TA的每日心情 | 衰
2019-11-19 15:32 |
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光收发一体模块(SFP GBIC XFP)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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" H6 H; l* W9 h% N 光收发一体模块分类
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! B$ d1 h6 q! Y6 V. I4 r" O按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE& m3 R% W4 \- j5 f( R* T0 A B, S
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SDH应用的155M、622M、2.5G、10G- Z2 b+ ~1 C% l% c, q1 s
: O0 q0 a1 n. n3 S; ~按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各种封装见( z# t% _9 d# z$ {6 _3 N# ]& @. C# n
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1×9封装——焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用SC接口
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7 I- m; o0 v* h2 R' WSFF封装-——焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采用LC接口
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GBIC封装——热插拔千兆接口光模块，采用SC接口
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1 O% P9 F9 j' [! p) o" Z6 L8 c: PSFP封装—热插拔小封装模块，目前最高数率可达4G，多采用LC接口$ x. w. G1 F0 ^/ t- g
! l U# f3 L8 j4 [+ m. zXENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口& m4 f3 V: Z$ J4 _+ X# C; s$ t
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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" h, |2 _& K5 [6 p$ h
: ~) ~( O: g B/ |按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB L
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- I" m4 I9 v9 s按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等8 Q* ~8 d7 w# y
+ a0 {8 f3 k' N! t按照使用方式分：非热插拔（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）9 j# E% u1 o# O
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光纤连接器的分类和主要规格参数
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光纤连接器是在一段光纤的两头都安装上连接头，主要作光配线使用。
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2 X4 S( E' t2 A |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# W- I8 q- L; S
单模光纤和多模光纤可以从纤芯的尺寸大小来简单地判别。单模光纤的纤芯很小,约4～10um,只传输主模态。这样可完全避免了模态色散，使得传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。它是未来光纤通信与光波技术发展的必然趋势。
2 q: T/ ?2 P% H5 l6 d多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。前者纤芯直径较大，传输模态较多，因而带宽较窄，传输容量较小；后者纤芯中折射率随着半径的增加而减少，可获得比较小的模态色散，因而频带较宽，传输容量较大，目前一般都应用后者。
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由于多模光纤中不同模式光的传波速度不同，因此多模光纤的传输距离很短。而单模光纤就能用在无中继的光通讯上。
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在光纤通信理论中，光纤有单模、多模之分，区别在于：
& H. N, U# O; T+ i1. 单模光纤芯径小（10m m左右），仅允许一个模式传输，色散小，工作在长波长（1310nm和1550nm），与光器件的耦合相对困难。
5 L+ O$ v0 |2 D2. 多模光纤芯径大（62.5m m或50m m），允许上百个模式传输，色散大，工作在850nm或1310nm。与光器件的耦合相对容易。研究表明，多模光纤的带宽大约为4000Mb/s。 制造的单模光纤是为了消除脉冲展宽4 r0 q- S2 `: W2 m$ q& s& h1 b
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而对于光端模块来讲，严格的说并没有单模、多模之分。所谓单模、多模模块，指的是光端模块采用的光器件与何种光纤配合能获得最佳传输特性。
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& E; f7 j5 U9 {" J9 X4 q; v& }7 V 一般有以下区别：5 s5 i6 x2 L# `& d) \, U
1. 单模模块一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源，耦合部件尺寸与单模光纤配合好，使用单模光纤传输时能传输较远距离。
7 L5 B: A" v, G/ J5 E8 L( R" c! U2. 多模模块一般采用价格较低的LED作为光源，耦合部件尺寸与多模光纤配合好
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按照光纤连接器的连接头形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC，
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& x2 z/ M" ~8 U( P) ^' U* eFC型——最早由日本NTT研制。外部加强件采用金属套，紧固方式为螺丝扣。测试设备选用该种接头较多。" A5 E- G5 `3 |+ S
; Z3 ]; ^: W j3 j* H9 xSC型——由日本NTT公司开发的模塑插拔耦合式连接器。其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形；插针由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构。紧固方式采用插拔销式，不需要旋转。
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* e; m" V2 O6 x; {( U" y/ N+ T, m3 SLC型——朗讯公司设计的。套管外径为1.25mm，是通常采用的FC-SC、ST套管外径2.5mm的一半。提高连接器的应用密度。
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& v; ?* M. C1 ~* U! O, V按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC
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按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9
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光纤连接器的性能主要有光学性能、互换性能、机械性能、环境性能和寿命。其中最重要的是插入损耗和回波损耗这两个指标。/ v! `+ g& K$ \) I5 e
3 D: z. `$ i; W( ?1、 光模块传输数率：百兆、千兆、10GE等等
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3 k0 O8 s H) Q+ r2、 光模块发射光功率和接收灵敏度：发射光功率指发射端的光强，接收灵敏度指可以探测到的光强度。两者都以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数。光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。损耗限制可以根据公式：损耗受限距离＝（发射光功率-接收灵敏度）/光纤衰减量 来估算。光纤衰减量和实际选用的光纤相关。一般目前的G.652光纤可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纤在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。对于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限，可以不作考虑。5 y ^8 @, W0 ~; l5 m
