如何選用光模塊
一、認(rèn)識(shí)光模塊
定義：
光模塊：也就是光收發(fā)一體模塊
結(jié)構(gòu)：
光收發(fā)一體模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。
發(fā)射部分是：輸入一定碼率的電信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路，使輸出的光信號(hào)功率保持穩(wěn)定。
接收部分是：一定碼率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號(hào)，輸出的信號(hào)一般為PECL電平。
同時(shí)在輸入光功率小于一定值后會(huì)輸出一個(gè)告警信號(hào)。
分類(lèi)：
按應(yīng)用分類(lèi)：
以太網(wǎng)應(yīng)用的速率：100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE
SDH應(yīng)用的速率：155M、622M、2.5G、10G
按封裝分類(lèi)：
按照封裝分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各種封裝見(jiàn)
1×9封裝——焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用SC接口
SFF封裝-——焊接小封裝光模塊，一般速度不高于千兆，多采用LC接口
GBIC封裝——熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口
SFP封裝——熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達(dá)4G，多采用LC接口
XENPAK封裝——應(yīng)用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，采用SC接口
XFP封裝——10G光模塊，可用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口
按激光器分類(lèi)：
LED、VCSEL、FP LD、DFB L
按波長(zhǎng)分類(lèi)：
850nm、1310nm、1550nm等
按使用方式分類(lèi)：
非熱插拔（1×9、SFF），可熱插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）
二、光模塊的參數(shù)及意義
光模塊有很多很重要的光電技術(shù)參數(shù)，但對(duì)于GBIC和SFP這兩種熱插拔光模塊而言，選用時(shí)最關(guān)注的就是下面三個(gè)參數(shù)：
中心波長(zhǎng)：
單位納米（nm），目前主要有3種：
850nm（MM，多模，成本低但傳輸距離短，一般只能傳輸500M）；
1310nm (SM，單模，傳輸過(guò)程中損耗大但色散小，一般用于40KM以?xún)?nèi)的傳輸)；
1550nm (SM，單模，傳輸過(guò)程中損耗小但色散大，一般用于40KM以上的長(zhǎng)距離傳輸，最遠(yuǎn)可以無(wú)中繼直接傳輸120KM)；
傳輸速率：
每秒鐘傳輸數(shù)據(jù)的比特?cái)?shù)（bit），單位bps。
目前常用的有4種: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。傳輸速率一般向下兼容，因此155M光模塊也稱(chēng)FE（百兆）光模塊，1.25G光模塊也稱(chēng)GE（千兆）光模塊，這是目前光傳輸設(shè)備中應(yīng)用最多的模塊。此外，在光纖存儲(chǔ)系統(tǒng)（SAN）中它的傳輸速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps；
傳輸距離：
光信號(hào)無(wú)需中繼放大可以直接傳輸?shù)木嚯x，單位千米（也稱(chēng)公里，km）。
光模塊一般有以下幾種規(guī)格：多模550m，單模15km、40km、80km和120km等等。
除以上3種主要技術(shù)參數(shù)（波長(zhǎng)，速率，距離）外，光模塊還有如下幾個(gè)基本概念，這些概念只需簡(jiǎn)單了解就行：
激光器類(lèi)別：
激光器是光模塊中最核心的器件，將電流注入半導(dǎo)體材料中，通過(guò)諧振腔的光子振蕩和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB激光器，它們的差異是半導(dǎo)體材料和諧振腔結(jié)構(gòu)不同，DFB激光器的價(jià)格比FP激光器貴很多。傳輸距離在40KM以?xún)?nèi)的光模塊一般使用FP激光器；傳輸距離≥40KM的光模塊一般使用DFB激光器；
損耗和色散：
損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導(dǎo)致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。色散的產(chǎn)生主要是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從而造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸距離的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接收端，導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無(wú)法分辨信號(hào)值。這兩個(gè)參數(shù)主要影響光模塊的傳輸距離，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，1310nm光模塊一般按0.35dBm/km計(jì)算鏈路損耗，1550nm光模塊一般按0.20dBm/km計(jì)算鏈路損耗，色散值的計(jì)算非常復(fù)雜，一般只作參考；
