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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* i; N: g: @- |# @/ f 光收发一体模块分类2 K* ?3 b5 e- u* v
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按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE
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: g+ w) A8 A5 J- r# H( U$ ASDH应用的155M、622M、2.5G、10G
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' i/ |9 A& ]1 w( h- N按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各种封装见# e# j) N, x/ y! @0 f- U4 |' {
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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, O3 Z' v9 ~, P. E, E
2 B% |1 h- k4 ^% Y# z6 {9 TSFF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- D- H# w9 m$ `6 s. q9 k8 v& B
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GBIC封装——热插拔千兆接口光模块，采用SC接口" @- N3 ]' K0 f6 y
9 p, h; A& _" E4 ESFP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 E9 k Y% q, {3 P
5 @, G3 |$ H& \. g, K SXENPAK封装——应用在万兆以太网，采用SC接口1 ~) ~' S5 T0 b) X0 T" U0 h |
8 Y- k4 p! p: ~( m' G; X5 [; fXFP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
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+ I* h3 [4 \7 }8 j9 h! w6 i' u+ `按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB L: s. P( X; ^& P* ?) E
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按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等# |" e1 c4 Z* H' r
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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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. K% f O+ b5 b; O8 c5 o4 q光纤连接器的分类和主要规格参数
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. K. _1 `9 K! G4 G/ x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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* C2 R, C6 R* C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" G2 ^0 ?# }6 G3 P; h7 e
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。1 B. C0 S8 F# m6 P
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。, K% u8 w+ O _, [5 t1 y
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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：
o: Q1 X/ ]) j/ n* ]- 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。6 x0 J6 K+ i* s2 P3 v, d9 d; 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" T- Q3 I# R7 Z3 c' X; q* x
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3 G1 e: g+ D) \) K 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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9 ?% N8 F0 C0 G5 W6 Q 一般有以下区别：
4 Y' \" r6 m9 v" O- u. K1. 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。
. u9 @* w ]$ E0 g W+ ?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* |& X& P, s$ r" \5 j$ N6 t, l+ z
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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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FC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。* l# e7 p& }8 U' d
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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。
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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。$ o- S$ a7 u; u4 v- f
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按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC+ r" |* r" Z. P
% T g0 H9 {5 ~6 o5 Z7 t P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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/ e) n- A/ N8 p' c1、 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。' O6 R3 ~1 ?0 X) s
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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。# d& L. E* i& z& y2 \8 V
/ @% m1 S9 [/ w; K3 N7 E! C* M4、 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。4 s# T5 P2 _# K" D
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光模块功能失效重要原因& t- r j, e' G7 J ~
' R* ^7 i' m4 Q1 G" 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：) a' u; E$ A# R5 S5 |! O
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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：8 \ H9 ^3 S4 w1 G' |, a# ^# H
2 _: ]9 j" u4 S' P6 J7 ^% m" t2 ~A． 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；5 p& ^. \. I6 C7 [7 X& ~8 q( f+ h
( v$ U/ g5 ]" y9 ~$ g) `- R% i" zC． 带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；0 J! L! c. H: A- o
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D． 使用劣质的光纤连接器;
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2 ?0 j/ x2 Y- L! o( ^6 d3 [ A 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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7 y# ]! q- x$ f6 v; W: j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) q, q2 B0 m; e( R/ w, H
3 f F% i- g+ H' y# M
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。7 V" r/ s! s% i
. c% I+ x- X0 A6 m附录一些常见交换机模块型号- c8 j0 Z' d7 V7 f: P
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GBIC系列2 F$ z2 X) |4 ]$ F
WS-5483 1000BASE-T, GBIC模块, RJ-45接口, 传输距离100M(兼容思科G5483） $ y! q: b* }* r M# P Z4 {
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）
7 Z8 a. F* c0 S7 i( ?3 T8 ?5 u/ G# A6 l8 oWS-5485 1000BASE-LX, GBIC模块, 单模, SC接口, 波长1310nm，传输距离10KM(兼容思科G5486)0 N& |& k9 k' Q! |, O4 R) j V
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） X/ i2 H) x' z- E
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8 N8 H% }1 @! eSFP系列
5 y" A% g3 }2 f; T0 pGLC-T 1000BASE-T, SFP模块, RJ-45接口, 传输距离100/ P3 t8 W0 }8 _/ q% `- L; Q* j
GLC-SX-MM-C 1000BASE-SX, SFP模块, 多模, LC接口, 波长850nm，传输距离550M
0 z2 N/ d' u8 ~" N- Z, {0 X5 Y& bGLC-LH-SM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离10KM & a$ `0 n/ S$ T
GLC-ZX-SM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，传输距离70KM-80KM
8 j# Y+ }5 b1 g3 S- bGLC-LH-SM-20KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离20KM , x- Q+ D4 k" h7 x/ z
GLC-LH-SM-40KM-C 1000BASE-LX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1310nm，传输距离40KM
6 n- r7 O: f! H! PGLC-ZX-SM-120KM-C 1000BASE-ZX, SFP模块, 单模, LC接口, 波长1550nm，最大传输距离120KM
! T1 K% N7 ~% c, A* A*********************************************************( V; O. p5 W0 J) c. n* E# C: O
CWDM系列* M7 g0 n) }, c6 J/ B7 m
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
/ t g, \6 o$ ?. GCWDM-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 : z/ y9 U, b# n2 J
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
& Q+ U8 X' e p- f0 N+ z- sCWDM-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" I5 ]( w$ a. C
**********************************************************XENPAK系列 + `4 h t& X" N* l* T: J) E
XENPAK-10GB-SR-C 10GBASE-SR，XENPAK模块，多模，300M，波长850nm
# r. v9 B- r+ HXENPAK-10GB-LR-C 10GBASE-LR，XENPAK模块，单模，10KM，波长1310nm
( n" @) b" W( G- p- T) @XENPAK-10GB-ER-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，40KM，波长1550nm ) I5 H% H" q9 [; X, ]' p7 F# M6 ^
XENPAK-10GB-ZR-C 10GBASE-ER，XENPAK模块，单模，70KM，波长1550nm6 X0 k: u# x! l1 _ f0 t9 E
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X2-10GB-SR-C 10GBASE-SR，X2模块，多模，300M，波长850nm . a; n" M: {1 }" w6 w. ?5 Z
X2-10GB-LR-C 10GBASE-LR，X2模块，单模，10KM，波长1310nm
+ x' p/ S( Y! A) s G! p" W6 f* EX2-10GB-ER-C 10GBASE-ER，X2模块，单模，40KM，波长1550nm 9 {: Q2 r, j6 ~% ?# p
************************************************************5 j/ j/ O0 z! W# T% c1 B
XFP系列: ]) v6 F0 J7 H* M i# n
XFP-10GB-SR 10GBASE-SR，XFP模块，多模，300M，波长850nm
7 R- R) B* w, C- [6 l" \- V: iXFP-10GB-LR 10GBASE-LR，XFP模块，单模，10KM，波长1310nm
3 M. e6 S& W, Y' m. x; mXFP-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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