光模块介绍 PPT
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光模块基础知识培训PPT共80页
光模块基础知识培训PPT共80页目录
1.光模块概述
1.1光模块定义
1.2光模块分类
2.光模块组成与结构
2.1光电转换模块
2.2光发射模块
2.3光接收模块
2.4光连接器和接口
3.光模块应用领域
3.1数据中心
3.2通信网络
3.3其他领域
4.光模块工作原理
4.1光电转换原理
4.2光信号调制与解调原理
4.3光信号传输原理
5.光模块参数及性能指标
5.1光功率
5.2光端口功率均衡
5.3波长稳定性
5.4接收灵敏度
5.5光折射率
5.6饱和输出功率
5.7脉冲电流
5.8热效应
5.9光模块亚临界工作
5.10环境适应性
6.光模块的安装与维护6.1光模块的安装步骤6.2光模块的维护方法
6.3光模块的故障排除
7.光模块的未来发展趋势7.1高速化
7.2高密度化
7.3低功耗化
7.4光模块的集成化
8.光模块的市场前景与挑战
8.1市场前景
8.2技术挑战
8.3行业竞争格局
9.Q&A
以上是一个光模块基础知识培训PPT的目录内容，总共包含80页。
每页平均约有1500/80=18.75字，所以整个文档应该有超过1500字的内容。
具体的每页内容可以根据实际情况编写，确保文档内容完整、准确、易懂、有条理。
光模块概述
27
光眼图
• 将光发射模块输出的(NRZ码)光信号送入取样示波器,就可以观察到光信号波 形的“眼图”
• 光脉冲信号的质量都可以在光眼图上观察到
• 光脉冲波形的上升时间、下降时间、过冲和下冲(回勾)应加以控制,以免降低 接收灵敏度
• 光脉冲形状特性由眼图模板给出,眼图模板在光通信系统的标准中都已做了具 体的规定
S=ΔP(mW)/ΔI((mA)
半导体激光器的P－I特性
10
峰值波长随温度变化
半导体激光器的发射波长随结区温度而变 化。当结温升高时，半导体材料的禁区带 宽变窄，因而使激光器发射光谱的峰值波 长移向长波长,温度变化是波长漂移的主要 因素
InGaAsP/InP激光器的发射波长随 注入电流漂移的情况，此激光器没 加温度控制，由于电流的热效应， 使结温度升高，从而使发射波长漂 移
• 另一方面，加大直流偏置电流将会使光信号消光比(ER)减小， 光源消光比将直接影响接收机灵敏度
• 异质结激光器的散粒噪声在阈值处出现最大值，因此偏置电流 不能正好偏置在阈值处
• 调制电流幅度Im的选择，应根据激光器的P-I曲线，既要有足够 的输出光脉冲幅度，又要考虑到光源的负担
24
外调制
• 将调制信号控制激光器后接的外调制器，利用调制器的电光、 声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号而变，
• 随着调制速率增加，啁啾现象愈加严重 • 解决办法：降低调制幅度，即减小消光比或者采用外部调制
器
23
直接调制中偏置电流和调制电流大小的选择
• 偏置电流使其逼近(或超过)激光器阈值（降低消光比），可以 大大减小电光延迟时间，同时使弛豫振荡得到一定程度的抑制
• 偏置于阈值附近，较小的调制脉冲电流即可得到足够的输出光 脉冲，从而可大大减小码型效应和结发热效应的影响
光眼图
• 将光发射模块输出的(NRZ码)光信号送入取样示波器,就可以观察到光信号波 形的“眼图”
• 光脉冲信号的质量都可以在光眼图上观察到
• 光脉冲波形的上升时间、下降时间、过冲和下冲(回勾)应加以控制,以免降低 接收灵敏度
• 光脉冲形状特性由眼图模板给出,眼图模板在光通信系统的标准中都已做了具 体的规定
S=ΔP(mW)/ΔI((mA)
半导体激光器的P－I特性
10
峰值波长随温度变化
半导体激光器的发射波长随结区温度而变 化。当结温升高时，半导体材料的禁区带 宽变窄，因而使激光器发射光谱的峰值波 长移向长波长,温度变化是波长漂移的主要 因素
InGaAsP/InP激光器的发射波长随 注入电流漂移的情况，此激光器没 加温度控制，由于电流的热效应， 使结温度升高，从而使发射波长漂 移
• 另一方面，加大直流偏置电流将会使光信号消光比(ER)减小， 光源消光比将直接影响接收机灵敏度
• 异质结激光器的散粒噪声在阈值处出现最大值，因此偏置电流 不能正好偏置在阈值处
• 调制电流幅度Im的选择，应根据激光器的P-I曲线，既要有足够 的输出光脉冲幅度，又要考虑到光源的负担
24
外调制
• 将调制信号控制激光器后接的外调制器，利用调制器的电光、 声光等物理效应使其输出光的强度等参数随信号而变，
• 随着调制速率增加，啁啾现象愈加严重 • 解决办法：降低调制幅度，即减小消光比或者采用外部调制
器
23
直接调制中偏置电流和调制电流大小的选择
• 偏置电流使其逼近(或超过)激光器阈值（降低消光比），可以 大大减小电光延迟时间，同时使弛豫振荡得到一定程度的抑制
• 偏置于阈值附近，较小的调制脉冲电流即可得到足够的输出光 脉冲，从而可大大减小码型效应和结发热效应的影响
光模块
自动光功率控制
PIN/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
PIN/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