發(fā)射光功率和接收靈敏度：
發(fā)射光功率指光模塊發(fā)送端光源的輸出光功率，接收靈敏度指在一定速率、誤碼率情況下光模塊的最小接收光功率。這兩個(gè)參數(shù)的單位都是dBm(意為分貝毫瓦，功率單位mw的對(duì)數(shù)形式，計(jì)算公式為10lg，1mw折算為0dBm)，主要用來(lái)界定產(chǎn)品的傳輸距離，不同波長(zhǎng)、傳輸速率和傳輸距離的光模塊光發(fā)射功率和接收靈敏度都會(huì)不同，只要能確保傳輸距離就行；
光模塊的使用壽命：
國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，7Х24小時(shí)不間斷工作5萬(wàn)小時(shí)（相當(dāng)于5年）；
光纖接口：
SFP光模塊都是LC接口的，GBIC光模塊都是SC接口的，其他接口還有FC和ST等；
工作溫度：0~+70℃；
儲(chǔ)藏溫度：-45~+80℃；
工作電壓：3.3V；
工作電平：TTL。
三、選用光模塊的參考知識(shí)
光纖連接器的分類(lèi)和主要規(guī)格參數(shù)：
光纖連接器是在一段光纖的兩頭都安裝上連接頭，主要作光配線(xiàn)使用。
按照光纖的類(lèi)型分：?jiǎn)文９饫w連接器（一般為G.652纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um），多模光纖連接器
按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC，
按照光纖連接器連接頭內(nèi)插針端面分：PC，SPC，UPC，APC
按照光纖連接器的直徑分：Φ3，Φ2, Φ0.9
光纖連接器的性能主要有光學(xué)性能、互換性能、機(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命。其中最重要的是插入損耗和回波損耗這兩個(gè)指標(biāo)。
光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度：
發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強(qiáng)，接收靈敏度指可以探測(cè)到的光強(qiáng)度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸距離的重要參數(shù)。光模塊可傳輸?shù)木嚯x主要受到損耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據(jù)公式：損耗受限距離＝（發(fā)射光功率-接收靈敏度）/光纖衰減量 來(lái)估算。光纖衰減量和實(shí)際選用的光纖相關(guān)。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對(duì)于百兆、千兆的光模塊色散受限遠(yuǎn)大于損耗受限，可以不作考慮。
10GE光模塊遵循802.3ae的標(biāo)準(zhǔn)，傳輸?shù)木嚯x和選用光纖類(lèi)型、光模塊光性能相關(guān)。
飽和光功率值指光模塊接收端最大可以探測(cè)到的光功率，一般為-3dBm。當(dāng)接收光功率大于飽和光功率的時(shí)候同樣會(huì)導(dǎo)致誤碼產(chǎn)生。因此對(duì)于發(fā)射光功率大的光模塊不加衰減回環(huán)測(cè)試會(huì)出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象。
經(jīng)驗(yàn)問(wèn)答：
2.5G貌似是STM-16 那2.125是個(gè)什么概念？是不是SDH的方式只能用單模傳輸？
我這里同機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備互聯(lián)POS口的都是用的單模。產(chǎn)品介紹上寫(xiě)它能承載2.125G/2.5G 850NM 光模塊能承載2.5G業(yè)務(wù)。pos口能接多模纖？不能的話(huà)為什么不能？實(shí)用中單模 多模除了在傳輸距離上體現(xiàn)差異。設(shè)備接口對(duì)單模，多模有啥強(qiáng)制要求沒(méi)？原因。
我就想知道2.125 這個(gè)值是咋來(lái)的 常見(jiàn)的光模塊一般都是 155M 對(duì)應(yīng)STM-1 622M對(duì)應(yīng)STM-4 1.25G 我這里用作以太網(wǎng)的GE端口互聯(lián)。2.5G用作STM-16 那2.125這個(gè)數(shù)是哪來(lái)的 根據(jù)什么標(biāo)準(zhǔn)啊。
我這里的2.125G光模塊 都當(dāng)普通1GE的光模塊用著呢。還有我這里同機(jī)房2個(gè)設(shè)備POS口互聯(lián)就這么幾米都用得單模，我想一定是有他得理由的吧。
光2.5和2.125只是數(shù)據(jù)和傳輸領(lǐng)域不同的標(biāo)準(zhǔn)造成的，其實(shí)從光模塊生產(chǎn)商角度來(lái)說(shuō)，這兩者完全可能是相同的。至于什么設(shè)備要求必須用單模或者用多模倒沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò)，主要看傳輸需求，應(yīng)該不存在某類(lèi)型設(shè)備必須用單模或者多模的情況。 2.125是根據(jù)fiber channel的要求來(lái)的，具體是什么標(biāo)準(zhǔn)不曉得。華為現(xiàn)在用的千兆模塊就是2.125G的。至于幾米就用單模的原因，還是不要瞎猜的好，因?yàn)樵蛏踔劣锌赡苁羌夹g(shù)人員有什么就用什么了，懶得再找多模的。
