光模块介绍_简介
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。
光模块知识介绍
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
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。
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
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。
，务必戴上防尘帽； 3、盘纤的直径不能少于6cm，如图表9所示； 4、光纤跳线每插拔5次，需清洁1次； 5、一根光纤跳线任意一端连接器最多插拔5000次； 6、跳接线在使用和转移过程中不许有锐角弯折以及甩动； 7、对于外观已经损坏的光纤跳线不予使用。
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
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。
光模块简介
光模块简介（如二线/四线音频接口、二线/四线EM 接口）EM电子技术是一种模拟接口.在它上面,信息与接续信令是分开的.信令采用20 mA电流环的方式.其中,信息线可约定为AB线(两线EM),ABCD线(四线EM);信令线为E线/M线(两线EM),E0 E1线/ M0 M1线(四线EM).在进行EM对接时必须采用相同的发号方式,相同的信令接口方式.而且,E线与对方M线对接常用的光模块类型有：FXO、FXS、二线音频、四线音频、二线E/M、四线E/M、异步RS232/V.24、同步RS232、RS422、RS485、V.35接口(1～30*64K带宽)10Base_T(1～30*64K带宽)、磁石电话热线（勤务）电话、G.703 64Kb/s同向数据。
下面笔者简述一下常用模块的功能和应用场合。
FXO模块：FXO模块需要与FXS模块成对使用，用作连接电话的光模块，也就是我们常用的电话接口，一般连接交换机一端。
FXS模块：FXS模块需要与FXO模块成对使用，也是用作连接电话，而FXS模块接口一般是连接用户电话机一端。
二线音频：通过二线的音频用户接口，用于将接收到的音频信号转换成相应的话路时隙在传输系统上传输，在接收端完成上述变换的反变换，完成各种音频信号的接入。
较早前可以用于专线MODEM传数据信号，现在通常可用于电力部门传送远动信号或电话会议系统中。
四线音频：四线音频是弥补二线音频单向传输的缺点，是一条完整的双向传输线路，即可实现接收和发送音频信号，其功能和应用场合大致与二线音频一样。
二线E/M：E/M中继模块就可实现不同设备之间的接口通信转换，利用多条E、M 线的组合，可实现传送前向信号和后向信号。
四线E/M：比较常用的E/M中继模块有二线和四线，而四线E/M中继在电力、部队广泛使用。
RS232：RS-232是一种串行数据接口协议，而RS-232模块是把该协议转化为实际应用中，下文的RS-422、RS-485、V.24、V.35和G.703都是一样。
CWDM光模块简介
粗波分复用（CWDM）是一种利用光复用器将在不同光纤中传输的波长复用到一根光纤中传输的技术。
CWDM 系统复用波长之间间隔比较宽，因此CWDM 对激光器、复用/解复用器的要求大大降低，极大地减少了扩容成本，有许多光学设备应用CWDM 技术。
本文飞速光纤（）将为大家介绍CWDM光模块。
CWDM 光模块介绍CWDM 光模块是一种采用CWDM 技术的光模块，用于实现现有网络设备与CWDM 多路复用器/解复用器之间的连接。
当与CWDM 复用器/解复用器一起使用时，CWDM 光模块可以通过在同一单个光纤上传输具有单独光波长（1270nm 至1610nm）的多个数据通道来增加网络容量。
CWDM 光模块的种类（1）CWDM SFP 光模块CWDM SFP 光模块是一种结合了CWDM 技术的光模块。
与传统的SFP 类似，CWDM SFP 光模块是一种插入到交换机或路由器SFP 端口的热插拔输入/输出设备，并且通过这个端口与光纤网络连接。
它是一种经济且高效的网络连接解决方案，广泛用于校园、数据中心以及城域网中的千兆以太网和光纤通道（FC）等网络应用。
（2）CWDM SFP+光模块CWDM SFP+光模块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。
CWDM SFP+光模块分为18个波段，从1270nm~1610nm，每两个波段之间相隔20nm。
CWDM 光模块简介（3）CWDM XFP光模块CWDM XFP光模块和CWDM SFP+光模块主要区别在于外观，CWDM XFP光模块比CWDM SFP+光模块要大一些，CWDM XFP光模块遵从的协议是XFP MSA协议，而CWDM SFP+光模块遵从的是IEEE802.3ae、SFF-8431、SFF-8432协议。
（4）CWDM X2CWDM X2光模块，用于CWDM光数据通信，如10G以太网和10G光纤通道应用。
光模块原理简介
