各种光模块的分类
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2020/3/31
产品种类—按照传输距离分类
针对不同的传输距离，在不同的速率（应用）中，称呼是不一样的： OC系列的模块：IR1表示15KM、LR1表示40KM、LR2表示80KM FE系列的模块：100FX表示2KM、100LX表示10KM，100EX表示40KM，100ZX 表示80KM； GE系列的模块：SX表示500米，LX表示5/10KM，ZX表示80KM，EZX 120KM；
产品简介
光模块产品介绍
2020/3/31
光模块的基本功能：光电转换
电信号
010110
光信号
010110
发射 接收
接收 发射
电信号
010110
电信号：高电压表示1，低电压表示0 光信号：有光表示1，无光/弱光表示0
2020/3/31
+A +A -A
2020/3/31
NOISE
+A + NOISE
NOISE NOISE
其他：1*9 GBIC, 2*5 SFF, XPAK，2*10 SFF，还有各种公司定义的一些异形产品
2020/3/31
产品种类：产品照片
2020/3/31
产品种类：安装密度
4 口 * 10G 8 口 * 10G
2020/3/31
32口 * 10G
产品种类—按照速率（应用、协议）分类
•… • FE 125M • OC3/STM-1 155M • OC12/STM-4 622M • FC 1.0625G • GE 1.25G • 2FC 2.125G • OC48/STM-16 2.488G • OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G • 4FC 4.25G • 8FC 8.5G • OC192/STM-64 9.952G • 10GE 10.3125G •…
2020/3/31
产品命名举例
• SFP-FE-100FX
GT2612
• SFP-GE-SX-DD
GT2201
• SFP-GE-SX-NDD
GT2200
• GBIC-GE-SX-3.3V-5V-DD GT1200
• SFP-GE-EZX-DFB-1550-APD-DD …
• SFP-GE-LX10-FP-1310-DD …
2020/3/31
常见的困惑：
高速的模块是否可以用于低速的场合，比如，设 计1G的模块是否可以用于155M的场合； 答案是否定的，需要具体的分析；
主要差异点： 不同的速率的产品对接收端的灵敏度要求不一样，为高速应用设计的接收机灵敏
度比较低； 发射端的眼图要求不一样，比如，对于2.5G以上的产品不对ER提出要求，开始
2020/3/31
电口模块—X2/XENPAKCX4
• 传输介质: 高频差分线(8对差分线) • 电口: Infiniband 4X connector • 主机接口:金手指 • 传输速率:10G • 传输距离:15米
2020/3/31
CABLE-SFP
• 传输介质: 高频差分线缆( 2对) • 传输速率: 最高可以到10G • 传输距离: 50cm-20米 • 部分产品中集成了对信号的重新放大的功能，称为有源的CABLE-SFP • 借助电色散补偿技术，可以把速率提升到10G以上；
2020/3/31
产品类型—变速率的产品
• SFP封装 • 主机端千兆接口、网络端实现百兆连接 • 主要的原理就是利用SGMII协议，将同样的数据包在千兆接
口上传10遍，这样，实际速率就是100M了
• GE-100FX：LED TOSA(1310nm) 传输介质:多模光纤 传输 距离:2KM
• 针对性: 针对CISCO 特定机型设计 • HP/EXTREME也有类似的产品，我们公司还没有跟进 • 变速率的产品也可以实现到其他各种不同的传输距离
双绞线完成； • 小于500米的距离 – 用于楼层间/相邻建筑物间的设备互联 （最大量需求），多用多模光
纤完成； • 10公里产品 – 用于远距离建筑物间设备互联 （最大量需求），一般采用单模光纤完成； • 40公里产品 – 城域网络 • 80公里产品 – 城域网络 • 120公里产品 – 城市间网络 • 更远距离的产品 – 省级间网络互联
2020/3/31
单位：波特每秒Bd， 即每秒传输多少个 0/1码元；也可以说， 每秒传输多少个比特； 每个比特BIT都代表 了一个信息；