TxDisable
TxPower
Data In
Driver
APC/AEC
TOSA
Optical In
Data Out
MA
ROSA
Optical Out
LOS
RxPower
TxDisable
Data In
Driver APC/AEC
D Flip-Flop
光模块简介 光模块内部主要元器件 光模块调制方式
光模块的特点及应用
光模块原理框图
光模块主要性能指标
光模块接口电平
P1
P0
利用电信号的‘1’和‘0’ 控制激光器的电流大小。
激光器一直处于发光状态，电信号‘1’、‘0’ 作用于电吸 收调制器。 来控制激光器出光大小。
SDH等级 STM-1 STM-4 STM-16 STM-64 系列比特率 155.52Mb/s 622.08Mb/s 2.48832Gb/s 9.95328Gb/s
传输距离
传输距离指模块在特定光纤传输系统中能够无差错传输的最大距离 影响传输距离的因素：光纤（损耗、色散等），激光器（功率，波长， 工作方式），探测器灵敏度，传输速率等
光模块介绍简介PPT课件
CHENLI
驱动芯片
➢ 激光器驱动（电流） ➢ 调制器驱动（电压）
23 2021/3/7
CHENLI
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
纤通道 ➢ 电信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、OC-48/STM-16
34 2021/3/7
CHENLI
PON模块
特点： ➢ 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s ➢ 工作电压：3.3 V ➢ 传输距离可达20km ➢ 带数字诊断功能 应用： ➢ PON接入网
35 2021/3/7
特点： ➢ 速率可达10Gb/s ➢ 波长：1550nm，DWDM ➢ 传输距离可达80km ➢ 带数字诊断功能
应用： ➢ 电信： OC -192/STM -64
37 2021/3/7
CHENLI
主要内容
➢光模块简介 ➢光模块内部主要元器件 ➢光模块调制方式 ➢光模块的特点及应用 ➢光模块原理框图 ➢光模块主要性能指标 ➢光模块接口电平
EAM Laser
XC MC
APC
占空比控 制
40 2021/3/7
调制电压 控制
自动光功率控制
CHENLI
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)
41 2021/3/7
光模块概述概要课件
传输距离
01
光模块的传输距离是指其能够传 输信号的最大距离。
02
不同的光模块针对不同的传输距 离有不同的设计和性能参数。长 距离光模块通常采用更低的速率 ，以降低信号衰减和失真。
波长
光模块的波长是指其传输光的中心波长。
不同波长的光具有不同的传输特性和应用场景。常用的波长有1310nm和1550nm等，适用于不同的光纤网络建设和数据传输 需求。
小型化、集成化
小型化
随着光模块需求的增加，对光模块的尺寸和重量也提出了更高的要求。目前，已经出现 了多种小型化的光模块，如SFP+、QSFP+、OSFP等。
集成化
将多个光模块集成在一个封装内，可以减少光模块的体积和重量，提高设备的集成度。 目前，已经出现了多种集成化的光模块，如CPO（Co-packaged optics）等。
消光比
消光比是指光模块发送信号时的光强 最大值与最小值之比。
消光比是衡量光模块性能的一个重要 参数，它影响着接收端信号的识别和 误码率。消光比越大，信号质量越好 。
插入损耗
插入损耗是指由于插入光模块而引起的信号功率损失。
插入损耗越小，表示光模块的插入对信号的影响越小，信号传输质量越高。降低 插入损耗可以提高信号的传输质量和稳定性。
VS
详细描述
光模块的工作原理是将电信号转换为光信 号或光信号转换为电信号。在发送端，电 信号通过驱动电路调制激光器，产生相应 的光信号，然后通过光纤传输到接收端。 在接收端，探测器将光信号转换为电信号 ，再通过接收电路进行解调和处理，恢复 出原始的电信号。
Part
02
光模块的应用
通信网络中的应用
长距离通信
光模块在长途和骨干网络中用于 实现高速数据传输。由于光纤的 传输损耗较低，光模块能够实现 数百公里甚至数千公里的长距离
光模块简介(详细)分解
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。
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。
5
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。
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。
5
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PPT课件
• 饱和光功率Ps 在模块的工作速率下,当误码为某一数值(如BER=10-9)是的最大 接收光功率,即为模块的饱和光功率Ps.