光模块原理简介1. 引言光模块是一种用于光信号传输与接收的设备，广泛应用于通信领域、数据中心和计算机网络等领域。
本文将介绍光模块的基本原理、工作方式以及常见的类型和应用。
2. 光模块的基本原理光模块是通过光电转换的方式将电信号转换为光信号，或将光信号转换为电信号。
其基本原理基于光电效应和电光效应。
2.1 光电效应光电效应是指当光线照射到某些物质表面时，光子与物质发生相互作用，将光能转化为电能的现象。
通过光电效应，光模块可以将光信号转换为电信号。
2.2 电光效应电光效应是指在某些材料中，当电压施加到其上时，材料会发生形变，从而改变折射率，从而改变光的传播速度。
通过电光效应，光模块可以将电信号转换为光信号。
3. 光模块的工作方式光模块的工作方式可以分为发射和接收两个主要环节。
3.1 发射在发射环节中，光模块将电信号转换为光信号，以便在光纤中传输。
发射过程中，光模块需要进行调制操作，将数字信号转换为模拟信号或光脉冲。
3.1.1 调制方式常见的调制方式有直接调制和外差调制两种。
3.1.1.1 直接调制直接调制是指通过改变光源的强度来实现调制，常用于低速率信号的传输。
3.1.1.2 外差调制外差调制是指通过光源和调制信号源之间的外差效应来实现调制，常用于高速率信号的传输。
3.2 接收在接收环节中，光模块将光信号转换为电信号，以便后续处理。
接收过程中，光模块需要光电转换器将光信号转换为电信号。
3.2.1 光电转换器光电转换器是光模块中的核心部件，可以将光信号转换为电信号。
常见的光电转换器包括光电二极管和光电倍增管。
光电转换器的灵敏度和响应速度是衡量光模块性能的重要指标。
4. 光模块的类型和应用光模块根据工作波长和传输速率的不同，可以分为多种类型，常见的有如下几种：4.1 10G模块10G模块是一种用于10Gbps速率传输的光模块，常用于以太网、光纤通信等领域。
4.2 40G模块40G模块是一种用于40Gbps速率传输的光模块，常用于数据中心和计算机网络等领域。
光模块原理
光模块原理光模块是一种利用光学原理进行信号传输的装置，它在现代通信领域发挥着重要作用。
光模块主要由激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件组成，通过这些部件的协同作用，实现了光信号的发射和接收。
下面我们将从光模块的工作原理、结构组成和应用领域等方面进行介绍。
首先，我们来了解光模块的工作原理。
光模块的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
激光器是光模块的核心部件，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
其次，我们来了解光模块的结构组成。
光模块的结构主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
激光器是光模块的发射器，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
光接收器则是光模块的接收器，它能够接收光信号并进行解调，将光信号转换为电信号。
最后，我们来了解光模块的应用领域。
光模块主要应用于光通信、光传感和光测量等领域。
在光通信领域，光模块能够实现高速、大容量的数据传输，广泛应用于数据中心互联、光纤通信网络等领域。
在光传感领域，光模块能够实现高精度的光学测量，广泛应用于医疗设备、工业自动化等领域。
在光测量领域，光模块能够实现对光信号的测量和分析，广泛应用于科研实验、环境监测等领域。
综上所述，光模块作为一种利用光学原理进行信号传输的装置，在现代通信领域发挥着重要作用。
它的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
光模块的结构组成主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
而光模块的应用领域主要包括光通信、光传感和光测量等领域。
光模块工作原理简介-ZTE
光模块工作原理简介目录摘要 (2)关键词 (2)1 引用的文档和参考标准说明 (2)2 缩写说明 (2)3 正文 (2)4 附录 ................................................................................................................................... 错误!未定义书签。
摘要以SFP光模块为例，介绍光模块内部的组成和工作原理。
关键词SFP光模块1引用的文档和参考标准说明2缩写说明SFP：Small Form-factor Pluggable 小型化可插拔3正文光模块是我们群路科都要用到的PHY层的器件，虽然封装，速率，传输距离有所不同，但是其内部组成基本是一致的。
SFP收发合一Transceiver因其小型化，热插拔方便，支持SFF8472标准，模拟量读取方便（IIC读取），且检测精度高（+/-2dBm以内）而逐渐成为运用的主流，下面就以SFP光模块为例，介绍其内部的组成和相关的工作原理。
