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。 G R, f. M" d/ W1 s, C
: d& z/ t# m% d7 d/ m 光收发一体模块分类! J& r" P6 s6 n4 ]4 h5 K0 k
& R4 q Q8 ~3 {) V
按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE0 B3 X' c I0 A v
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SDH应用的155M、622M、2.5G、10G
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按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各种封装见
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. i. G5 E1 {: t9 u1×9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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SFF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" A0 E( [ d) y2 h( Y
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GBIC封装——热插拔千兆接口光模块，采用SC接口- G! D( v7 C4 f, W3 ~* o
A( M% M' c) g- Y; [SFP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* N3 J; X6 a j1 V
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XENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口
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% n; D5 ?2 F6 M" ?) ?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! ?, |1 ~* E3 ^8 `- }' }4 E
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按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB L
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按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等7 R0 t- s# D- _- X7 \
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按照使用方式分：非热插拔（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）
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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。% l3 Z6 b$ m2 U' C7 _& m( I* u; `
+ r3 `9 u# W% w" p) X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
1 i% f1 z- H8 F0 Z: i, f7 ~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。6 n$ [8 |% L2 B2 y5 p% Z
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。: x) N A& S, A+ Q7 ~
! k1 C8 k, Z% |/ ?) W 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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$ V1 e* a7 h# W1 S) V& ?. d& b: u$ b 在光纤通信理论中，光纤有单模、多模之分，区别在于：: t6 n, S9 P. M, y& w& @
1. 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。! w m! q& U8 Z- V, c9 J! t) \ t
2. 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
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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。! n6 E9 A/ L# j
6 t( i5 ]$ `7 w5 O 一般有以下区别：, G/ ?5 l, i+ ~
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。3 L( u) a6 Z( H% n3 p
2. 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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4 o" e! t; `5 D! i" V2 xFC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。
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( L( k- a4 f" j9 tSC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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9 J9 Y4 h/ e" m& `: P( LLC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。5 S+ B* l( v0 p9 W
" L% ^5 ~3 P5 o9 O4 H; \按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC9 E H6 I( X: @2 H7 r& h
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按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9: Q7 Q: \8 n' H: {8 F
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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。
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$ w8 F& S9 x3 _1、 光模块传输数率：百兆、千兆、10GE等等
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# r( g" d Z! L3 [ Y0 x( ~2、 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。
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3、 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。
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" M% v! l/ l4 |+ y4、 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。
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* S2 R# n6 B: c! `0 I光模块功能失效重要原因6 p7 n2 k9 W" S
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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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1． 光口污染和损伤
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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；5 z% Q1 j0 N) h. J; w; U8 o
4 L8 A9 g& ^" B+ ]8 Y OB． 使用的光纤连接器端面已经污染，光模块光口二次污染；! W% ^$ D$ p/ _
" K+ _: S& H; x3 z( P/ K& L `. X! l
C． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；7 ?$ }4 B, X" j( e) Z m
( L! G2 l% r% ?7 G3 cD． 使用劣质的光纤连接器;; v( J- O4 D2 e" E) [5 g
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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。5 F3 p' I9 Z7 J9 O1 e: A' j9 Y
. v7 \8 v$ }4 U4 Y
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)
2 e/ Y/ `: n0 r, v& v& F
2 r1 V6 h8 Y# hGBIC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。+ E) B) R% H; Z+ G1 |
& e3 I# c3 ` z) d; n4 j |& O附录一些常见交换机模块型号
8 P7 Y+ d$ g8 a9 G' V 6 N2 H" z8 |0 O4 u' w9 E E, z( X6 t9 T
GBIC系列0 K. W: B- X5 A9 S; I
WS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483）
- q, o: l8 L* DWS-5484 1000BASE-SX, GBIC模块, 多模, SC接口, 波长 850nm，传输距离550M(兼容思科G5484）, D# b9 j5 Y4 O0 U7 Z5 d" m
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)
; ^; ~5 V$ L" x f. w7 U2 \8 hWS-5487 1000BASE-ZX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1550nm，传输距离70KM(兼容思科G5487）3 K' c" ]8 o; J; B
*********************************************************3 u z: {3 o: p5 }( s2 C
SFP系列! J( A/ E) ?; @
GLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100
/ Q. j7 X! F7 E0 W }; I) W- r2 |GLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M $ k; }/ F2 C3 O% H, P9 q
GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM
. _5 W& V6 R- J7 X0 N O1 \ `. tGLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM ) {; ~6 g1 P" ~: i5 h9 g# d
GLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM
3 v* m4 p/ G) q2 XGLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM ( `! U: ]6 ~& k3 n. i; U
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
1 s& q) u$ t9 B* P4 {*********************************************************! h! J# y/ D1 y% R3 {$ L# J
CWDM系列3 X6 s9 o, |. C" g2 z. L
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-8; R! ]7 r" |( X
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
( _6 D0 R$ v$ E) \/ DCWDM-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 & E1 U- B9 B$ l
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
+ V8 V0 @8 |( b O# y( t3 V**********************************************************XENPAK系列
9 {" T5 ~7 ?0 g$ c4 F7 c, kXENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm
/ R$ ~$ d( x% ^% @ KXENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm 2 x2 H6 J# P" t4 ]( n
XENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm
' \8 ?8 V6 A) Z: bXENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm
- g: ]% o4 w1 ]# L7 n; J2 o# g***********************************************************
2 p) \' J1 v. p, |' MX2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm
% e7 D# S0 O! T7 M0 ^X2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm
5 j; e. B, y+ ^/ R! PX2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm $ j% x$ C& C2 B- n7 b% P0 M
************************************************************
. ~0 @: x G0 {XFP系列6 _: C, C2 V6 x$ Y2 ]% ^
XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm / M! w' H. B( C9 G3 Q* x
XFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm ( p d2 b* s* S" ~1 x
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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