光模块可以支持任何 连续的速率，但是， 对于特定的应用和产 品，都是工作在一个 特定的速率上；
产品种类—协议组 II
以太网络： FE 125M GE 1.25G 10GE 10.3125G
2020/3/31
产品种类—按照探测器类型分类
PIN ：光电二极管，光电转化效率约为1A/1W APD ：雪崩二极管，光电转化效率约为M*1A/1W，正常工作时 候，M值通常在10-15之间；
2020/3/31
产品种类—按照工作电压分类
SFP产品：都是统一使用3.3V的工作电压 GBIC产品：MSA上的要求是5V的工作电压，但是，在其生命后期，很多系统厂 商和模块厂商开始使用3.3V给GBIC供电，减少功耗，所以，出现了5V/3.3V兼 容的需要 XENPAK/X2产品：有3.3V/5V/APS三路供电，其中APS的供电是根据模块上的值 可以设定的，以满足不同的芯片技术的需求； XFP产品：有1.8V/3.3V/5V/-5.2V等供电；
• GBIC - 最早的热插拔模块标准，目前基本上快被淘汰；
• SFP - 第二代的热插拔光模块标准，目前使用范围和用量 最广泛；安装密度比GBIC提高一倍；
• XENPAK - 第一代10G光模块的外形标准
• X2
- 第二代10G光模块的外形标准
• XFP - 第三代10G光模块的外形标准
• SFP+ - 最新的10G光模块外形标准，机械尺寸上和SFP一 致，信号定义有不同；
对OMA有要求，10G产品的ER只有4-6db，和低速产品的要求不一致； 不同应用的模块，对码型的适应能力不一样，通常，FE/GE测试码型是PRBS7，
OC系列的模块的测试码型使用PRBS31，会出现更多的连续的0/1；
2020/3/31
产品种类—按照传输距离分类
• 小于20米的超短距离 – 用于机架内的设备互联 • 小于100米的距离 – 用于建筑物水平或者垂直方向设备互联 （最大量需求），多用五类
2020/3/31
激光器的结构
2020/3/31
接收器的结构
2020/3/31
TO的结构
2020/3/31
TO的结构II
2020/3/31
Βιβλιοθήκη Baidu纤双向实现
D
U
2020/3/31
单根光纤实现双向通信
单纤双向模块的波长
常见波长组合为： 1310/1550 ：最常见于FE速率的BIDI模块 1310/1490 ：最常见于GE速率的BIDI模块 其它不常见的组合： 1310/1550 ： 用于GE速率； 1470/1610 ：用于GE以上速率产品的超长距离；
2020/3/31
产品类型—电口模块
多用于水平布线和交换机互联 • SFP-T，GBIC-T，1000BASE-T技术 • X2-CX4，扩展10G XAUI接口 • 基于屏蔽双芯线的CABLE-SFP
分为：有源/无源两种
2020/3/31
电口模块—SFP/GBIC-T
• 传输介质:双绞线 • 电口:RJ45 • 主机接口:金手指 • 传输速率:1G • 传输距离:100米(最大) • 直接插入现有的SFP/GBIC接口
+A + NOISE -A + NOISE
+A + NOISE - （ -A + NOISE ） = 2A
产品的分类方法
• 封装 • 传输距离 • 速率/协议 • 激光器的波长
其他特性：工作温度范围、适用的传输介质（光纤） 类型、是否有数字诊断、激光器的类型、接收器类 型等等；
2020/3/31
产品种类：按照封装分类
也有的公司认为LH为10KM，LX为5KM，还有的，认为LH为80KM，没有一个 特性的标准，需要大家在使用中注意；
GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX/LH HP： LH 80KM 10G的模块中：SR表示300米，LR表示10KM，ER表示40KM，ZR表示80KM
2020/3/31
产品种类—按照激光器波长/类型分类
2对差分线 一发一收
I2C
低速逻辑信号
激光驱动芯片
SERIAL ID
DOM控制器
限幅放大器
TOSA ROSA
2020/3/31
X2/XENPAK的产品结构
XAUI 4*3.125G MDIO通讯接口 其他低速信号
2020/3/31
10G PHY 芯片
激光 驱动
控制器
A0的EEPROM
TOSA ROSA
