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光模块 历史版本
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光模块是进行光电和电光转换的光电子器件
中文全称
光模块
英文全称
optical module
简称
光模块

市面上的光模块多种多样 ,什么场景用哪样的光模块呢?


首先我们了解光模块都用在那些地方

     光模块下游主要应用于电信承载网、接入网,数据中心及以太网三大场景。
    电信承载网和接入网同属于电信运营商市场,其中波分复用(xWDM)光模块主要用于中长距电信承载网,光互联(Opitcal interconnects)主要用于骨干网、核心网长距大容量传输;而接入网市场是运营商到用户的“最后一公里”,包括光纤到户无源光网络(FTTH PON,PON光模块目前最大传输速率为10Gbs)、
无线前传(5G光模块,目前最大传输速率为25Gbs)等应用场景。
    数据中心(40G以上)及以太网市场主要包括数据中心内部互联、 数据中心互联(DCI)、企业以太网(Ethernet)等场景。


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)


光模块基本原理-光收发一体模块

    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。
    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。



几种常见光模块:

1)GBIC光模块
GBIC(Giga Bitrate Interface Converter)是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用,是一种符合国际标准的可互换产品。


2)XFP 模块
XFP模块是一种可热插拔的、占电路板面积很小的、串行-串行光收发器,可以支持SONET OC‐192、10 Gbps 以太网、10 Gbps 光纤通道和G.709链路。

3)SFP光模块
SFP光模块(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。
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。


4)C-SFP
Compact SFP即紧凑型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/2ch/3ch Compact SFP


5)电口模块
电口模块即Copper SFP,SFP封装电口模块,100米可支持最大传输距离100m


6)BIDI 模块
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。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。该模块必须成对使用,最大的优势是节省光纤资源。
应用领域:常规SFP、xWDM SFP、以及PON SFP


7)CWDM模块
CWDM光模块采用CWDM 技术,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。常用8个波段,从1470nm~1610nm,每通道间隔20nm。


8)DWDM 模块
DWDM SFP属于密集波分复用技术,可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去,一起传输。 DWDM SFP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。
DWDM SFP的一个关键优点是它的协议和传输速度是不相关的。


9)SFP+光模块
SFP+光模块是新一代的万兆光模块,它按照ANSI T11协议,可以满足光纤通道的8.5G和以太网10G的应用。
SFP+与普通的SFP光模块外观一样。SFP+只保留了基本的电光、光电转换功能,减少了原有XFP设计中的SerDes, CDR, EDC, MAC等信号控制功能,从而简化了10G光模块的设计,功耗也因而更小。
SFP+的屏蔽要求比SFP更严格,要求具备更好的屏蔽效果。

10)Xenpak光模块
Xenpak光模块通过70pin的SFP连接器与电路板连接,其数据通道是XAUI接口;Xenpak支持所有IEEE 802.3ae定义的光接口,在线路端可以提供10.3 Gb/s、9.95 Gb/s或4×3.125 Gb/s的速率。


11)Xpak和X2光模块
Xpak和X2光模块都是从Xenpak标准演进而来的,其内部功能模块与Xenpak基本相同,在电路板上的应用也相同,都是使用一个模块即可实现10G以太网光接口的功能。由于Xenpak光模块安装到电路板上时需要在电路板上开槽,实现较复杂,无法实现高密度应用。而Xpak和X2光模块经过改进后体积只有Xenpak的一半左右,可以直接放到电路板上,因此适用于高密度的机架系统和PCI网卡应用。

关键词:电信数据中心

参考信息

https://mp.weixin.qq.com/s/TaKyAtOOG17srFpZXyNeuw

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