SFP内部结构图SFP光模块的内部结构：由上图可见，光模块主要部分是由光发射组件，激光驱动器，光接收组件（L16.2光模块光接收部分使用APD接收机，还需要升压电路），限幅放大器和控制器组成的。
驱动芯片和限幅放大器一般都支持从155Mb/s到2.67Gb/s多速率。
速率不同，传输距离不同的光模块有很多只是前端光组件的差别，高速率SFP光模块BOM成本的90％都集中在光组件上。
由上图还可以看出，为了保证上电顺序，SFP光模块的金手指部分的长度是不一样的，最长的是信号地，其次是电源，最短的是信号，这样在插拔的时候就保证了地－电源－信号的顺序。
光发射组件 TOSA（Transmiter Optical Sub-Assembly）：常用的光发射组件由两大类，一类是采用发光二极管LED封装的TOSA，一类是采用半导体激光二极管LD封装的TOSA。
光模块用金电极 ntc 芯片
光模块用金电极 ntc 芯片一、光模块简介光模块是一种用于控制光源功率输出的电子元件，通常由光源、控制电路和光敏电阻等组成。
光模块的工作原理是通过控制光源的电流，以调节光源的亮度和功率输出，从而实现对光线的精确控制和调节。
二、金电极 ntc 芯片1、金电极 ntc 芯片的作用金电极 ntc 芯片是一种负温度系数（NTC）热敏电阻，具有导电性能良好、稳定性高、响应速度快等特点。
金电极 ntc 芯片广泛应用于光模块中，用于测量和调节光源的温度，以保证光源的稳定工作和输出功率的精确控制。
2、金电极 ntc 芯片的优势金电极ntc 芯片具有良好的导电性能和高稳定性，可以在高温、高湿、高腐蚀等恶劣环境下稳定工作，并且具有较快的响应速度和精确的温度测量能力。
这使得金电极 ntc 芯片成为光模块的理想选择，能够确保光源的稳定性和功率输出的精确控制。
三、光模块用金电极 ntc 芯片的应用光模块用金电极 ntc 芯片广泛应用于 LED 照明、光通信、光电传感器等领域，其主要作用包括：1、温度测量和控制：金电极 ntc 芯片能够精确测量光源的温度，并通过控制电路对光源的温度进行实时调节，确保光源在稳定的工作温度下输出稳定的功率。
2、光源保护：金电极 ntc 芯片能够监测光源的温度，并在温度超过安全范围时通过控制电路实现光源的自动保护，避免因温度过高而损坏光源。
3、功率控制：金电极 ntc 芯片能够实时监测光源的温度变化，并通过控制电路调节光源的工作电流，实现对光源功率输出的精确控制。
四、光模块用金电极 ntc 芯片的未来发展趋势随着 LED 照明、光通信、光电传感器等领域的不断发展和应用需求的不断增加，光模块用金电极ntc 芯片的市场需求将会不断扩大。
未来，金电极 ntc 芯片将更加注重技术创新和产品性能的提升，以满足高稳定性、高精度、高可靠性的应用需求。
金电极 ntc 芯片还将更加注重产品的多功能化和智能化，以适应不同领域对光模块的定制化需求，从而实现光源的更精确控制和更高效输出，推动光模块用金电极 ntc芯片在未来的发展和应用。
光模块的主要功能
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 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
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
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； 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
光模块简介
光模块简介光纤：光纤作为光通信的传播媒介，分为多模光纤和单模光纤。
多模光纤（橘红色）的纤芯直径为50um~62.5um，包层外直径125um，适用于短距离传输（2KM-5KM)；单模光纤（黄色）的纤芯直径为8.3um，包层外直径125um，多用于中长距离传输（20KM-120KM）。
光纤通信的主要优点：大容量，损耗低，中继距离长，保密性强，体积小，重量轻，光纤的原材料取之不竭。
缺点：易折断，连接困难，怕弯曲。
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）。
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。
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Transponder有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK等。
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。
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。
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。
光模块工作原理简介
光模块工作原理简介目录摘要 (2)关键词 (2)1引用的文档和参考标准说明 (2)2缩写说明 (2)3正文 (2)摘要以SFP光模块为例，介绍光模块内部的组成和工作原理。
