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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光收发一体模块分类
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+ `& {! X( P2 a, C8 O# J n按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE
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, B3 S3 V" H( bSDH应用的155M、622M、2.5G、10G0 t: k) h* j- E$ N& I' r0 A9 P
# a* y6 `9 Q8 i! I( H0 s6 j; }) S按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各种封装见9 x% } E7 c" o) N* `' T
% N+ r: |/ z. k- i/ d7 v! q% i& O; ]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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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
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0 c! z0 w! l o! l% [GBIC封装——热插拔千兆接口光模块，采用SC接口
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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
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" L. \8 x3 U8 v: ?9 I" Y$ H) HXENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口 y4 [) \' B5 Q9 y6 ~4 W s% V6 z; q+ A3 C
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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" r8 Q) }5 N1 k- T
/ @- C* O% P/ r6 T" t. I C按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB L
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. d; a" p P' q. a/ H( U8 d按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等
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( x s. C% I8 c7 h {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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: e/ N, y! b3 w6 g# u8 ]9 {& y% W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。# N# @( ^7 ?+ _5 K/ X( T, y
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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9 U8 @- \% B) H" c1 z7 p2 ~3 {
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。
$ ^) ]) S/ C6 K; f: {+ q* w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。8 V3 G" \; Z2 T( U7 A1 @2 k
! }' \1 m7 l; ?* [" ] 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。. q( X3 o0 h+ a
' j6 ~% Q$ R/ G5 Y: `" N 在光纤通信理论中，光纤有单模、多模之分，区别在于：
0 w/ A* g& o# Y7 i0 Q1. 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。, A5 D( G) w; O d: j5 m! o& r/ r
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2 Q4 {2 A! c9 P L: A U
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+ r: A0 @! t+ L8 E" j 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。1 w, V/ T5 Z( S- O$ O
( [( V! m* s- u+ [ 一般有以下区别：
8 |/ C# S' m" j% ~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。6 n9 j/ q. i, ~ ~1 S
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& R- L: Z9 t4 c
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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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' i. f: U4 ^/ t2 k6 [6 DFC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。" h7 X& m7 X9 L8 F! ^
f# G) x, |* B" [2 CSC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。! Q( I: T ^/ y+ B: w; c
" \7 a6 K3 c! v, c9 e0 RLC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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3 _. j' t s7 s! b& L0 a按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC5 c' {# G: a# ], p7 R/ I
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按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9" P0 F. p! @, Z. X
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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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9 R9 c' U5 L8 Z- B1、 光模块传输数率：百兆、千兆、10GE等等5 O. `3 b; i2 x [0 h0 p
& x/ h7 A2 p+ b4 A1 ^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。+ z% o" a- R! T4 E+ R- u
" Z3 |! e: d0 }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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5 B2 j% W6 r. m3 ?$ R4、 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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5 G5 u5 d$ E7 F& t/ V* a光模块功能失效重要原因
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) T% h- \0 ^1 _, n3 j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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3 y, x) P9 J8 n$ _" }) U( b; s( j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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6 n# m# R. |& W6 C1 ]; L+ WA． 光模块光口暴露在环境中，光口有灰尘进入而污染；
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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；
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) {; {1 q% v3 O6 u+ a2 CC． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；
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. g: h; d- r3 K$ D2 |D． 使用劣质的光纤连接器;
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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。
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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): Z; [6 {# E7 z' @" ~* r6 S
* Y6 \3 j$ C) o" S- NGBIC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。
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8 M8 h9 r& a5 m( L) x附录一些常见交换机模块型号4 K: z8 g2 }$ ^" m9 w& f! o. H
+ U4 b7 m, v2 \& [( {GBIC系列
6 O( Y, r0 L& {0 oWS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483） & M2 x4 Q, A9 M k$ c9 b6 z
WS-5484 1000BASE-SX, GBIC模块, 多模, SC接口, 波长 850nm，传输距离550M(兼容思科G5484）
0 {$ f a+ q% d. T3 r% ?2 p( wWS-5485 1000BASE-LX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1310nm，传输距离10KM(兼容思科G5486)
! z1 _7 Y- ~' J2 z9 y# L0 qWS-5487 1000BASE-ZX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1550nm，传输距离70KM(兼容思科G5487）
/ z5 }8 D' l) T*********************************************************
( [5 p' P) t! l# C- ZSFP系列. Q: Q+ x; Z( f% [: X
GLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100; _# j( Z+ c+ t) |7 F
GLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M 2 M( J4 E! f I5 D
GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM 2 k s# v8 E% n) |8 X
GLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM ( Z d' l2 g/ I0 c! M& s
GLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM ' }' [+ n+ I/ }' L3 d
GLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM 6 }9 i; t+ D+ b
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
# K7 z' s' I' g*********************************************************; i* G ^( e; m" w, H% Q3 {
CWDM系列! a$ h: W5 I2 f4 N1 O4 _* u# L) J' Q
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
1 E6 g% E: G- p: K5 lCWDM-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 7 Q( r- h/ k. @
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 . _% Y0 \ s; }1 f7 b5 i& t
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
?& f N5 ~3 q3 S: W**********************************************************XENPAK系列
- }. J {8 n0 z6 pXENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm % n* b4 U( Z: K# v( j4 n/ S
XENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm
: s, O& r; v4 G# Z9 ~& N- Q0 G# SXENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm
- K; \5 r7 s, O: P0 M" BXENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm8 J! q; Z- z! \' w
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X2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm
?7 Z: `. }7 U/ YX2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm
1 C# s1 y( D+ n/ r, }4 r9 J* ~! cX2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm & _/ U+ F& j4 j7 m8 s
************************************************************
9 Q v2 O' p* m tXFP系列3 j+ L. ]5 R( y* N2 _# j8 b' o
XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm
" p. R) T. P8 d* M8 v& K( k* o8 |5 o$ T( fXFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm ; f7 R9 l1 [. ^5 ?9 I' V2 g& G
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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