• 告警信号阈值(PH-L) 在模块的工作速率下,由大到小改变输入模块的光功率,当 光功率减小到某一数值时,模块的告警输出信号电平出现反转,这时的光功率即为 告警信号阈值(PH-L).
• 4) 符合RoHS 标准
• 5) 符合SFF-8472协议
• 6) SFP-BIDI +3.3V电源供电；GBIC-BIDI +5V电源供电
• 本公司生产的BID I 模块主要是分三第个4波页段/共：26页
BIDI系列命名规则
第5页/共26页
二、组件及模块相关参数介绍
➢ 1. 发射组件部分
• DFB (Distributed Feed Back) DFB型光发射机，分布反馈（激光器）。 采用模拟残留边带调幅（AM-VSB）信号（射频信号）直接调制激光二极管，使
管，使得光输出强度随着射频信号强度的变化而变化，因此也称为直接调制光发 射机 • FP 法布里一泊罗谐振腔由两个平行的镜面构成,是激光震荡的基本条件.光隔离 度 光隔离器允许传输方向与禁止方向的光功率之比. • 正向电压Vf 当正向驱动电流If为一确定值(如对F-P LD If=Ith+20mA)时对应 于发射器件(LD、LED)上的电压值. • 阈值电流Ith 半导体激光器开始震荡亦即输出功率从无到有发生跃变时的正向驱 动电流. • 输出光功率Pf 通常指带尾纤发射器件的出纤光功率,对F-P类LD,Pf为 Ith+20mA对应的功率. • 峰值波长Ip 对LED类产品,光谱图上最大峰值处对应的波长.对LED类产品,在 0.01nm分辨峰率的光谱图上,根据其纵模分布按RMS方式计算. • 光谱宽度△I 对LED类产品,在光谱图上,相对强度下降-3dB对应的光谱宽度即为 LED的光谱宽度;对F-P类LD产品,采用ITUTG.957建议最大均方根宽度定义;对 DFB类LD产品,采用ITUTG.957建议最大-20dB宽度定义,即主模中心波长的最 大峰值功率跌落-20dB时的最大全宽. • 边模抑制比SMSR 仅对DFB-LD类产品有意义.在0.1nm的分辨峰率下测试对应 于某一电流值下的光谱图 ,计算全第调1制0页条/共件2下6页主模与最显著旁模间相对强度的差
• 告警信号阈值(PH-L) 在模块的工作速率下,由大到小改变输入模块的光功率,当 光功率减小到某一数值时,模块的告警输出信号电平出现反转,这时的光功率即为 告警信号阈值(PH-L).