7 n G6 N; n& Y# j x- x( H3、 10GE光模块遵循802.3ae的标准，传输的距离和选用光纤类型、光模块光性能相关。9 R" j+ {' T) [; P+ F
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4、 饱和光功率值指光模块接收端最大可以探测到的光功率，一般为-3dBm。当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。9 G$ W9 n5 k+ B' s. i
# @* {) f$ r- f1 F1 {0 |- q光模块功能失效重要原因
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光模块功能失效分为发射端失效和接收端失效，分析具体原因，最常出现的问题集中在以下几个方面：
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o' n6 P8 T8 B5 |+ C1． 光口污染和损伤
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% v3 v0 C* I% }由于光接口的污染和损伤引起光链路损耗变大，导致光链路不通。产生的原因有：
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A． 光模块光口暴露在环境中，光口有灰尘进入而污染；$ a8 B! t" T F. x
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B． 使用的光纤连接器端面已经污染，光模块光口二次污染；4 Q' f. p; s6 x
6 g& w, g- A/ M. c Z3 ~, hC． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；+ c$ b+ b1 }" w. Z: J/ ]1 k
: B2 \, j0 s4 pD． 使用劣质的光纤连接器;) f3 B$ U* v! f
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SFP是Small Form-Factor Pluggable的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。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。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）,支持SX、LX、TX、LH，走1000M。" M6 c+ g+ [6 S2 V% {# d: O
: B* x3 s. v* K. Q与GBIC的模块 5483(转成1000M电口)5484(多模,500M以内),5486(单多模,10KM),5487(单模,可达70KM)相对应的SFP模块是GLC模块,分为GLC-LH-SM=(单模,10KM),GLC-SX-MM= (多模,500M,)GLC-ZX-SM=(单模,70KM),GLC-T=(转成电口)
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; X2 p- C, Z/ j3 H. iGBIC是Giga Bitrate InteRFace Converter的缩写，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。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较大的市场分额。
& c9 o; B, x4 J
0 Y( q0 I0 W8 x, m; c' F0 _附录一些常见交换机模块型号
6 Y4 N+ n& c, D8 T2 t% u. J
6 U$ T. V3 V' j& t+ X: XGBIC系列
- R# ]# z7 R3 u8 m$ V, cWS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483）
3 z% B- W/ I2 HWS-5484 1000BASE-SX, GBIC模块, 多模, SC接口, 波长 850nm，传输距离550M(兼容思科G5484）+ J* z* C' B4 ^' t% k% k
WS-5485 1000BASE-LX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1310nm，传输距离10KM(兼容思科G5486)
/ X) O5 Y3 O& b3 l4 Y1 S5 y TWS-5487 1000BASE-ZX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1550nm，传输距离70KM(兼容思科G5487）9 i, X- [1 W- P# ]: }, B- @
*********************************************************9 t3 j: Y2 R6 _# ~
SFP系列* \- w4 Y- a" {4 j+ g
GLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100
5 e% z' K& P- X" h- f- D9 L1 O5 XGLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M
, C/ R" N5 ?+ i X0 E4 d4 |GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM ( m/ B7 e5 h/ S5 O7 L" n4 Y
GLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM
; Y+ K( Q, f$ z) l; s1 l: yGLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM + m& h, [0 A2 j. l8 U) e
GLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM ; o* i2 E6 n1 x
GLC-ZX-SM-120KM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，最大传输距离120KM
. r) C4 Y0 M' \' B, O. h7 k*********************************************************
2 {+ ?$ X( Y, R% ~2 c1 ICWDM系列2 ^% a3 K! x4 O- f& h
CWDM-GBIC-xxxx-C 波分复用SFP光纤模块，工作波长1470nm到1610nm，传输距离70KM-86 J: O* R6 N& L. M
CWDM-SFP -xxxx-C 波分复用SFP光纤模块，工作波长1470nm到1610nm，传输距离70KM-80KM # w1 r: Y7 H6 D2 x" Z+ f% E
CWDM-GBIC-xxxx-120KM-C 波分复用SFP光纤模块，工作波长1470nm到1610nm，传输距离100-120KM 9 A7 f' r: C% K) X2 [9 _
CWDM-SFP -xxxx-120KM-C 波分复用SFP光纤模块，工作波长1470nm到1610nm，传输距离100-120KM
7 C& c# |- m/ C0 k! |**********************************************************XENPAK系列
2 \* y( S9 {% g. Q7 L9 q9 a/ iXENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm
9 @) S8 t2 x$ U) u' R* P6 M' `5 RXENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm " S8 G0 J4 D* x: e5 V$ Z
XENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm
) u$ W4 m8 _0 ]) I3 ^( K$ _) RXENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm' I3 K2 f. z2 U
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. H, R4 n4 [) SX2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm
( S/ m6 _" \7 k) L& W* g) |4 PX2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm
# L& r$ W) [. \/ M/ i: ]8 ~" J& U# jX2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm * J- I) [( @$ b7 G% e
************************************************************% o: i" i+ C" K( ]4 t9 E" r. q" @
XFP系列8 }- ^% \/ T) W& j
XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm
, r+ Z* p+ R* K5 T6 y4 @7 \XFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm $ r3 D+ L. _0 l" F7 P
XFP-10GB-ER 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm |
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发表于 2021-7-12 10:05
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