电口的模块没有使用激光器 常见波长有：850nm 1310nm 1550nm ( CWDM：1470 – 1610 间隔20nm ) 常见激光器类型：VCSEL、FP、DFB、另外还有一个LED发光二极管 常见的组合有： 850nm VCSEL 1310nm FP 1310nm DFB 1550nm FP ( 不常见 ） 1550nm DFB CWDM波长 DFB （ 1470 – 1610 ）
光纤通道产品： FC 1.0625G 2FC 2.125G 4FC 4.25G 8FC 8.5G
电信传输网（同步数字序列）： OC3/STM-1 155M OC12/STM-4 622M OC48/STM-16 2.488G OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G OC192/STM-64 9.952G
2020/3/31
GBIC: SFF-8053 V5.5 SFP: INF-8074I XENPAK: XENPAK MSA 3.0 xenpak.org XFP: INF-8077 SFP+: SFF-8432 DOM: SFF-8472
下载：ftp://ftp.seagate/sff
2020/3/31
SFP/GBIC的产品结构
2020/3/31
光收发一体模块发展趋势
• 发展趋势
– 小型化 GBIC->SFP XENPAK->X2->XFP->SFP+
– 高速化 100M->1G->10G->40G->100G
2020/3/31
光模块的标准化 MSA
MSA：MULTISOURCE AGREEMENT，工业界的联盟，保证 产品的通用性、互换性，使得同样一个产品，可以获得多 个供应商的支持，迫使供应商不断的改进产品、降低成本 、提高服务质量；
XFP的产品结构
XFI 其他低速信号
I2C
2020/3/31
10G CDR
激光 驱动
TOSA ROSA
控制器
数字诊断功能
• 数字诊断，又称DD、DOM、DDMI，就是模块可以向 主机实时的提供模块内部的工作状态信息，包括：电 压、温度、发射光功率、接收光功率、激光器的偏置 电流；
• 2019年前的大部分产品，都没有DOM的功能； • 目前国内其他供应商的主要产品都没有DOM功能； • 一线的大厂的主要产品都具备DOM功能； • 我们公司的绝大部分产品都具备DOM功能；
产品种类—按照传输距离分类
针对不同的传输距离，在不同的速率（应用）中，称呼是不一样的： OC系列的模块：IR1表示15KM、LR1表示40KM、LR2表示80KM FE系列的模块：100FX表示2KM、100LX表示10KM，100EX表示40KM，100ZX 表示80KM； GE系列的模块：SX表示500米，LX表示5/10KM，ZX表示80KM，EZX 120KM；
产品简介
光模块产品介绍
2020/3/31
光模块的基本功能：光电转换
电信号
010110
光信号
010110
发射 接收
接收 发射
电信号
010110
电信号：高电压表示1，低电压表示0 光信号：有光表示1，无光/弱光表示0
2020/3/31
+A +A -A
2020/3/31
NOISE
+A + NOISE
NOISE NOISE
其他：1*9 GBIC, 2*5 SFF, XPAK，2*10 SFF，还有各种公司定义的一些异形产品
2020/3/31
产品种类：产品照片
2020/3/31
产品种类：安装密度
4 口 * 10G 8 口 * 10G
2020/3/31
32口 * 10G
产品种类—按照速率（应用、协议）分类
•… • FE 125M • OC3/STM-1 155M • OC12/STM-4 622M • FC 1.0625G • GE 1.25G • 2FC 2.125G • OC48/STM-16 2.488G • OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G • 4FC 4.25G • 8FC 8.5G • OC192/STM-64 9.952G • 10GE 10.3125G •…
2020/3/31
产品命名举例
• SFP-FE-100FX
GT2612
• SFP-GE-SX-DD
GT2201
• SFP-GE-SX-NDD
GT2200
• GBIC-GE-SX-3.3V-5V-DD GT1200
• SFP-GE-EZX-DFB-1550-APD-DD …
• SFP-GE-LX10-FP-1310-DD …
