光模块简介(详细)分解PPT教学课件.ppt

1、1，武汉飞鹏光技术有限公司，-光模块简介，武汉飞鹏光技术有限公司，2，感谢您长期以来对飞蓬的支持和热爱，武汉飞鹏光技术有限公司，3，光纤多模式光纤(橙色)的核心直径为50um到62.5um，包装外径125um适用于短距离传输(2km到5km)。单模光纤(黄色)的芯径常用于8.3um、包层外径125um、中等远距离传输(20KM-120KM)。光纤通信的主要优点：大容量、低损耗、长中继距离、高机密性、小尺寸、轻重量、光纤原材料取之不竭。缺点：容易折断，连接困难，害怕弯曲。核心外部围绕着玻璃信封层，其折射率低于核心，以便光线保持在核心内部。外面有保护信封的薄塑料大衣。光纤通常被捆绑在一起，外面的外

2、壳受到保护。芯通常用石英玻璃制成，砂体很小的双同心圆柱，易碎，需要保护层。目前常用的光学模块主要是光发射机、光接收机、Transceiver(光收发器模块)和Transponder(光传输器)。武汉飞鹏光学技术有限公司，4，光纤收发器一体模块定义，Fiberpon目前提供了100米到10G范围的光纤收发器模块，用户可以根据自己的网络要求选择自己想要的。目前常用的光学模块主要是光发射机、光接收机、Transceiver(光收发一体式模块)和Transponder(光传送)。transceiver(光收发一体式模块)TransceIVer的主要功能是光/电光转换，包括光功率控制、调制传输、信号检测

3、、iv转换和限制放大决策回放，以及一些SIP9、SFF、SFP、GBIC、XFP等Transponder Transponder除了集成光转换功能外，还集成了许多信号处理功能，如MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量收集和监视。典型的Transponder包括200/300针、XENPAK、X2/XPAK等。光收发集成模块由同时包括发送和接收的光电子设备、功能电路和光接口等组成。发射部分通过内部驱动器芯片处理输入一定比特率的电信号后，通过半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射该速度的调制光信号，内部有光功率自动控制电路，从而保持输出的光信号功率稳定。接收部分是在特定比特率的光信号

4、输入模块后，从光检测二极管转换为电信号。通过前导码输出该比特率的电信号时，输出信号通常是PECL级别。如果输入功率小于一定值，则还会输出报警信号。武汉飞鹏光技术有限公司，5，传输距离光模块的传输距离分为短距离、中距离和长距离三类。一般认为，短距离小于2km，10 20km等于中距离，30km、40km以上等于长距离。光学模块的传输距离受到限制主要是因为光信号在光纤中传输时存在一些损失和色散。损失是由于光在光纤中传输时介质的吸收散射和泄漏引起的光能损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定比例消散。色散主要是在不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不相同，因此光信号的不同波长成分由于传输距离的累积

5、，在不同时间到达接收侧，脉冲宽度变宽，无法分辨信号值。损耗和色散：损耗是光在光纤中传输时由于介质的吸收散射和泄漏而导致的光能损失，随着传输距离的增加以一定比例消散的能量的一部分。色散主要是在不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不相同，因此光信号的不同波长成分由于传输距离的累积，在不同时间到达接收端，脉冲宽度变宽，无法分辨信号值。这两个参数主要影响光学模块的传输距离，1310nm光学模块通常计算链路损耗为0.35dBm/km，1550nm光学模块通常计算链路损耗为0.20dBm/km，分布式值计算非常复杂，通常仅供参考。因此，用户必须选择适合其实际网络情况的适当光学模块，以满足不同的传输距离要

6、求。武汉飞鹏光技术有限公司，6，中央波长中心波长表示用于光信号传输的光带。目前常用光学模块的中心波长主要有850nm波段、1310nm波段和1550nm波段三种。850 nm频带：更多用于短距离传输。1310 nm和1550nm频带：主要用于中距离和远距离传输。第一，中心波长：单位纳米(nm)，目前主要有3种：1)850纳米(MM，多模式，低成本，短传输距离，通常只传输500米)；(2) 1310nm (SM，单模式，传输过程中损失大，但分布小，通常用于40公里内的传输)；(3) 1550nm (SM，单模式，传输过程中损失小，但分布大，一般用于40公里以上的远距离传输，最长120公里)；到为