• 4) 符合RoHS 标准
• 5) 符合SFF-8472协议
• 6) SFP-BIDI +3.3V电源供电；GBIC-BIDI +5V电源供电
• 本公司生产的BID I 模块主要是分三第个4波页段/共：26页
BIDI系列命名规则
第5页/共26页
二、组件及模块相关参数介绍
➢ 1. 发射组件部分
• DFB (Distributed Feed Back) DFB型光发射机，分布反馈（激光器）。 采用模拟残留边带调幅（AM-VSB）信号（射频信号）直接调制激光二极管，使
管，使得光输出强度随着射频信号强度的变化而变化，因此也称为直接调制光发 射机 • FP 法布里一泊罗谐振腔由两个平行的镜面构成,是激光震荡的基本条件.光隔离 度 光隔离器允许传输方向与禁止方向的光功率之比. • 正向电压Vf 当正向驱动电流If为一确定值(如对F-P LD If=Ith+20mA)时对应 于发射器件(LD、LED)上的电压值. • 阈值电流Ith 半导体激光器开始震荡亦即输出功率从无到有发生跃变时的正向驱 动电流. • 输出光功率Pf 通常指带尾纤发射器件的出纤光功率,对F-P类LD,Pf为 Ith+20mA对应的功率. • 峰值波长Ip 对LED类产品,光谱图上最大峰值处对应的波长.对LED类产品,在 0.01nm分辨峰率的光谱图上,根据其纵模分布按RMS方式计算. • 光谱宽度△I 对LED类产品,在光谱图上,相对强度下降-3dB对应的光谱宽度即为 LED的光谱宽度;对F-P类LD产品,采用ITUTG.957建议最大均方根宽度定义;对 DFB类LD产品,采用ITUTG.957建议最大-20dB宽度定义,即主模中心波长的最 大峰值功率跌落-20dB时的最大全宽. • 边模抑制比SMSR 仅对DFB-LD类产品有意义.在0.1nm的分辨峰率下测试对应 于某一电流值下的光谱图 ,计算全第调1制0页条/共件2下6页主模与最显著旁模间相对强度的差
光模块光纤连接器介绍PPT课件
1310nm FP/DFB
第153540n页m/共55页
Optical port
LC/SC
PIN
Male/Femal
TX OSA
• (VCSEL： Vertical Cavity Surface Emitting Laser):850nm, Short Reach
• (FP ：Fabry-Perot)Laser:1310nm，Intermediate Reach
• (DFB ：Distributed Feedback ) Laser:1310nm and 1550nm,Long Reach
第35页/共55页
ROSA Type
Application
SDH/SONET
GBE
FC CWDM DWDM
10G (SDH, Ethernet,
FC shared)
Database
• Dual LC connector • Each fiber need both on TX and
RX • Most popular.
第26页/共55页
BIDI SFP
• Single LC or SC connector
• Save fiber
• TX and RX has two different wavelength (usually 1310/1550 and 1550/1310)
第16页/共55页
GBIC
Gigabit Interface Converter, metal casing, mainly use on Gigabit Ethernet switch, hot pluggable.
第17页/共55页
XFP
光模块介绍
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。
• 10/100M自适应Copper SFP/SFP电口模块
• 千兆Copper SFP/SFP电口模块，自协商关闭 • 10/100/1000M自适应Copper SFP/SFP电口模块
SFP光模块—特殊类型
CWDM SFP：采用CWDM 技术，可以通过外接波分复用器，将不同波长的光
信号复合在一起，通过一根光纤进行传输，从而节约光纤资源。同时，接收端 需要使用波分解复用器对复光信号进行分解。
主要内容
光模块发展简述
光模块基本原理 SFP光模块分类
SFP光模块电气接口
SFP光模块接口性能指标 SFP光模块信息 SFP光模块使用注意事项 SFP光模块相关参考标准
案例讨论
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光模块接口性能指标
中心波长
即使是纯度最高的激光，也有一定的波长分布范围。例如，如果需要产生 波长为1550nm的激光，那最终能实现的是在1549～1551nm的激光，只不过 1550nm这个波长的光能量最大，这就是所谓的中心波长。
谱宽： 谱宽定义：光谱或光谱特性的波长范围的量度 基于不同的光源类型，光谱宽度有几种不同的定义，其中RMS和FWHM一般用 于描述多纵模光源（FP激光器），-20dB谱宽一般用于描述单纵模光源（FP激 光器）。 通常使用光谱仪进行测量，它可以测出光源的中心波长，光谱宽度，边模抑 制比等指标。通过下面光谱图认识一下不同类型的激光器。
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。
