光模块的分类和主要功能

光模块的分类和主要功能第一页，共三十三页，2022年，8月28日光模块的基本功能：光电转换发射接收发射接收010110010110010110电信号光信号电信号电信号：高电压表示1，低电压表示0光信号：有光表示1，无光/弱光表示0第二页，共三十三页，2022年，8月28日+A+A+NOISENOISE+A+A+NOISENOISE-A-A+NOISENOISE+A+NOISE-（-A+NOISE）=2A第三页，共三十三页，2022年，8月28日产品的分类方法封装传输距离速率/协议激光器的波长其他特性：工作温度范围、适用的传输介质（光纤）类型、是否有数字诊断、激光器的类型、接收器类型等等；第四页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类：按照封装分类GBIC-最早的热插拔模块标准，目前基本上快被淘汰；SFP-第二代的热插拔光模块标准，目前使用范围和用量最广泛；安装密度比GBIC提高一倍；XENPAK-第一代10G光模块的外形标准X2-第二代10G光模块的外形标准XFP-第三代10G光模块的外形标准SFP+-最新的10G光模块外形标准，机械尺寸上和SFP一致，信号定义有不同；其他：1*9GBIC,2*5SFF,XPAK，2*10SFF，还有各种公司定义的一些异形产品第五页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类：产品照片第六页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类：安装密度4口*10G8口*10G32口*10G第七页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照速率（应用、协议）分类…FE125MOC3/STM-1155MOC12/STM-4622MFC1.0625GGE1.25G2FC2.125GOC48/STM-162.488GOC48/STM-16WITHFEC2.67G4FC4.25G8FC8.5GOC192/STM-649.952G10GE10.3125G…单位：波特每秒Bd，即每秒传输多少个0/1码元；也可以说，每秒传输多少个比特；每个比特BIT都代表了一个信息；光模块可以支持任何连续的速率，但是，对于特定的应用和产品，都是工作在一个特定的速率上；第八页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—协议组II以太网络：FE125MGE1.25G10GE10.3125G光纤通道产品：

FC1.0625G2FC2.125G

4FC4.25G8FC8.5G电信传输网（同步数字序列）：

OC3/STM-1155MOC12/STM-4622MOC48/STM-162.488GOC48/STM-16WITHFEC2.67GOC192/STM-649.952G第九页，共三十三页，2022年，8月28日常见的困惑：高速的模块是否可以用于低速的场合，比如，设计1G的模块是否可以用于155M的场合；答案是否定的，需要具体的分析；主要差异点：不同的速率的产品对接收端的灵敏度要求不一样，为高速应用设计的接收机灵敏度比较低；发射端的眼图要求不一样，比如，对于2.5G以上的产品不对ER提出要求，开始对OMA有要求，10G产品的ER只有4-6db，和低速产品的要求不一致；不同应用的模块，对码型的适应能力不一样，通常，FE/GE测试码型是PRBS7，OC系列的模块的测试码型使用PRBS31，会出现更多的连续的0/1；第十页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照传输距离分类小于20米的超短距离–用于机架内的设备互联小于100米的距离–用于建筑物水平或者垂直方向设备互联（最大量需求），多用五类双绞线完成；小于500米的距离–用于楼层间/相邻建筑物间的设备互联（最大量需求），多用多模光纤完成；10公里产品–用于远距离建筑物间设备互联（最大量需求），一般采用单模光纤完成；40公里产品–城域网络80公里产品–城域网络120公里产品–城市间网络更远距离的产品–省级间网络互联第十一页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照传输距离分类针对不同的传输距离，在不同的速率（应用）中，称呼是不一样的：OC系列的模块：IR1表示15KM、LR1表示40KM、LR2表示80KMFE系列的模块：100FX表示2KM、100LX表示10KM，100EX表示40KM，100ZX表示80KM；GE系列的模块：SX表示500米，LX表示5/10KM，ZX表示80KM，EZX120KM；

也有的公司认为LH为10KM，LX为5KM，还有的，认为LH为80KM，没有一个特性的标准，需要大家在使用中注意；

GLC-LH-SM-C1000BASE-LX/LHHP：LH80KM10G的模块中：SR表示300米，LR表示10KM，ER表示40KM，ZR表示80KM第十二页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照激光器波长/类型分类电口的模块没有使用激光器常见波长有：850nm1310nm1550nm(CWDM：1470–1610间隔20nm)常见激光器类型：VCSEL、FP、DFB、另外还有一个LED发光二极管常见的组合有：

