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。+ S# m2 h" m+ \5 O
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光收发一体模块分类
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4 t( j% V2 Z( H6 b, R3 M按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE
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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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. U2 \2 \4 C: u: Y1×9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! ~ w4 c% n! w1 \. ?! E
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GBIC封装——热插拔千兆接口光模块，采用SC接口 A, @/ d# N2 q0 g
; m( N* F2 }; v% S, b3 O fSFP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3 l& c* b _* G l) K$ F( O
- c" s! S& R& G! M# I& eXENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口/ Q7 P4 G1 w _' F4 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: O x" I4 n- a9 v, ^ U4 ]. T
- t; I [2 C( N6 G按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB L7 G9 E* A* R. q3 \0 B7 k
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按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等 U+ S0 u/ i: K# Y- ?- f/ I* j
4 `$ J# l) v% N3 j, I$ L按照使用方式分：非热插拔（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）7 I$ v' w* `3 f. T0 L* C
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光纤连接器的分类和主要规格参数0 X9 ~" f/ T; ]# b
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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。7 q! S! r8 i4 \* j+ T
- ? s5 j. O) P# j- y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 L2 y/ b* n) t/ D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。
) i5 U7 C- t9 P2 ~6 @) y) s( C; m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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4 t- v4 S3 T% L& [+ Z& m3 V 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。# d% O& ~' f [+ k. y( h
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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：1 r( _* }6 [+ m' L6 V E6 q @* R! _
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。
2 R; P: j/ c1 k5 l7 ^; F2. 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) U, `) Z- S- ~$ c: J9 `0 j
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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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! H, L5 f6 O/ v1 N4 }. q( o 一般有以下区别：
! Y3 i8 ]+ v# O+ s1 k! B* f ~/ [3 L1. 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。
1 d& o* ]* ^. l k2. 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" L4 W, ?0 l u6 R+ v' V' ^; J
7 [- n# T1 e l' k& P! J2 j* R$ P 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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' }/ v7 \' P' p+ T* fFC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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$ m" \ D; ~! R8 A2 zSC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。9 g+ O, }6 j) O3 q
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LC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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' Z: a: a! {+ e& w' t1 |9 }按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC
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/ |9 U" F1 X% z& o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。
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1、 光模块传输数率：百兆、千兆、10GE等等
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- u: z1 q0 b, g% A E5 L& l2、 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。; C: f; i; P+ _$ f
% a; m( o) o7 T( ]! @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。1 h7 G; ~$ H4 U, [7 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。6 L0 l8 h0 ]( S# o7 Z& | G
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光模块功能失效重要原因( o n. K8 c; G
+ W) d2 _6 m1 P- T2 \, F0 Z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 h+ D+ v' B- d7 {. ?/ r+ s+ T/ n1． 光口污染和损伤2 M; P9 q# `) t: A
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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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. G7 X4 ~5 N0 b2 @- M1 b! C: v: hA． 光模块光口暴露在环境中，光口有灰尘进入而污染；- M' L0 m a# M4 n
$ t9 |1 H* _3 g3 q! T; V6 [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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C． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；7 Y* t D5 A& `/ E( r! x
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D． 使用劣质的光纤连接器;
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) q5 P7 N* B* o& n0 M1 u 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。: Z$ t& `0 p8 c, d
- Z& s6 w/ f3 t- ]" D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)% I3 b5 @5 R8 U. \# B& ?( g0 q$ I6 c
; s O" u+ o( \: d- y# Z
GBIC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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0 P8 W5 i9 a" d8 C% w2 k4 i附录一些常见交换机模块型号6 M B9 u. J: t$ b0 Y
- K$ b# s% R v& `. \/ {GBIC系列$ u5 Z( {$ m Z; y ~; M. g& V
WS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483）
! R& b8 ]' [+ t0 a7 aWS-5484 1000BASE-SX, GBIC模块, 多模, SC接口, 波长 850nm，传输距离550M(兼容思科G5484）
( t' s# r' |9 o# S) w! f( `8 G" uWS-5485 1000BASE-LX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1310nm，传输距离10KM(兼容思科G5486)# @+ ~: A/ O3 q8 ?) K
WS-5487 1000BASE-ZX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1550nm，传输距离70KM(兼容思科G5487）. {) w# G& k) {
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SFP系列+ a: I9 W# {- g; T* X: N, C
GLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100
( u4 U2 F+ D! p: k2 KGLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M
, S$ Q/ E; q* V- l2 Q: W$ \GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM
7 N* Q+ r G% ]+ ]* c: YGLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM
- `3 p6 r7 G3 i P4 W1 p/ X2 WGLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM 3 T* \$ W) B- ^5 I& I) w
GLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM ' O: l& X+ h0 n- I
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
' s, ~- u b% D1 U9 M* @********************************************************** ]' w& y+ }( u9 w- v" V
CWDM系列
! n1 c3 L& ^* T# d4 n4 h W" SCWDM-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+ L6 H" c/ O, c7 a5 c' I% H+ j
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
9 q# T& M3 }4 y7 y( G1 Y! rCWDM-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
5 O- @% c0 M( I HCWDM-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) ~3 g* c2 a) W8 L1 s$ A
**********************************************************XENPAK系列
s, F+ M5 d0 ^; D8 I6 ?$ ^XENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm $ f9 @: v4 E* W9 @% _, x
XENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm
7 O ?% b3 q& `! HXENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm
, G5 y2 ^/ B! iXENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm. e: ~6 ~/ ?" ]' V# B, Q( ^
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* K+ j4 ]4 J% Q* A, @0 LX2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm 9 a' _& ?- ~7 x6 W* y; I4 p! p5 p0 E* ^
X2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm
) i' S+ s' |# l, b. A7 c0 MX2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm
* Z+ y R+ r; s************************************************************
. j( g7 k: D1 z+ L5 `" u: iXFP系列
2 z2 g* a( f% x) W# [XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm 0 T- K/ B7 D" I/ o' d
XFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm
. B! K& S" {1 i# XXFP-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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