光模块知识介绍
光模块基础知识培训
光模块基础知识培训
LED光模块基础知识培训（硬件）
一、LED简介
LED（Light Emitting Diode），即发光二极管，是一种半导体器件，其特点是在电子元件受到电流刺激时可以发出光线，并具有良好的耐久性、低耗能等优势，使其广泛应用于航空、航天、医疗、车载系统、军事科研
等领域。
二、LED结构
LED分为两个极：正极及负极，通常以小圆点的形式表示。
其中正极
称为“正极极接”，负极称为“负极极接”。
正极为死极，可以不接电，
而负极则为活极，此时负极应与正电源相连，以使电路回路成立，并且当LED接收到足够的电流后，LED就会发光。
三、LED参数
LED参数指的是LED电子元件出厂时所采用的参数，这些参数的量化
数据将影响LED电子元件的性能。
主要有：电压阈值、电流阈值、热电压、漏电流、亮度等参数。
四、LED用电安全
LED可以发出肉眼可以看到的光，但是长时间工作在空间低温下，可
能会产生热量，而且由于芯片尺寸小，所以只能承受有限的功率。
因此，
当使用LED时，一定要根据提供的参数保持稳定的电压和电流，以保证电
路安全。
五、LED寿命
LED的寿命与电流、温度、电压和其他环境条件等关系密切。
LED的使用寿命以兆小时为单位衡量，一般来说，电流和温度越低，LED的寿命就越高。
六、LED光谱。
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
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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。
光模块的一些基础知识
光模块的一些基础知识一、光模块的构成：有发射激（TOSA),接受（ROSSA) 线路板IC 外部配件二、光模块接口分为FC型、SC型、LC型、ST型和FTRJ型。
三、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按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC SFP XFP X2 XENPAK1×9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接口四、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、XENPAK、XFP）五、光纤模块又分单模和多模单模光纤使用的光波长为1310nm或1550 nm。
单模光纤的尺寸为9-10/125μm它的传输距离一般10KM 20kM 40KM 70KM 120KM多模光纤使用的光波长多为850 nm或1310nm.多模光纤50/125μm或62.5/125μm两种，它的传输距离也不一样，一般千兆环境下50/125μm线可传输550M,62.5/125μm只可以传送330M。
(2KM 550M)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。
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
光模块知识点总结
光模块知识点总结光模块是一种集成光学器件和电子器件的新型器件，其应用领域涉及通信、传感、医疗、工业等多个领域。
随着光纤通信技术和激光器技术的发展，光模块有着越来越广泛的应用需求。
本文将围绕光模块的应用、结构、工作原理等方面进行详细的介绍和总结。
一、光模块的应用光模块在通信、传感、医疗、工业等领域有广泛的应用。
在通信领域，光模块主要用于光纤通信系统中的光传输和接收。
在传感领域，光模块可以实现高精度的光电传感，用于测量光信号的强度、频率、相位等信息。
在医疗领域，光模块可以用于激光手术、光学诊断等应用。
在工业领域，光模块可以用于激光加工、光学检测等领域。
可以说，光模块在现代科技领域中有着重要的应用价值。
二、光模块的结构光模块由光学器件和电子器件组成，其中光学器件包括激光器、光电探测器、光纤耦合器、滤波器等，电子器件包括电路驱动、信号处理等。
激光器产生光信号，光电探测器接收光信号，光纤耦合器实现激光器与光纤的耦合，滤波器用于光信号的滤波，电路驱动用于控制激光器的工作，信号处理用于处理光电探测器接收到的信号。
光模块的结构复杂，需要加工、组装和调试等多个环节才能完成一套成品。
三、光模块的工作原理光模块的工作原理主要包括激光器的工作原理、光电探测器的工作原理和光纤传输的工作原理。
激光器是利用激光共振器发射激光，光电探测器是利用半导体材料的光电效应将光信号转换为电信号，光纤传输是利用光纤的全反射特性将光信号传输到远处。
光模块的工作原理在这三个方面都有着严密的理论基础，是光模块能够正常工作的基础。
四、光模块的发展趋势随着光通信和激光器技术的不断发展，光模块也在不断的改进和升级。
未来光模块的发展趋势主要包括以下几个方面：一是器件集成化，即将多个器件集成到一个芯片中，实现器件的微型化和集成化；二是器件多功能化，即实现一个器件可以实现多个功能，如同时具备激光发射和光电探测功能；三是材料先进化，即采用新型材料来提高器件的性能和稳定性；四是工艺精密化，即加工和制造技术的不断改进，实现器件的精密加工和高质量制造。
光模块基础知识
光模块基础知识光模块基础知识详解图1光模块⽰意⼀、光模块的主要组成部分光模块主要有6部分组成，分别为⾦⼿指、控制器MCU、激光驱动器、限幅放⼤器、发射端TOSA、及接收端ROSA组成。
1.1、⾦⼿指图2⾦⼿指(a)⾦⼿指如图2所⽰,主要有以下⼏个功能：1)给模块来提供供电回路；2)实现模块的热插拔的功能；3)为模块的⾼速信号提供连接；4)为模块的低速信号提供连接；5)向主机指⽰模块已经插⼊。
(b)管脚详解1)发射端地管脚标号为1、17、202)接收端地管脚标号为9、10、11、14供电回路中发射端及接收端是单独进⾏供电的，以避免相互⼲扰，同时在国际协议中发射端地级接收端地也是单独标注，但在实际中，对此也并没有严格区分，部分公司产品发射端地级接收端地是连接在⼀起的。