7、止不需要中继就可以直接传输)；第二，波特率：表示每秒传输数据的位数(位)，以bps为单位，目前通常使用4种3360 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps和10Gbps等。由于波特率通常较高，155M光学模块也称为千兆位(ge)光学模块，这是当前光学传输设备中最常用的模块，1.25G光学模块也称为千兆位(GE)光学模块。光纤存储系统(SAN)中的2Gbps、4Gbps和8Gbps提供的波特率。第三，传输距离：光信号无需中继放大即可直接传输的距离、公里(公里)单位、光模块一般具有多模式550米、单模15公里、40公里、80公里、120公里等几种规格。有关详细信息，请参阅第一个说明。武汉

8、飞鹏光技术有限公司，7，光模块分类：光收发集成模块种类很多：可以按软件包分类：1*9，SFF，SFP，SFP，XFP，GBIC，X2，Xen papac其中热交换套件：SFP、SFP、XFP、GBIC、X2、XENPARK、300Pin；非热插拔封装(含针脚):1*9，SFF；(1)1*9封装-焊接型灯光模块，通常不早于GB，使用很多SC接口。(2)SFF包-焊接小型包光学模块，通常不会比GB快，并且使用更多的LC接口。小型线路连接头(SFF)小型封装光纤模块使用高级精密光学和电路集成过程，可在一般双模SC(1*9)光纤收发器模块的半高空间中将光纤端口数量增加一倍，从而提高线路端口密度并降低每

9、个端口的系统成本。SFF小型封装模组使用与铜线网路类似的MT-RJ介面，与一般电脑网路铜线介面大小相同，可协助现有铜线网路装置转换至速度更快的光纤网路，以因应网路频宽需求的急剧增加。(3)GBIC套件-热插拔gigabit介面光学模组，使用SC介面。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设备。GBIC设计可用于热插拔。GBIC是符合国际标准的可交换产品。使用GBIC接口设计的千兆位交换机在市场上占有很大的市场份额，因为交换具有灵活性。(4)SFP封装-热插拔小型封装模块，以当前高达4G的速度使用更多的LC接口。SFP

10、是Small Form Pluggable的缩写，可以简单理解为GBIC的升级版本。SFP模块的大小比GBIC模块减少了一半，可以在同一面板上配置两倍以上的端口。SFP模块的其他功能基本上与GBIC相同。一些交换机供应商将SFP模块称为小型GBIC(微GBIC)。(5)XENPAK套件-适用于使用SC介面的10 gigabit乙太网路。(6)XFP软件包-10G光纤模块，可用于10千兆以太网、SONET等多种系统，使用大量LC接口。可以按速度区分，以Mb/s或Gb/s为单位。主要包括低速度、100万亿(155M、622M)、1.25G、2.5G、4.25G、4.9G、6G、8G、10G、40G

11、等速度。根据波长的不同，可以分为一般波长、CWDM、DWDM等类别。颜色可以分为单模光纤(黄色)和多模光纤(橙色)。武汉飞鹏光学技术有限公司，8，光纤接口连接器类型，接口连接器用于连接可插拔模块及其传输介质。光纤连接器是光纤通信系统中不可缺少的手动设备，可实现光纤通道之间的可分离连接，便于光学系统的测量和维护，并使光学系统的传输调度更加灵活。光纤类型：单模光纤连接器(通常为G.652光纤：光纤内径9um，外径125um)；多模光纤连接器(一种为G.651纤维内径50um，外径125um；另一个内径62.5um，外径125um；光纤连接器(FC、SC、ST、LC、MU和MTRJ)的形式通常使用F

12、C、SC、ST和LC。fiber pon热交换光纤模块使用两个光纤连接器：SC连接器和LC连接器。FC接口，LC接口，SC接口，ST接口，武汉飞鹏光学技术有限公司，9，在没有光纤连接的情况下，确保防尘帽的清洁。光纤连接器光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成，插头由针和外围锁定结构组成。光纤连接器可根据锁定机制分为FC、SC、LC、ST和MTRJ类型。使用螺丝固定机制的FC连接器是最古老、最常用的光纤活动连接器。SC是用NTT开发的矩形连接器，无需螺纹连接即可直接插入，与FC连接器相比，其工作空间小，易于使用。低端以太网产品很常见。LC是LUCENT开发的Mini型SC连接器，体积较小，在系统中