关键词SFP光模块1引用的文档和参考标准说明2缩写说明SFP：Small Form-factor Pluggable 小型化可插拔3正文光模块是我们群路科都要用到的PHY层的器件，虽然封装，速率，传输距离有所不同，但是其内部组成基本是一致的。
SFP收发合一Transceiver因其小型化，热插拔方便，支持SFF8472标准，模拟量读取方便（IIC读取），且检测精度高（+/-2dBm以内）而逐渐成为运用的主流，下面就以SFP光模块为例，介绍其内部的组成和相关的工作原理。
SFP内部结构图SFP光模块的内部结构：由上图可见，光模块主要部分是由光发射组件，激光驱动器，光接收组件（L16.2光模块光接收部分使用APD接收机，还需要升压电路），限幅放大器和控制器组成的。
驱动芯片和限幅放大器一般都支持从155Mb/s到2.67Gb/s多速率。
速率不同，传输距离不同的光模块有很多只是前端光组件的差别，高速率SFP光模块BOM成本的90％都集中在光组件上。
由上图还可以看出，为了保证上电顺序，SFP光模块的金手指部分的长度是不一样的，最长的是信号地，其次是电源，最短的是信号，这样在插拔的时候就保证了地－电源－信号的顺序。
光发射组件 TOSA（Transmiter Optical Sub-Assembly）：常用的光发射组件由两大类，一类是采用发光二极管LED封装的TOSA，一类是采用半导体激光二极管LD封装的TOSA。
前者谱线宽，耦合效率低（虽然LED可以发出几毫瓦的光功率，但是方向性差，能耦合到光纤中用于传输的部分只占1％－2％），但是价格低，使用寿命长，在低速短距的情况下还是有少量的运用，常用于百兆以太网多模光纤中短距离的数据传输，波长一般是1300nm。
光纤光模块
光纤光模块简介光纤光模块是一种用于光通信系统中的重要组件，它能够实现光信号的调制、解调、放大等功能。
光纤光模块通常由光电转换芯片、封装材料、光接口等部分组成，它们通过光纤传输光信号，从而实现高速、高带宽的光通信。
在光通信系统中，光纤光模块起到了连接光传输系统和电传输系统的作用。
它将电信号转换为光信号，并通过光纤传输到目标位置，然后再将光信号转换为电信号，从而实现光与电之间的互相转换。
光纤光模块的性能和稳定性直接影响整个光通信系统的性能和稳定性。
功能1.光电转换：光纤光模块具备将电信号转化为光信号的功能。
在发送端，光电转换芯片将电信号转换为光脉冲信号，并通过光纤传输给接收端；在接收端，光电转换芯片将光脉冲信号转换为电信号。
2.光电调制：光纤光模块能够对光信号进行调制，实现数据传输。
通过改变光信号的强度、频率、相位等参数，光纤光模块能够传输不同的信息，实现高速的数据传输。
3.光电放大：光纤光模块能够放大光信号的强度，增加光信号的传输距离。
通过光纤增益介质，光纤光模块能够放大光信号的能量，从而克服光信号在传输过程中的衰减。
4.光接口：光纤光模块具备与光纤连接的接口。
通过光接口，光纤光模块可以与光纤进行连接，实现光信号的传输。
5.温度稳定性：光纤光模块需要具备良好的温度稳定性，能够在不同温度环境下稳定工作。
通过使用温度补偿技术和稳定的封装材料，光纤光模块能够保证在各种温度条件下的正常工作。
6.可靠性：光纤光模块需要具备高可靠性，能够在长时间工作中保持稳定性能。
通过严格的质量控制和可靠性测试，光纤光模块能够在各种复杂的环境条件下保持良好的性能。
结构光纤光模块通常由以下几个部分组成：1.光电转换芯片：光电转换芯片是光纤光模块的核心部件，它能够将电信号转换为光信号，或将光信号转换为电信号。
光电转换芯片通常由半导体材料制成，具有高速、高灵敏度的特点。
2.封装材料：封装材料是将光电转换芯片封装成实际的光纤光模块的重要组成部分。
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
光模块原理简介
光模块原理简介光模块是一种用于光通信的设备，它能够将电信号转换为光信号，并将其传输到目标设备。
在光模块中，主要包括了三个部分：发射器、接收器和调制解调器。
发射器是将电信号转换为光信号的关键组件，它通常由激光二极管、驱动电路和耦合器等部分组成。
激光二极管是一种半导体器件，能够通过注入电流来产生激光。
驱动电路则负责控制激光二极管的输出功率和频率。
耦合器则用于将发射机的输出功率耦合到传输介质中。
接收器则是将光信号转换为电信号的关键组件。
它通常由光探测器、前置放大器和解调电路等部分组成。
光探测器能够将接收到的光信号转换为电流信号，前置放大器则用于增强电流信号的幅度，解调电路则负责将经过前置放大器处理后的信号进行解调。
调制解调器则是控制数据传输速率和格式的关键组件。
它通常由数字/模拟转换器、信号处理器和时钟恢复器等部分组成。
数字/模拟转换器能够将数字信号转换为模拟信号，信号处理器则用于对信号进行调制和解调，时钟恢复器则负责从传输介质中恢复时钟信号。
总的来说，光模块的工作原理就是将电信号转换为光信号，并将其通过传输介质传输到目标设备。
在目标设备处，光信号再被转换为电信号，并进行相应的处理。
这种方式能够有效地提高数据传输速率和距离，并且具有抗干扰性强、安全性高等优点。
需要注意的是，在使用光模块时需要遵守相关的安全规定，避免直接观察或接触激光二极管等部件。
