出光功率指光模块发送端光源的输出光功率。
可以理解为光的强度，单位为W或mW或dBm。
其中W或mW为线性单位，dBm为对数单位。
在通信中，我们通常使用dBm来表示光功率。
公式：P(dBm)=10Log(P/1mW)光功率衰减一半，降低3dB，0dBm的光功率对应1mW使用光功率计测量。
针对PON产品，由于其ONU端采用的是突发模式，因此需使用专用的光功率计进行测量，串接在线路中，可以即时给出当前上行和下行的光功率。
接收灵敏度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，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高。
考虑到光纤老化或其他不可预见因素导致的链路损耗增大，最佳接收光功率范围控制在接收灵敏度以上2-3dB 至过载点以下2-3dB，即上图中的白色区域。
受压灵敏度受压灵敏度指输入信号在附加了抖动和垂直眼闭（vertical eye closure）劣化条件后测得的灵敏度值，单位：dBm。
此概念仅针对于10G 接口模块（XENPAK 模块及XFP 模块）。
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。
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。
光饱和度又称饱和光功率，指的是在一定的传输速率下，维持一定的误码率（10-10～10-12）时的最大输入光功率，单位：dBm。
■需要注意的是，光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象，当出现此现象后，探测器需要一定的时间恢复，此时接收灵敏度下降，接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象，而且还非常容易损坏接收端探测器，在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。
注意对于长距光模块，由于其平均输出光功率一般大于其最大输入光功率（即光饱和度），因此请用户使用时关注光纤使用长度，以保证到达光模块的实际接收光功率小于其光饱和度，否则有可能造成光模块的损坏。
SFP光模块SFP光模块，全称Small Form-factor Pluggable，即：小型可热插拔光收发一体模块。
SFP模块体积比GBIC模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。
SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。
有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）。
外观结构：分类：速率：155M、1.25G、2.5G、4.25G等波长：常规波长、CWDM、DWDM距离：短距、中距、长距传输模式：电口、单模（光纤黄色）、多模（光纤橘红色）SFP光模块的特殊类型包括：BIDI-SFP、电口SFP、CWDM SFP、DWDM SFP、SFP+光模块等。
BiDi（Bidirectional）即：单纤双向。
利用WDM技术,发送和接收两个方向使用不同的中心波长。
实现一根光纤双向传输光信号。
一般光模块有两个端口，TX 为发射端口，RX为接收端口；而该光模块只有1个端口，通过光模块中的滤波器进行滤波，同时完成1310nm光信号的发射和1550nm光信号的接收，或者相反。
因此该模块必须成对使用，他最大的优势就是节省光纤资源。
应用领域：常规SFP、xWDM SFP、以及PON SFPC-SFPCompact SFP，紧凑型SFP，在现有SFP封装基础上，发展为更先进、更紧凑的CSFP封装。
CSFP MSA中共定义了3种C-SFP：1ch Compact SFP2ch Compact SFP（Option 1）2ch Compact SFP（Option 2）SFP光模块安装SFP光模块安装SFP光模块卸载注意：永远不要让光纤尾部正对你的眼睛，永远不要向光纤里面看，不要直接或使用仪器看光纤尾部。
激光是不可见的，但可能会对人眼造成永久伤害。
光模块功能失效重要原因光模块功能失效分为发射端失效和接收端失效，分析具体原因，最常出现的问题集中在以下几个方面：1. 光口污染和损伤由于光接口的污染和损伤引起光链路损耗变大，导致光链路不通。
产生的原因有：A. 光模块光口暴露在环境中，光口有灰尘进入而污染；B. 使用的光纤连接器端面已经污染，光模块光口二次污染；C. 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；D. 使用劣质的光纤连接器；2. ESD损伤ESD是ElectroStatic Discharge缩写即"静电放电"，是一个上升时间可以小于1ns（10亿分之一秒）甚至几百ps（1ps＝10000亿分之一秒）的非常快的过程，ESD可以产生几十Kv/m甚至更大的强电磁脉冲。
静电会吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命；ESD的瞬间电场或电流产生的热，使元件受伤，短期仍能工作但寿命受到影响；甚至破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。
ESD是不可避免，除了提高电子元器件的抗ESD能力，重要的是正确使用，引起ESD损伤的因素有：• 环境干燥，易产生ESD；• 不正常的操作，如：非热插拔光模块带电操作；不做静电防护直接用手接触光模块静电敏感的管脚[t2]；运输和存放过程中没有防静电包装；• 设备没有接地或者接地不良；光收发一体光模块应用注意点1. 光口问题光链路上各处的损耗衰减都关系到传输的性能，因此要求：A．选择符合入网标准的光纤连接器；B．光纤连接器要有封帽，不使用时盖上封帽，避免光纤连接器污染而二次污染光模块光口；封帽不使用时应放在防尘干净处保存；C．光纤连接器插入是水平对准光口，避免端面和套筒划伤；D．光模块光口避免长时间暴露，不使用时加盖光口塞；光口塞不使用时储存在防尘干净处；E．光纤连接器的端面保持清洁，避免划伤；2．ESD 损伤ESD是自然界不可避免的现象，预防ESD从防止电荷积聚和让电荷快速放电两方面着手：A. 保持环境的湿度30～75％RH；B. 对光模块操作时做静电防护工作（如：带静电环或将手通过预先接触机壳等手段释放静电），接触光模块壳体，避免接触光模块PIN 脚；C. 使用的相关设备采用并联接地的公共接地点接地，保证接地路径最短，接地回路最小，不能串联接地，应避免采用外接电缆连接接地回路的设计方式；D. 包装和周转的时候，采用防静电包装和防静电周转箱/车；E. 禁止对非热插拔的设备，进行带电插拔的操作；F. 避免用万用表表笔直接检测静电敏感的管脚；简易光模块失效判断步骤1. 测试光功率是否在指标要求范围之内，如果出现无光或者光功率小的现象。