连接在⼀起，也可以避免APD升压产⽣⼲扰，亦符合单点接地原则。
3)发射及接收端电源15，VCCR；16,VCCT原则上来说，发射端及接收端的电源是单独供应的，这样可最⼤限度避免电源之间的相互⼲扰,主机端对发射端及接收端是单独进⾏滤波的。
图3host board典型供电电路图4)低速信号MOD-DEF2(4)、MOD-DEF1(5)；标准的I2C两线接⼝，可以完成主机到模块的双向通讯；模块中的SERIAL ID，DOM等信息都是通过这个接⼝读取出来或者写⼊；5)低速信号MOD-DEF0(6)该管脚接地，主机该管脚集电极开路，⽤于检测模块是否已经插⼊主机。
6)低速信号TXDISABLE(3)该管脚⽤于指⽰是否关闭发射端，集电极开路输出，需要关闭发射端时，该管脚为⾼电平，在模块端上拉；7)低速信号TXFAULT(2)该管脚⽤于指⽰模块发射端是否出现严重故障，若出现严重故障，TXFAULT为⾼，在主机端上拉。
8)低速信号RX-LOS(8)该管脚⽤于指⽰模块接收端是否出现严重故障，若出现严重故障，该管脚为⾼电平，在主机端上拉。
9)接收端差分信号对RD+(13)、RD-(14)此两管脚为⾼速信号接收端，⽤于接收告诉信号。
光模块基础知识
光模块基础知识光模块是一种将电信号转换为光信号的设备，通常用于光纤通信和光纤传感领域。
它是光通信系统中的重要组成部分，起着传输和接收光信号的作用。
本文将介绍光模块的基础知识，包括其类型、工作原理、应用场景等方面。
一、光模块的类型根据光模块的封装形式和工作波长，可以将光模块分为多种类型。
其中，常见的光模块类型包括：SFP、SFP+、QSFP、CFP、XFP等。
这些不同类型的光模块适用于不同的应用场景和需求。
例如，SFP 光模块适用于1Gbps的光纤通信，而SFP+光模块则适用于10Gbps的通信需求。
二、光模块的工作原理光模块的工作原理是将电信号转换为光信号，然后通过光纤进行传输。
首先，电信号经过电-光转换器，被转换为光信号。
然后，光信号经过光纤传输到目标地点。
最后，光信号再经过光-电转换器，被转换为电信号。
这样，光模块实现了电信号和光信号之间的互相转换。
三、光模块的应用场景光模块广泛应用于光通信系统和光纤传感领域。
在光通信系统中，光模块用于实现高速、远距离的光信号传输。
它被广泛应用于光纤通信、数据中心互联等领域。
在光纤传感领域，光模块可以用于实现光纤传感器的信号接收和传输。
例如，在石油工业中，光模块可以用于光纤传感器对温度、压力等参数的监测。
四、光模块的特点和优势光模块相比传统的电信号传输方式具有许多优势。
首先，光模块可以实现高速、远距离的信号传输，可以满足大带宽、长距离的通信需求。
其次，光模块具有低插损、低衰减的特点，可以保证信号的传输质量。
此外，光模块还具有抗电磁干扰、安全可靠等优势。
由于这些特点和优势，光模块在光通信和光纤传感领域得到了广泛应用。
五、光模块的未来发展趋势随着信息技术的不断发展和应用需求的增加，光模块也在不断演进和创新。
未来，光模块的发展趋势主要包括以下几个方面。
首先，光模块将实现更高的传输速率，如100Gbps、400Gbps等。
其次，光模块将实现更小尺寸的封装，以适应高密度集成的需求。
光模块介绍知识详解
光模块介绍知识详解光模块由光电子器件、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。
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）。
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。
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。
光模块基础知识大全、分类及选用
光模块基础知识大全、分类及选用一、光模块基本知识1、定义：光模块：也就是光收发一体模块。
2、结构：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。
3、光模块的参数及意义光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言，选用时最关注的就是下面三个参数：1）中心波长单位纳米（nm），目前主要有3种：850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）；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)；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)；2）传输速率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。
3）传输距离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。
除以上3种主要技术参数（波长，速率，距离）外，光模块还有如下几个基本概念，这些概念只需简单了解就行。
《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。
光模块的常用知识
光模块的常用知识模块module；block（一）在程序设计中，为完成某一功能所需的一段程序或子程序；或指能由编译程序、装配程序等处理的独立程序单位；或指大型软件系统的一部分。
模块有各种类型，如单元操作模块（换热器、精馏塔、压缩机等）、计算方法模块（加速收敛算法、最优化算法等）、物理化学性质模块（汽液相平衡计算、热焓计算等）等。
封装型式SFP是Small Form Factor Pluggable；【小尺寸可插拔】SFF是Small Form Factor 【小尺寸】XFP是10 Gigabit Small Form Factor Pluggable 【10G 小尺寸可插拔】它们都是模块的一种,此外还有GBIC,体积比SFP的大。
sff和xfp，都是插在交换机或路由器上的。
