光模块介绍
- 1.基础介绍
- 2.光传输的优势
- 3.光模块的作用
- 5.光模块主要规格一光纤模式
- 6.光模块主要规格一波长
- 7.光模块主要规格—速率和传输距离
- 8.光模块主要规格—光纤连接器
- 9.BIDI技术的发展
- 10.光模块使用
- 11.附录
- 附录1：多模光纤传输距离与接口类型、中心波长、使用光纤对比表
1.基础介绍
名称 | 介绍 |
电口 | 电口是服务器和网络中对RJ45等各种双绞线接口的统称，其原因是这些端口都使用电作为信息的承载介质 |
光口 | 光口是服务器和网络中对各种光纤端口的统称，它是以光作为信息的承载介质 |
普通使用时，可以使用电口来传输信号，一般速率为10M或者100M，部分支持1000M。电口的最远距离一般为100M，更远的就需要中继器了。（信号切换频率慢、损耗高）
光模块用于光信号的传输，传输媒质为光纤。光纤传输方式损耗低，传输距离远，在长距离传输方面具有很强的优势。
按照封装形式可以分为：
GBIC、 Xenpak、XPAK、Ⅹ2、XFP、SFP/SFP+、QSFP+、CXP、CFP、CFP2、CFP4、QSFP28等
常用的光模块有：
XFP、SFP/SFP+、QSFP+、CXP、CFP、CFP2、QSFP28、SFP28
2.光传输的优势
相对于其他数据传输方式，光传输的优势主要有：
序号 | 优势 |
1 | 传输容量大：理论上单模光纤的带宽是无限的 |
2 | 传输损耗低：单模光纤较同轴电缆，单位距离损耗降低50倍以上 |
3 | 抗电磁干扰 |
4 | 信道之间干扰小，保密性好 |
5 | 光纤介质轻便，可挠性好 |
3.光模块的作用
完成光电转换和电光转换，信号通过光模块实现传输媒体的转换（光纤—铜线）
# 4.光模块工作原理
1.光模块在通信设备之间完成电-光转换和光-电转换，实现数据通信
2.光模块通常为收发一体，电信号调制到激光器上，实现电光转换
3.接收部分：探测器接收光信号，实现光电转换
光模块中最重要的两个部件
名称 | 介绍 |
TOSA | Transmitter Optical Sub- Assembly光发射组件 |
ROSA | Receiver Optical Sub- Assembly光接收组件 |
其中TOSA是决定光模块成本的重要因素：
TOSA的光源可以是LD（激光二极管）和LED（发光二极管）
多模光模块普遍使用LED光源，单模光模块普遍使用LD光源；因此单模光模块的价格远高于多模光模块模块 | 光源 |
多模光模块 | LED光源 |
单模光模块普 | LD光源 |
5.光模块主要规格一光纤模式
光纤模式分为单模和多模，是区分光模块类型最重要的因素
名称 | 介绍 |
多模光纤 | 多模光纤中可以有多束光以不同角度进入，距离越长色散越大，限制了多模光纤的带宽和距离，但多模光纤工艺要求和成本都比较低。多模光纤规格一般为纤芯直径50μm或62.5μm，包层直径125μm |
单模光纤 | 只允许一束光传输，无色散，带宽髙，传输距离长。单模光纤规格一般为纤芯9μm，包层直径125μm，因此，其模间色散很小，适用于远程通讯 |
6.光模块主要规格一波长
光模块的常见波长有850nm，1310（1300）nm，1550nm等，其中：
名称 | 介绍 |
多模光纤 | 一般传输波长为850nm，传输距离较短 |
单模光纤 | 一般传输波长为1310和1550nm，传输距离较长 |
每种波长代表一个通道，目前一个通道的传输带宽为10Gbps，当传输速率较高时，需要使用WDM（波分复用）技术WDM是指在一条光纤上传输多个不同波长的光波，从而使一根光纤内通道数增倍，实现速率提升
7.光模块主要规格—速率和传输距离
传输速率：
传输速率指毎秒传输比特数，单位Mbps或Gbps.
传输距离：
1.光模块的传输距离分为短距和长距两种。一般认为2km及以下的为短距离，10km及之上的为长距离。
2.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
3.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
4.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
5.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
8.光模块主要规格—光纤连接器
光纤连接器类型分为SC、LC、MPO三种
其中SC和LC都是单根光纤，MPO可以连接12根或24根光纤
9.BIDI技术的发展
1.BIDI是单纤双向的多模光模块，即BiDi（ Bidirectional）
2.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
3.在40G时代，BID技术得到进一步发展，利用WDM和模块內的增倍收发器，可以实现2X20G双向传输，替代原有的MPO光纤，节约布线成本
4.因此，40GBID模块使用的是两个LC连接器外接两根多模光纤
10.光模块使用
1.各种光纤和连接器用什么颜色表示？
MPO多模光纤body为黑色，连接器 housing为浅绿色，OM3和oM4光纤为浅蓝色，MPO多模光纤采用PC端面
MPO单模光纤body为黑色，连接器 housing为绿色，光纤为黄色，MPO单模光纤釆用APC端面
LC单模光纤为黄色，连接器为蓝色LC多模光纤，直径50/125um，光纤等级OM2.光纤为橙色，连接器为浅褐色
LC多模光纤，直径50/125um，光纤等级OM3/OM4.光纤为水蓝色，连接器为浅褐色
2.光模块、电缆、AOC相比各有什么特点？
3光纤放大是什么意思？
由于光纤本身具有传输损耗，使得光信号只能传输不太远的距离就会衰减到接收机无法辨别的程度，光纤放大就是在传输线路上，通过光纤放大器将光纤信号放大，实现长距离光纤通信。现在使用的光纤放大器一般为EDFA（掺铒光纤放大器），通过光纤放大器能够将信号无中继传输几干公里
11.附录
附录1：多模光纤传输距离与接口类型、中心波长、使用光纤对比表
应用类型 | 中心波长（nm） | 光纤等级 | 传输距离 |
1000BASE-SX | 850 | OM1 OM2 | < 275m < 550m |
10GBASE-SR | 850 | OM1 OM2 OM3 OM4 | < 33m < 82m < 300m < 400m |
40GBASE-CSR4 | 850 | OM3 OM4 | < 300m < 400m |
40GBASE-SR4 | 850 | OM3 OM4 | < 100m < 150m |
100GBASE-eSR4 | 850 | OM4 | < 300m |
100GBASE-SR4850 | 850 | OM3 OM4 | < 70m < 100m |
400GBASE-SR8 | 850 | OM3 OM4 | < 70m < 100m |
25GBASE-SR | 850 | OM3 OM4 | < 70m < 100m |