• 10/100M自适应Copper SFP/SFP电口模块
• 千兆Copper SFP/SFP电口模块，自协商关闭 • 10/100/1000M自适应Copper SFP/SFP电口模块
SFP光模块—特殊类型
CWDM SFP：采用CWDM 技术，可以通过外接波分复用器，将不同波长的光
信号复合在一起，通过一根光纤进行传输，从而节约光纤资源。同时，接收端 需要使用波分解复用器对复光信号进行分解。
主要内容
光模块发展简述
光模块基本原理 SFP光模块分类
SFP光模块电气接口
SFP光模块接口性能指标 SFP光模块信息 SFP光模块使用注意事项 SFP光模块相关参考标准
案例讨论
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光模块接口性能指标
中心波长
即使是纯度最高的激光，也有一定的波长分布范围。例如，如果需要产生 波长为1550nm的激光，那最终能实现的是在1549～1551nm的激光，只不过 1550nm这个波长的光能量最大，这就是所谓的中心波长。
谱宽： 谱宽定义：光谱或光谱特性的波长范围的量度 基于不同的光源类型，光谱宽度有几种不同的定义，其中RMS和FWHM一般用 于描述多纵模光源（FP激光器），-20dB谱宽一般用于描述单纵模光源（FP激 光器）。 通常使用光谱仪进行测量，它可以测出光源的中心波长，光谱宽度，边模抑 制比等指标。通过下面光谱图认识一下不同类型的激光器。
《光模块知识介绍》课件
CFP封装
大型封装，支持更高的通 道数和更高速的数据传输 。
光模块的接口类型和规范
LC接口
连接器类型，采用插拔式 连接，方便安装和维护。
SC接口
另一种常见的连接器类型 ，具有较高的插拔次数和 可靠性。
MSA接口规范
多源协议，定义了不同厂 商生产的模块之间的互操 作性。
光模块的互操作性和兼容性
互操作性
光模块集成化和小型化的发展趋势
总结词
为了降低成本、提高可靠性，光模块正朝着集成化和小型化的方向发展。
详细描述
集成化光模块将多个光器件集成在一个封装内，减少了连接器和布线的数量，提高了系 统的稳定性和可靠性。同时，小型化光模块能够满足高密度数据中心的需求，减少空间
占用和能耗。
光模块在5G、物联网等新兴领域的应用前景
不同厂商生产的模块应能够相互配合 工作，实现数据的传输。
兼容性
兼容不同厂商的模块
为了实现光模块市场的竞争和多样性 ，应确保不同厂商的模块具有互操作 性和兼容性。
同一厂商生产的模块应能够在不同设 备上实现数据的传输。
05 光模块的制造工艺和材料
光器件的制造工艺
芯片制造
在硅片上制造光器件的 核心部分，如激光器、
光学材料
如玻璃、晶体等，用于制造光 学元件。
其他材料
如连接器、电缆等，用于光模 块与其他设备的连接。
光模块的成本和价格
成本构成
芯片制造、封装工艺、光学元件 和其他材料的成本共同决定了光
模块的总成本。
价格影响因素
市场需求、技术水平、品牌知名 度等也会影响光模块的价格。
价格比较
不同类型的光模块价格差异较大 ，需要根据实际需求进行选择。
《光模块基础知识》课件
应用：广泛应用于光纤通信、数据传输等领域
光模块接口：连接光纤和电路 板，实现光信号和电信号的转 换
光模块外壳：保护内部元件， 防止灰尘、水汽等进入
光模块电路板：集成光电转换 芯片、驱动电路等，实现光信
号和电信号的转换
光模块光器件：包括激光器、 探测器等，实现光信号的发射
和接收
光模块的关键技术 参数
光模块基础知识
汇报人：PPT
目录
添加目录标题
光模块概述
光模块的基本构成
光模块的关键技术 参数
光模块的发展趋势
光模块的未来展望
添加章节标题
光模块概述
光模块是光纤通信 系统中的关键部件， 用于实现光信号和 电信号的转换
光模块主要由光发 射器、光接收器、 光耦合器、光隔离 器等组成
光模块的工作原理是 将电信号转换为光信 号，通过光纤传输， 然后在接收端将光信 号转换为电信号
光模块广泛应用于 光纤通信网络、数 据中心、云计算等 领域
光模块是光纤通信系统的核心部件，用于实现光信号和电信号的转换。 光模块可以提供高速、大容量、长距离的数据传输。 光模块广泛应用于数据中心、电信网络、广播电视等领域。 光模块可以提高系统的可靠性和稳定性，降低系统的成本和功耗。
按照传输速率分类：10G、25G、40G、100G等 按照传输距离分类：短距离（SR）、中距离（MR）、长距离（LR）等 按照封装方式分类：SFP、SFP+、QSFP+、QSFP28等 按照接口类型分类：电口、光口、混合口等 按照应用领域分类：数据中心、电信、企业网等
光接收器：将光信号转换为电信号 光电探测器：将光信号转换为电信号 放大器：放大接收到的电信号
滤波器：滤除噪声和干扰信号 解调器：将电信号转换为数字信号 信号处理电路：对数字信号进行处理和转换
光模块接口：连接光纤和电路 板，实现光信号和电信号的转 换
光模块外壳：保护内部元件， 防止灰尘、水汽等进入
光模块电路板：集成光电转换 芯片、驱动电路等，实现光信
号和电信号的转换
光模块光器件：包括激光器、 探测器等，实现光信号的发射
和接收
光模块的关键技术 参数
光模块基础知识
汇报人：PPT
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光模块概述