GBIC对应接口为SC型SFP对应接口为LC型FC型的接口在华为、阿尔卡特的光端机上多见，交换机、路由器上没见过。
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参数含义850nm 1310nm 1550nm光波波长100Mbps 1000Mbps传输速率10km 30km 70km链路长度SX LX激光器类型（短波长波）SM MM工作模式（单模多模）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。
光模块的基础知识
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
电口模块 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
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
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；
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；
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；
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 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
光模块知识(全)
光模块基础知识介绍
• TD-/+ 是发射部分差分信号输入,采用交流耦合,差分线具有100欧姆输入阻抗. 差分输入信号摆幅范围500mV~2400mV
• RD-/+ 接受部分差分信号输出,采用交流耦合,差分线具有100欧姆输入阻抗. 差分输出信号摆幅范围370~2000mV
3
光模块基础知识介绍
• 2.1 发射部分
4
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
响应度：
响应速度：要能够检测高频调制的光信号，响应速度就要足够快。响应速度通常用响 应时间来表示。响应时间为光电二极管对矩形光脉冲的响应——电脉冲的上升或下降 时间。
灵敏度：是指在保证一定通信质量条件下所需接收的最小信号功率（Ps）。
影响光接收组件的灵敏度的因素很多，和系统相关的主要有： ▪ 比特速率对灵敏度影响（比特速率越大，灵敏度下降越多） ▪ 输入脉冲波形对灵敏度影响 （输入脉冲波形越宽，灵敏度下降越大 ）
阈值电流ith和斜效率sslopeefficiency是温度的函数且具有离散性212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213自动功率控制apc原理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214tec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
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。
光模块知识范文范文
光模块知识范文范文
结构清晰
一、什么是光模块
光模块是一种把复杂的光电组件和光电功能集成在一起，由打孔、焊接，以模块的形式提供给用户灵活的光电系统设计的解决方案。
它有助于
实现从传统的系统设计方式向总体解决方案的转变，能够更好地提升光通
信系统的功能与性能，满足用户高性能、高效能的需求，如网络接入、多
媒体接入等。
二、光模块的种类
1.电转光模块
电转光模块是将电信号转换为光信号的模块，它主要用于光纤通信系
统中，用于将电信号传输到纤维缆中。
它使用一个或多个发射器和接收器
来实现信号的转换，又分为光纤耦合器模块、透射型模块和反射型模块等。
2.光接收模块
光接收模块是用于将光信号转换为电信号的模块，它主要用于光纤通
信系统中，从光纤缆中接收信号，进而将光信号转化为电信号。
它使用一
个或多个接收器，可以将光信号转换为电信号，又分为电极受光二极管模块，光电晶体管以及直接接收器的模块等。
3.光耦合器模块。
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1.5 光纤端面检查清洗的基本知识
清洁光纤跳线的操作步骤： 1、用浸过无水酒精（适量）的光纤擦拭纸擦拭陶瓷插芯，如图表1所示；
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1.4 光纤的基本知识
• 按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
– 常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如 1300μm。 – 色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如 ：1300μm和1550μm。 – 我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光 纤工作在1.55μm波长区，不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实 际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散 小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然损耗较低，但由于色散较 大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想 的传输媒介。
1.4 光纤的基本知识
外径一般为125um(一根头发平均100um) 内径：单模9um 多模50/62.5um 多模光纤跳线的颜色为橙色 单模光纤跳线的颜色为黄色
125
9
125 50