同时，在存储和使用过程中也需要注意防潮、防尘等措施，以确保设备的稳定性和可靠性。
总之，光模块是一种重要的光通信设备，其工作原理主要包括发射器、接收器和调制解调器三个部分。
通过将电信号转换为光信号并进行传输，在提高数据传输速率和距离方面具有显著优势。
在使用过程中需要注意安全规定和设备保养，以确保其稳定性和可靠性。
光模块简介(详细)分解
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武汉飞鹏光科技有限公司
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）；
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。
9
武汉飞鹏光科技有限公司Fra bibliotek技术参数：
光发射器技术参数：
光功率:光发射器的光功率值，单位：dBm。由激光器发送光功率决定，光功率对光信号传输距离起着决定性作用。理论上来说，光功 率越大，光信号传输距离越远（中继距离长），但实际上，光功率越大，对激光器的寿命会有很大的影响。 目前比较常用的激光器类型有：FP和DFP，当然还有其他几种类型，如VCSEL，EML等；LED发光二级管也可以作为光源使用，只是 一般用于低速率（155M）、短距离（2KM）场合。 几种常用半导体光发射器件的比较如下表：
3
武汉飞鹏光科技有限公司
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。
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光模块分类
按速率划分：155Mb/s 622Mb/s 1.25Gb/s 2.5Gb/s 10Gb/s 等 按功能划分：发射模块，接收模块，收发合一模块 (transceiver,) 按封装划分：1×9/ 2×9/SFF/GBIC/SFP/XFP/300pin等 按使用条件划分：热插拔 (GBIC/SFP/XFP) 带插针 (1×9/2×9/SFF) 按应用划分：SDH/SONET, Ethernet, Fiber Channel, CWDM, DWDM等
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)
APD型光接收模块功能框图
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
光器件结构图
光器件分类
如按功能，可分为：
光发射器件 光接收器件 按结构，可分为： TO器件(TOSA， ROSA，BOSA)； DIP（或Butterfly）器件； 表面贴装（surface mount) 器件等； 按传输速率，可分为 155M、622M、1.25G、2.5G、10G等； 传输距离，工作波长，工作方式等
ONU光收发合一模块功能框图
MD LD
Data IN BEN IN TF
突发式 激光器 驱动器
1310nm 1490nm PD
WDM
Data OUT SD
限幅放大器
前置 放大器
单纤双向光组件
光收发合一模块
ONU
OLT光收发合一模块功能框图
MD LD
Data IN TDIS IN TF
激光器 驱动器 1490nm 1310nm PD
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
调制方式
直接调制 外调制 EA调制（Electroabsorption Modulator） MZ调制（Mach-Zehnder Modulator）
WDM
Data OUT Reset IN
（选用）
跨阻放大器（TIA）
Vcc
i
Rf
i
A
(b)
u o =iR f
低的等效输入噪声电流 高输入阻抗，低输入电容 足够宽的通频带fH≈0.75×工作 速率 宽动态范围 Rf 要足够大，以保证有足够大 的输出电压
这种I-V变换电路中有一个负反 馈电阻Rf，所以又被称做跨阻 放大器（TIA）
300-pin Transponder模块
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
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
Tห้องสมุดไป่ตู้SA
Optical In
I2C
MCU＋EEPROM
16路 并行 Data Out
DeMUX
MA
ROSA
Optical Out
LOS
PON模块
TDM: Time Division Multiplex 时分多路复用 TDMA: Time Division Multiple Address 时分多路访问
GBIC模块
特点： 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s 工作电压：3.3 V或5V 波长：850nm，1310nm，1550nm 传输距离可达160km 带数字诊断功能（部分） 应用： 数据通信：千兆以太网，1x/2x光纤通道 电信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、 OC-48/STM-16