光模块的基本构成
光模块的关键技术 参数
光模块的发展趋势
光模块的未来展望
添加章节标题
光模块概述
光模块是光纤通信 系统中的关键部件， 用于实现光信号和 电信号的转换
光模块主要由光发 射器、光接收器、 光耦合器、光隔离 器等组成
光模块的工作原理是 将电信号转换为光信 号，通过光纤传输， 然后在接收端将光信 号转换为电信号
光模块广泛应用于 光纤通信网络、数 据中心、云计算等 领域
光模块是光纤通信系统的核心部件，用于实现光信号和电信号的转换。 光模块可以提供高速、大容量、长距离的数据传输。 光模块广泛应用于数据中心、电信网络、广播电视等领域。 光模块可以提高系统的可靠性和稳定性，降低系统的成本和功耗。
按照传输速率分类：10G、25G、40G、100G等 按照传输距离分类：短距离（SR）、中距离（MR）、长距离（LR）等 按照封装方式分类：SFP、SFP+、QSFP+、QSFP28等 按照接口类型分类：电口、光口、混合口等 按照应用领域分类：数据中心、电信、企业网等
光接收器：将光信号转换为电信号 光电探测器：将光信号转换为电信号 放大器：放大接收到的电信号
滤波器：滤除噪声和干扰信号 解调器：将电信号转换为数字信号 信号处理电路：对数字信号进行处理和转换
光模块基础知识培训
对于1.5μm DFB激光
器，波长温度系数约
为13GHz/℃
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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
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光模块基础知识介绍
• 2.1 发射部分
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光模块基础知识介绍
• 2.1.1 激光二极管的特性
• 激光二极管（LD—Laser diode） 是一个电流器件，只在它通过 的正向电流超过阈值电流Ith （Threhold current）时它发出 激光
• 为了使LD高速开关工作，必须 对它加上略大于阈值电流的直 流偏置电流IBIAS
• 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，且具有离散性培训ppt
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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
培训ppt
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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
• APD的灵敏度随着温度的升高而降低。
• 为保证APD的正常工作，需要引入高压电路及相应的温度补偿措施。 APD高压电路主要包括升压电路、倍压电路 和温度补偿 三个部分。
升压电路
倍压电路
温度补偿
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Pon ONU 光模块简介 PPT
2012-4-16
大家好
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ONU Datasheet 介绍
I档：-40~85度 E档：-20~70度 C档：0~70度
EPON ONU PX20： AOP：-1~4dBm， Sen<-24dBm； EPON ONU PX20+：AOP：0~4dBm， Sen<-27dBm；
GPON ONU Class B+：AOP：0.5~5dBm，Sen<-27dBm； GPON ONU Class C+：AOP：0.5~5dBm，Sen<-30dBm。
大家好
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ONU光模块介绍
ONU光模块是用在ONU设备上的。一般由以下 几个部分构成：突发模式激光器驱动、收端限幅 放大器、BOSA、MCU、APD升压电路等构成。 其基本框图如下：
2011-9-30
大家好
7
ONU光模块介绍
发端采用突发模式的驱动器来驱动激光器。发
端时序：对于EPON ,要求Ton/Toff<30ns,对于GPON, 要求Ton/Toff<12.8ns。
2011-9-30
大家好
8
ONU光模块介绍
激光器常用的有FP和DFB两种，根据性能要求， GPON ONU 光模块需要采用DFB激光器， EPON ONU 光模块采用FP激光器就可以了。 二者光谱如下：
2012-4-16
大家好
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ONU光模块介绍
收端采用连续接收，需要专门的限幅放大器对由PD转化过来 的电信号进行放大。收端光组件由APD-TIA 和PIN-TIA两种：
APD-TIA
PIN-TIA
2012-4-16
大家好
10
ONU光模块介绍