12 62.5 5
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1.4 光纤的基本知识
• 色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成 的 频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。 – 模间色散：不同模式的光沿着不同的路径传输。 – 材料色散：不同波长的光行进速度不同。 – 波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时， 会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光 纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
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1.4 光纤的基本知识
纤芯
包层
保护套
纤芯 core：折射率较高，用来传送光； 包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件； 保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
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1.4 光纤的基本知识
• 为了使光纤较好地工作在1.55μm处，人们设计出一种新的光纤，叫做 色散位移光纤（DSF）。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色 散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模 光纤，代号为G653。 • G653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已 用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光 纤通信系统中。 • 色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当 它用于波分复用多信道传输时，又会由于光纤的非线性效应而对传输的 信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此， 人们又研制了一种非零色散位移光纤即G655光纤，将光纤的零色散点 移到1.55μm 工作区以外的1.60μm以后或在1.53μm以前，但在1.55μm 波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的 单信道、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种 既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。
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1.3 光的基本知识
• • • • 光是一种电磁波 可见光波长范围350nm—750nm 光纤通信所用的波长范围800nm—1600nm EPON和GPON数字部分使用的是1310nm和1490nm波长，上行 1310nm，下行1490nm • 在CATV的传输里面使用的是1550nm，我们生产的EPON和GPON 系统，带有模拟部分的使用的就是这个波长。
深圳市共进电子纤的衰减
G.652 SMF 损耗 (各类光纤)
EDFA 带宽
0.4 0.2 0.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
NZDF+ G.655+ NZDFG.655-
0 -10 -20
波长 (mm)
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1.4 光纤的基本知识
• 按照制造光纤所用的材料分：
– – – – 石英系光纤、 多组分玻璃光纤、 塑料包层石英芯光纤、 全塑料光纤和氟化物光纤。
• 塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃 ）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源 的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较 大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计 算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤 。
色散 (ps/nm-km)
损耗 (dB/km)
1.0 0.8
G.653 DSF
20 10
1.4 光纤的基本知识
光纤的衰减
衰 减 (dB/km)
6 5 4 3 2 1
第一窗口
第二窗口 OHOHOH-
水峰值
第三窗口
0.7 0.8 λ nm
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
光纤的衰减图
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发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
光纤
光O/电E转换
信号
光发 射机
光源
中继器
检测器
光接 收机
信号
连接器件
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1.2 光通信发展简史