13、广泛使用，是未来光活动连接器的发展方向。低端以太网产品很常见。ST连接器是由ATT公司开发的，与FC和SC连接器类似的主要参数指标，用于锁定机制，但通常用于连接多模式设备和与其他制造商设备对接。MTRJ销通过钢销定位，并且随着插头数量的增加，每个配合面磨损，并且比陶瓷销连接器长期稳定性差。LC连接器外观图，SC连接器外观图，武汉飞鹏光技术有限公司，10，技术参数：光发射机技术参数：光功率3360光发射机的光功率值，单位：dBm。光功率由激光发射光功率决定，对光信号传输距离具有决定性作用。理论上，光功率越大，光信号传输距离越远(中继距离长)，但实际上，光功率越大，对激光寿命的影响就越大。目前最常

14、用的激光类型是FP和DFP，当然还有其他类型，如VCSEL、EML等。LED发光辅助管也用作低速度(155M)、短距离(2KM)的常用光源。几种常用半导体光发射装置的比较如下。武汉飞鹏光技术有限公司，11，光接收机技术参数：半导体光接收设备的特性参数：响应度：单位光功率信号入光电二极管时产生的第一个光电流由量子效率确定，高质量光电二极管的量子效率达90%。响应时间(或频率特性):pin光电二极管响应时间通常约为1ns。接合电容：影响针光电二极管的响应时间，对光接收器的灵敏度具有决定性作用。越小越好，通常是几个PF。暗电流：光电二极管附加噪声的主要原因主要由结构确定的体电流和工艺引起的暗电流组成

15、。pin光电二极管没有乘法效果，暗电流小，自身附加噪声小，对光接收器灵敏度影响不大。用于光通信的光接收设备(光电探测器)主要有两类：PIN光电二极管和APD雪崩光电二极管。两种比较如下：武汉飞鹏光技术有限公司，12，光接收机的主要技术指标：比特误码率：光纤通信系统的低比特误码率，主要在系统的各种噪声和干扰下。敏感度：在确保满足所需错误比特率的条件下，接收器所需的最小输入光功率(以dBm为单位)。光接收器的灵敏度主要由光接收器的噪声决定，有时还需要考虑代码间串扰的影响。噪音主要来自探测器和放大器的噪音。(代码间串扰：光分布和光接收器的有限带宽都引起了脉冲扩展，导致了代码间串扰，从而降低了接收器的

16、灵敏度。)灵敏度是光接收器最重要的性能指标，其概念与误码率相关联。在数字光纤通信系统中，检测到接收端光信号，放大均衡，然后判定，再生。因为存在噪音，接收信号有可能出错。接收代码元素被错误判断的概率称为位错误率。灵敏度是指在保证达到给定位错误率的条件下，光接收器必须输入的最小光功率。灵敏度可以表示为每个光脉冲所需的最小平衡能量，但更频繁地以最小平均光功率(w或dBm)表示。灵敏度是指光接收器调整到最低状态时接收弱光信号的能力。提高灵敏度意味着可以接收更弱的光信号。也就是说，接收灵敏度越高，继电器距离越远。动态范围：光接收器的光功率在长期使用期间可能会发生变化。低于此动态范围的下限(即敏感度)会导

17、致过多的错误代码。高于此动态范围(接收器的过载功率)的限制会在判决时产生过多的错误代码。确保系统误码率指标的接收器的最小输出光功率(dBm)和最大输入光功率(dBm)之间的差异。饱和光功率值：光模块接收方可以检测到的最大光功率，通常为-3dBm。接收功率大于饱和光功率时，也发生错误代码。因此，如果不对发射光功率较大的光模块进行衰减回路测试，就会出现错误现象。光安岛：将光发射模块输出的(nnnrz码)光信号发送到采样示波器时，观察到光信号波形的“眼睛地图”。光脉冲信号的质量都可以在光安中观察到。应控制光脉冲波形的上升时间、下降时间、超调和欠调，以免降低接收灵敏度。光脉冲形状特性由光通信系统标准中具体规定的眼图模板提供。武汉飞鹏光技术有限公司，13，光功率、灵敏度、衰减度、传输距离之间的关系：光功率为Pout，灵敏度为Pin，传输距离