探测器
光探测器 作用把光信号转变为电信号的器件. PIN探测器 P型掺杂、本征（I）和N型掺杂。 APD探测器 内部具有光电倍增(或称雪崩)光电二极管.（ Avalanche Photodetector)
PIN探测器
PIN探测器即P-I-N 探测器：P型掺杂＋Intrinsic＋N型掺杂
按工作模式划分：连续和突发（OLT：Optic Line Terminal， 光线路终端；ONU ：Optic Network Unit,光网络单元）
光模块发展历史
封装形式：1X9 SFF GBIC SFP, XFP, SFP+ 传输速率：155M,622M 1.25G,2.5G 4.25G, 8.5G, 10G, 40G
响应度：
I PIN R P
需加5～10V反偏电压
APD探测器
APD探测器： 雪崩光电探测器（Avalanche photodetector） 响应度：
I APD M RP
M与温度和反偏电压有关
需加30～60V反偏电压
激光器
FP LD (Fabry-Perot Laser) DFB LD (Distributed-Feedback Laser) VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) LED (Light-Emitting Diode) EAM LD (Electro-absorption modulated lasers)
SFP模块
特点： 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s 工作电压：3.3 V 波长：850nm，1310nm，1550nm，WDM 宽温工作范围 传输距离可达100km+ 带数字诊断功能 应用： 数据通信：快速以太网，千兆以太网，1x/2x/4x 光 纤通道 电信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、OC-48/STM-16
D Flip-Flop
驱动芯片
激光器驱动（电流） 调制器驱动（电压）
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
光接口形式：尾纤型（Pigtail）；插拔型（Receptacle） 光传输形式：双纤双向（MSA）；单纤双向（BiDi）
接入应用：P to P P to MP: PON (GE-PON, GPON, WDM-PON) 功能：不带监控功能（None DDM） 带数字诊断功能（DDM）
光模块发展趋势
低功耗
小型化 热插拔
智能化 远距离
高速率
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
光模块内部主要元器件
探测器 激光器 放大器 时钟数据恢复
驱动芯片
MUX&DeMUX
光器件
光器件是由少数几个光电 子元件和IC 、无源元件（ 如电阻、电容、电感、互 感、微透镜、隔离器）、 光纤及金属连线组合、封 装在一起，完成单项或少 数几项功能的混合集成件 。
直接调制
P1
利用电信号的‘1’和‘0’ 控制激光器的电流大小。
P0
EA调制
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。
MZ调制
激光器一直处于发光状态，发出的光经过一个Y型波导分束器分出两 束相位等一样的光信号， 电信号控制两个干涉臂电级，使两束光信 号产生不同的相位，再经过Y型合束器，‘1’信号时，相位相同，进 行叠加，‘0’信号时，相位相差180度，光信号 抵消。
LOS
RxPower
带数字诊断功能(DDM)光收发合一模块功能框图
TxDisable
Data In
Driver APC/AEC
TOSA
Optical In
I2C Data Out
MCU＋EEPROM MA ROSA Optical Out
LOS
数字诊断(DDM)模块特点
光收发合一模块(XFP)功能框图
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
XFP模块
特点： 工作速率:10Gb/s 波长：1310nm，1550nm，DWDM 传输距离可达80km 带数字诊断功能 应用： 数据通信：10G以太网，10G光纤通道 电信： OC -192/STM -64
TxDisable
Data In
CDR
Driver APC/AEC/ATC
TOSA
Optical In
I2C
MCU＋EEPROM
Data Out
CDR
MA
ROSA
Optical Out
LOS
Transponder模块功能框图
TxDisable
16路 并行 Data In
MUX
Driver APC/AEC/ATC
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
1X9光模块
特点： 工作速率: 155Mb/s~1Gb/s 工作电压：3.3 V或5V 波长：1310nm，1550nm 宽温工作范围 传输距离可达80km 应用 数据通信：快速以太网，千兆以太网 电信： OC -3/STM -1, OC -12/STM -4