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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）
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SFP光模块—特殊类型
BIDI-SFP：单纤双向SFP，利用WDM技术,发送和接收两个方向的不同
中心波长，从而实现一根光纤双向传输光信号。
• BIDI 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，
BIDI模块必须成对使用，
应用领域：常规SFP、xWDM SFP、以及PON SFP
SFP光模块—特殊类型
C-SFP：Compact 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 SFP
Laser Monitor 光信号接收 PIN/APD Detector TIA
LD Bias Control RF AMP Limiter Line Driver
Tx Fault (LVTTL)
LP Filter
Rx Data (LVPECL)
Rx LOS (LVTTL)
光模块基本原理
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。
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）。
光模块发展简述-封装形式
百/千兆以太网、SDH网的传输
1X9封装
SFF封装
GBIC封装
SFP封装
300pin封装
XENPAK封装
X2封装
XFP 封装
SFP+封装
10Gbps的以太网
X2
XFP
SFP+
主要内容
光模块发展简述
光模块基本原理 SFP光模块分类
SFP光模块电气接口
SFP光模块接口性能指标 SFP光模块信息 SFP光模块使用注意事项 SFP光模块相关参考标准
案例讨论
光模块基本原理
光收发一体模块（Optical Transceiver)
主要内容
光模块发展简述
光模块基本原理 SFP光模块分类
SFP光模块电气接口
SFP光模块接口性能指标 SFP光模块信息 SFP光模块使用注意事项 SFP光模块相关参考标准
案例讨论
光模块发展简述-分类
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。
光收发一体模块是光通信的核心器件
主要功能
完成对光
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
光模块基本原理
光模块内部结构
EEPROM
SDA SCK
激光输出 FP/DFB Laser Divice
Laser Driver Tx Input Tx Data (LVPECL)
GBIC
SFF
SFP
光模块发展简述-封装形式
封装 300pin 简介 最先被应用于SDH和10G以太网光纤传输网络 的模块，应用较少 图片
XENPAK
光模块产品演进中的重要一步。支持所有 IEEE 802.3ae定义的光接口。技术成熟度较高， 应用比较广泛。体积大，功耗大。
是Xenpak光模块的直接改进版，体积缩小了 40%左右，成本高，只是作为一种过渡性的 产品出现。 2002年提出的XFP多元协议，XFP光模块的出 现和技术的飞速发展，以及其体积小、价格 廉的优势，得到广泛应用。 具有比X2和XFP封装更紧凑的外形尺寸，与 SFP尺寸一样，成本比XFP产品低。
光模块发展简述-封装形式
封装 1X9 简介 1X9封装的光模块产品最早产生于1999年，SC 接口，作为固定光模块使用 千兆以太网接口转换器，交换、路由产品曾 广泛的采用GBIC模块。其可支持热插拔的特 性，方便更新维护，故障定位。 SFF光模块是光模块产品演进的又一分支，目 前广泛应用于EPON系统中的ONU侧。 小封装可插拔收发器，SFP光模块产品是最晚 出现光模块，也是目前应用最广泛的光模块 产品。继承了GBIC的热插拔特性，也借鉴了 SFF小型化的优势。 图片
• 10/100M自适应Copper SFP/SFP电口模块
• 千兆Copper SFP/SFP电口模块，自协商关闭 • 10/100/1000M自适应Copper SFP/SFP电口模块
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：
SFP光模块—分类
速率：155M、1.25G、2.5G、4.25G
波长：常规波长、CWDM、DWDM
• 2ch Compact SFP（Option 1）
• 2ch Compact SFP（Option 2）
SFP光模块—特殊类型
Copper SFP：电口SFP，SFP封装，电口模块，100米可支持最大传输距离 100m（RJ45，5类双绞线为传输介质）。
有以下几种分类: • 百兆Copper SFP/SFP电口模块，自协商关闭
主要内容
光模块发展简述
光模块基本原理 SFP光模块分类
SFP光模块电气接口
SFP光模块接口性能指标 SFP光模块信息 SFP光模块使用注意事项 SFP光模块相关参考标准
案例讨论
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。