2020/3/31
常见的困惑：
高速的模块是否可以用于低速的场合，比如，设 计1G的模块是否可以用于155M的场合； 答案是否定的，需要具体的分析；
主要差异点： 不同的速率的产品对接收端的灵敏度要求不一样，为高速应用设计的接收机灵敏
度比较低； 发射端的眼图要求不一样，比如，对于2.5G以上的产品不对ER提出要求，开始
2020/3/31
电口模块—X2/XENPAKCX4
• 传输介质: 高频差分线(8对差分线) • 电口: Infiniband 4X connector • 主机接口:金手指 • 传输速率:10G • 传输距离:15米
2020/3/31
CABLE-SFP
• 传输介质: 高频差分线缆( 2对) • 传输速率: 最高可以到10G • 传输距离: 50cm-20米 • 部分产品中集成了对信号的重新放大的功能，称为有源的CABLE-SFP • 借助电色散补偿技术，可以把速率提升到10G以上；
2020/3/31
产品类型—变速率的产品
• SFP封装 • 主机端千兆接口、网络端实现百兆连接 • 主要的原理就是利用SGMII协议，将同样的数据包在千兆接
口上传10遍，这样，实际速率就是100M了
• GE-100FX：LED TOSA(1310nm) 传输介质:多模光纤 传输 距离:2KM
• 针对性: 针对CISCO 特定机型设计 • HP/EXTREME也有类似的产品，我们公司还没有跟进 • 变速率的产品也可以实现到其他各种不同的传输距离
双绞线完成； • 小于500米的距离 – 用于楼层间/相邻建筑物间的设备互联 （最大量需求），多用多模光
纤完成； • 10公里产品 – 用于远距离建筑物间设备互联 （最大量需求），一般采用单模光纤完成； • 40公里产品 – 城域网络 • 80公里产品 – 城域网络 • 120公里产品 – 城市间网络 • 更远距离的产品 – 省级间网络互联
2020/3/31
单位：波特每秒Bd， 即每秒传输多少个 0/1码元；也可以说， 每秒传输多少个比特； 每个比特BIT都代表 了一个信息；
光模块可以支持任何 连续的速率，但是， 对于特定的应用和产 品，都是工作在一个 特定的速率上；
产品种类—协议组 II
以太网络： FE 125M GE 1.25G 10GE 10.3125G
2020/3/31
产品种类—按照探测器类型分类
PIN ：光电二极管，光电转化效率约为1A/1W APD ：雪崩二极管，光电转化效率约为M*1A/1W，正常工作时 候，M值通常在10-15之间；
2020/3/31
产品种类—按照工作电压分类
SFP产品：都是统一使用3.3V的工作电压 GBIC产品：MSA上的要求是5V的工作电压，但是，在其生命后期，很多系统厂 商和模块厂商开始使用3.3V给GBIC供电，减少功耗，所以，出现了5V/3.3V兼 容的需要 XENPAK/X2产品：有3.3V/5V/APS三路供电，其中APS的供电是根据模块上的值 可以设定的，以满足不同的芯片技术的需求； XFP产品：有1.8V/3.3V/5V/-5.2V等供电；
• GBIC - 最早的热插拔模块标准，目前基本上快被淘汰；
• SFP - 第二代的热插拔光模块标准，目前使用范围和用量 最广泛；安装密度比GBIC提高一倍；
• XENPAK - 第一代10G光模块的外形标准
• X2
- 第二代10G光模块的外形标准
• XFP - 第三代10G光模块的外形标准
• SFP+ - 最新的10G光模块外形标准，机械尺寸上和SFP一 致，信号定义有不同；
对OMA有要求，10G产品的ER只有4-6db，和低速产品的要求不一致； 不同应用的模块，对码型的适应能力不一样，通常，FE/GE测试码型是PRBS7，
OC系列的模块的测试码型使用PRBS31，会出现更多的连续的0/1；
2020/3/31
产品种类—按照传输距离分类
• 小于20米的超短距离 – 用于机架内的设备互联 • 小于100米的距离 – 用于建筑物水平或者垂直方向设备互联 （最大量需求），多用五类
2020/3/31
激光器的结构
2020/3/31
接收器的结构
2020/3/31
TO的结构
2020/3/31
TO的结构II
2020/3/31
Βιβλιοθήκη Baidu纤双向实现
D
U
2020/3/31
单根光纤实现双向通信
单纤双向模块的波长
