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。: p; n7 k$ L V3 O* y9 L' X
( k) e* H% H$ E8 w( X4 L d 光收发一体模块分类2 R$ F9 K P% p
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按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE/ [- F+ U Q+ [4 A1 m) V
# w1 m0 h! |* c1 T0 k& a) s% h& hSDH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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4 L0 T6 i' q4 p# w. X0 J9 N1×9封装——焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用SC接口/ G! y1 m4 |( G
: h2 g; {! L x) [. Y! X ?- iSFF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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" _6 w- n$ B! @, c+ v1 }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) k/ d8 N9 R4 ^) _, b; I% {& r, g
$ q2 |" }6 T5 R8 u% N: w* pXENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口" N$ Q/ R1 w# Z7 c5 }( N% J
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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& U0 G3 s Q' p i* v! f
+ i e4 _7 a+ h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2 X* K. C1 V2 v
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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）5 W9 F% u' z! n# Y1 B
0 Q. c# h$ U3 R5 ^# T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。9 f1 o. d0 l5 M! N; T
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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0 J' z/ Z# T% C
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。
( _" \; T5 k* _' H: ~: h: r Z9 [7 ^' S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。2 p" H/ x$ a K/ ?8 I
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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：
% J# Y6 [" o( r( Q5 i7 V1. 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 k6 h2 r* j( h: d! g' T7 C9 }
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# D$ q- }" {0 \5 K
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/ Y% X; q+ q' F! @ 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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一般有以下区别：
$ J* o S' T' Q2 \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。
' e0 H ?" W- A. D0 v2. 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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, [6 y9 a& f' }) y" jFC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。9 [" V' ^7 ^8 O
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SC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。3 v# m6 o3 l+ X6 H0 \1 E; C
0 J) I8 C& u% ^& L3 G g) T+ TLC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。7 S& }/ d+ z+ R5 q+ ~. j
9 ^4 D8 N& ~! z4 C! ~1 k6 r l& ?4 k& ^按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC6 [1 _0 T( y4 c& B G3 d
- z' ?% p; v. N' r5 K按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9+ |, E1 I4 J" `* A. W
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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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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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$ z5 l9 D0 J* T& ?/ N4、 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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光模块功能失效重要原因+ F# A' w( k& a
8 W& _& Z7 k6 P% v+ K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：5 t+ z& v- t& ~6 y
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1． 光口污染和损伤
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/ l# G& q! f5 c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；8 w% E0 M* ~; V9 W# Y
5 v: y4 c; y2 q% N) xB． 使用的光纤连接器端面已经污染，光模块光口二次污染；# u: ^3 B4 F2 S: k
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C． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；
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D． 使用劣质的光纤连接器;9 g6 g# W5 o' r7 r
+ S A3 ?) N; 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。
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; y0 `1 D4 t K9 ^8 p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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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。* O1 Q' @2 ~! s# J/ {
0 K0 H6 r+ y2 k3 B% X' r
附录一些常见交换机模块型号
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GBIC系列
: T; D! M7 Q: Q! GWS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483） . X- E* C( n6 f( k4 ~6 ]# t
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 z! s9 V$ O: I, s, l+ \# \
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)8 Q6 S4 U6 e6 S
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' T( T* G+ c( _. b0 |*********************************************************" `' ?: y8 M! `7 V
SFP系列, X9 { ]$ Y4 k7 N- J6 _# \& H+ `
GLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100
+ |3 _" [# r! G gGLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M
2 l$ W0 _3 I: [; \. k! o) \( H6 u/ uGLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM ! ?( u( h) A8 j+ A9 q
GLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM
l) ]" k1 \5 mGLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM
* Y5 c e; N& V4 D# ^GLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM 7 B% `, N, R6 l" T2 d$ y8 M' 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 , j7 C5 z4 O/ b4 c
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1 x8 W; H* r; N" R1 T9 @% }$ {) xCWDM系列4 L( g4 ?# r* o9 {
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
6 s4 F! y2 u- l% R& z. z/ i5 BCWDM-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
, r- W2 F: {! f0 Y5 d, bCWDM-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
) f! Q: k7 {$ E! mCWDM-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$ B+ e' z- j$ @% Z4 K }' ]- K
**********************************************************XENPAK系列
( |5 { w' a# f5 n' e+ EXENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm ' _" y9 D& H" h2 b6 r7 c8 A
XENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm
4 t# d: h) ?3 K1 qXENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm 0 ], O' w' G5 g2 X6 d5 t2 f
XENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm4 I* u M" ~* b1 @+ p7 g
***********************************************************3 j" [7 |/ ^4 n& M ?9 M
X2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm 0 g+ C N. h* q, d1 K
X2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm# |8 {/ u1 l+ f& i. c
X2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm
* J! M+ X. S( m. U, g2 c% x9 L************************************************************. A' R1 q& v" o X. R
XFP系列 j) e( h( a2 l$ ` E& @
XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm * `% X9 Q5 s# @* c0 v
XFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm
6 [$ T3 \: V* r% l" z! u" wXFP-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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