850nmVCSEL1310nmFP1310nmDFB1550nmFP(不常见）1550nmDFBCWDM波长DFB（1470–1610）第十三页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照探测器类型分类PIN：光电二极管，光电转化效率约为1A/1WAPD：雪崩二极管，光电转化效率约为M*1A/1W，正常工作时候，M值通常在10-15之间；第十四页，共三十三页，2022年，8月28日产品种类—按照工作电压分类SFP产品：都是统一使用3.3V的工作电压GBIC产品：MSA上的要求是5V的工作电压，但是，在其生命后期，很多系统厂商和模块厂商开始使用3.3V给GBIC供电，减少功耗，所以，出现了5V/3.3V兼容的需要XENPAK/X2产品：有3.3V/5V/APS三路供电，其中APS的供电是根据模块上的值可以设定的，以满足不同的芯片技术的需求；XFP产品：有1.8V/3.3V/5V/-5.2V等供电；第十五页，共三十三页，2022年，8月28日产品命名举例SFP-FE-100FXGT2612SFP-GE-SX-DDGT2201SFP-GE-SX-NDDGT2200GBIC-GE-SX-3.3V-5V-DDGT1200SFP-GE-EZX-DFB-1550-APD-DD…SFP-GE-LX10-FP-1310-DD…第十六页，共三十三页，2022年，8月28日光收发一体模块发展趋势发展趋势小型化GBIC->SFPXENPAK->X2->XFP->SFP+高速化100M->1G->10G->40G->100G第十七页，共三十三页，2022年，8月28日光模块的标准化MSAMSA：MULTISOURCEAGREEMENT，工业界的联盟，保证产品的通用性、互换性，使得同样一个产品，可以获得多个供应商的支持，迫使供应商不断的改进产品、降低成本、提高服务质量；GBIC:SFF-8053V5.5SFP:INF-8074IXFP:INF-8077SFP+:SFF-8432DOM:SFF-8472下载：第十八页，共三十三页，2022年，8月28日SFP/GBIC的产品结构激光驱动芯片DOM控制器TOSAROSASERIALID2对差分线一发一收I2C限幅放大器低速逻辑信号第十九页，共三十三页，2022年，8月28日X2/XENPAK的产品结构10GPHY芯片控制器TOSAROSAA0的EEPROM激光驱动MDIO通讯接口XAUI4*3.125G其他低速信号第二十页，共三十三页，2022年，8月28日XFP的产品结构10GCDR控制器TOSAROSA激光驱动I2CXFI其他低速信号第二十一页，共三十三页，2022年，8月28日数字诊断功能数字诊断，又称DD、DOM、DDMI，就是模块可以向主机实时的提供模块内部的工作状态信息，包括：电压、温度、发射光功率、接收光功率、激光器的偏置电流；2003年前的大部分产品，都没有DOM的功能；目前国内其他供应商的主要产品都没有DOM功能；一线的大厂的主要产品都具备DOM功能；我们公司的绝大部分产品都具备DOM功能；第二十二页，共三十三页，2022年，8月28日激光器的结构第二十三页，共三十三页，2022年，8月28日接收器的结构第二十四页，共三十三页，2022年，8月28日TO的结构第二十五页，共三十三页，2022年，8月28日TO的结构II第二十六页，共三十三页，2022年，8月28日单纤双向实现单根光纤实现双向通信DU第二十七页，共三十三页，2022年，8月28日单纤双向模块的波长常见波长组合为：1310/1550：最常见于FE速率的BIDI模块1310/1490：最常见于GE速率的BIDI模块其它不常见的组合：1310/1550：用于GE速率；1470/1610：用于GE以上速率产品的超长距离；第二十八页，共三十三页，2022年，8月28日产品类型—电口模块多用于水平布线和交换机互联SFP-T，GBIC-T，1000BASE-T技术X2-CX4，扩展10GXAUI接口基于屏蔽双芯线的CABLE-SFP

分为：有源/无源两种第二十九页，共三十三页，2022年，8月28日电口模块—SFP/GBIC-T传输介质:双绞线电口:RJ45主机接口:金手指传输速率:1G传输距离:100米(最大)直接插入现有的SFP/GBIC接口第三十页，共三十三页，2022年，8月28日电口模块—X2/XENPAK-CX4传输介质:高频差分线(8对差分线)电口:Infiniband4Xconnector主机接口:金手指传输速率:10G传输距离:15米第三十一页，共三十三页，2022年，8月28日CABLE-SFP传输介质:高频差分线缆(2对)传输速率:最高可以到10G传输距离:50cm-20米部分产品中集成了对信号的重新放大的功能，称为有源的CABLE-SFP借助电色散补偿技术，可以把速率提升到10G以上；