• 广义的光通信： 3000年前的烽火台；灯光、旗语 • 1791年，法国人发明了信号灯。 • 1880年贝尔发明‘光话’，他以日光为光源，大气为传输媒介，传 输距离是200米； • 1881年贝尔发表了论文《关于利用光线进行声音的复制与产生》； • 贝尔的光话始终没有实用化：
培训对象
NPI、工艺工程师、拉长、技术员
培训讲师 培训课时
王彦伟
2小时
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1，光通信基本知识介绍
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 光纤系统简介 光通信发展简史 光的基本知识 光纤的基本知识 光纤端面检查清洗的基本知识
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1.4 光纤的基本知识
• 单模光纤
– 单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，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，但还存在 着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要 求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的 材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在 1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm 处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的 一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。 1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中 确定的，因此这种光纤又称G652光纤。，
光模块知识介绍
王彦伟 2010-07-25
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培训目的
使和光模块生产相关人员对光模 块有初步的了解，对光模块的结 构、基本原理有初步的认识。
学习重点
1、光通信基本知识介绍 2、光模块基本原理介绍 3、现有ONU光模块芯片方案 4、静电的基本知识
1.4 光纤的基本知识
光纤连接器端面类型
Insertion Loss(插入损耗) <0.3dB Return Loss(回波损耗) PC>40dB SPC>45dB UPC>50dB APC>60dB
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1.4 光纤的基本知识
光纤连接器类型的基本类型
FC Type
SC Type
SC2 Type
FDD Type
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1.5 光纤端面检查清洗的基本知识
端面检测 一、使用器材 1、200 倍光纤视频检查放大镜一套，自带光源，其型号分别为FIBVIEW如图表1所示、PIH-09如图表2所示（根据要检测的连接 器类型选配适当的适配器）；
1.1 光纤系统简介
• 光纤通信主要是指利用激光作为信息的载体信号并通过光导纤维来传 递信息的通信系统，有以下优点：
– – – – 宽的传输带宽 低的传输损耗 不受电磁干扰 成本低，重量轻
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1.1 光纤系统简介
• 基本光纤系统的构架及其功能介绍： – 发送单元：把电信号转换成光信号； – 传输单元：载送光信号的介质； – 接收单元：接收光信号并转换成电信号； – 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。
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1.4 光纤的基本知识
• • • • 按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤。 多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm， 单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。 多模光纤
– 多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种 模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且 随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有 300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公 里。
图表 1：FIB-VIEW
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1.5 光纤端面检查清洗的基本知识
图表 2：PIH-09
2、无水酒精和光纤擦拭纸； 3、酒精泵。
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1.5 光纤端面检查清洗的基本知识
二、检验步骤 1、去掉要检测的连接器一端的防尘帽； 2、把连接器插入放大镜的适配器中； 3、如果在放大镜视野内不能看到陶瓷插芯端面，则调整放大镜的位 置调整旋钮，直到陶瓷插芯端面的图形全部进入视野内； 4、调整放大镜的焦距到合适位置，使得陶瓷插芯的端面图形达到最 清晰； 5、检测陶瓷插芯端面，如果端面有灰尘如图表3所示，或划痕如图 表4所示，则用光纤擦拭纸沾无水酒精擦拭，直到表面没有灰尘 （或可以看到清晰的划痕）；如图表5所示：