常见波长组合为： 1310/1550 ：最常见于FE速率的BIDI模块 1310/1490 ：最常见于GE速率的BIDI模块 其它不常见的组合： 1310/1550 ： 用于GE速率； 1470/1610 ：用于GE以上速率产品的超长距离；
2020/3/31
产品类型—电口模块
多用于水平布线和交换机互联 • SFP-T，GBIC-T，1000BASE-T技术 • X2-CX4，扩展10G XAUI接口 • 基于屏蔽双芯线的CABLE-SFP
分为：有源/无源两种
2020/3/31
电口模块—SFP/GBIC-T
• 传输介质:双绞线 • 电口:RJ45 • 主机接口:金手指 • 传输速率:1G • 传输距离:100米(最大) • 直接插入现有的SFP/GBIC接口
+A + NOISE -A + NOISE
+A + NOISE - （ -A + NOISE ） = 2A
产品的分类方法
• 封装 • 传输距离 • 速率/协议 • 激光器的波长
其他特性：工作温度范围、适用的传输介质（光纤） 类型、是否有数字诊断、激光器的类型、接收器类 型等等；
2020/3/31
产品种类：按照封装分类
也有的公司认为LH为10KM，LX为5KM，还有的，认为LH为80KM，没有一个 特性的标准，需要大家在使用中注意；
GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX/LH HP： LH 80KM 10G的模块中：SR表示300米，LR表示10KM，ER表示40KM，ZR表示80KM
2020/3/31
产品种类—按照激光器波长/类型分类
2对差分线 一发一收
I2C
低速逻辑信号
激光驱动芯片
SERIAL ID
DOM控制器
限幅放大器
TOSA ROSA
2020/3/31
X2/XENPAK的产品结构
XAUI 4*3.125G MDIO通讯接口 其他低速信号
2020/3/31
10G PHY 芯片
激光 驱动
控制器
A0的EEPROM
TOSA ROSA
电口的模块没有使用激光器 常见波长有：850nm 1310nm 1550nm ( CWDM：1470 – 1610 间隔20nm ) 常见激光器类型：VCSEL、FP、DFB、另外还有一个LED发光二极管 常见的组合有： 850nm VCSEL 1310nm FP 1310nm DFB 1550nm FP ( 不常见 ） 1550nm DFB CWDM波长 DFB （ 1470 – 1610 ）
光纤通道产品： FC 1.0625G 2FC 2.125G 4FC 4.25G 8FC 8.5G
电信传输网（同步数字序列）： OC3/STM-1 155M OC12/STM-4 622M OC48/STM-16 2.488G OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G OC192/STM-64 9.952G
2020/3/31
GBIC: SFF-8053 V5.5 SFP: INF-8074I XENPAK: XENPAK MSA 3.0 xenpak.org XFP: INF-8077 SFP+: SFF-8432 DOM: SFF-8472
下载：ftp://ftp.seagate/sff
2020/3/31
SFP/GBIC的产品结构
2020/3/31
光收发一体模块发展趋势
• 发展趋势
– 小型化 GBIC->SFP XENPAK->X2->XFP->SFP+
– 高速化 100M->1G->10G->40G->100G
2020/3/31
光模块的标准化 MSA
MSA：MULTISOURCE AGREEMENT，工业界的联盟，保证 产品的通用性、互换性，使得同样一个产品，可以获得多 个供应商的支持，迫使供应商不断的改进产品、降低成本 、提高服务质量；
XFP的产品结构
XFI 其他低速信号
I2C
2020/3/31
10G CDR
激光 驱动
TOSA ROSA
控制器
数字诊断功能
• 数字诊断，又称DD、DOM、DDMI，就是模块可以向 主机实时的提供模块内部的工作状态信息，包括：电 压、温度、发射光功率、接收光功率、激光器的偏置 电流；
• 2019年前的大部分产品，都没有DOM的功能； • 目前国内其他供应商的主要产品都没有DOM功能； • 一线的大厂的主要产品都具备DOM功能； • 我们公司的绝大部分产品都具备DOM功能；