光模块的基本知识？
1.光模块基本知识
1、定义：
光模块：也就是光收发一体模块。
2、结构：
光收发一体模块由光电子器件、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。
3、光模块的参数及意义
光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言，选用时最关注 的就是下面三个参数：
1）中心波长
单位纳米（nm），目前主要有3种：
850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）；
1310nm(SM，单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40KM以内的传输)；
1550nm(SM，单模，传输过程中损耗小但色散大，一般用于40KM以上的长距离传输，最远可以无中 继直接传输120KM)；
2）传输速率
每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps。
目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。传输速率一般向下兼容，因此155M 光模块也称FE（百兆）光模块，1.25G光模块也称GE（千兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外，在光纤存储系统（SAN）中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。
3）传输距离
光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，km）。
光模块一般有以下几种规格：多模550m，单模15km、40km、80km和120km等等。
除以上3种主要技术参数（波长，速率，距离）外，光模块还有如下几个基本概念，这些概念只需简单了解就行。
a、激光器类别
激光器是光模块中最核心的器件，将电流注入半导体材料中，通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB激光器，它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同，DFB激光器的价格比FP激光器贵很多。传输距离在40KM以内的光模块一般使用FP激光器；传输距离≥40KM的光模块一般使用DFB激光器。
b、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以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。这两个参数主要影响光模块的传输距离，在实际应用过程中，1310nm光模块一般按0.35dBm/km计算链路损耗，1550nm光模块一般按.20dBm/km计算链路损耗，色散值的计算非常复杂，一般只作参考。
c、发射光功率和接收灵敏度
发射光功率指光模块发送端光源的输出光功率，接收灵敏度指在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率。这两个参数的单位都是dBm(意为分贝毫瓦，功率单位mw的对数形式，计算公式为10lg，1mw折算为0dBm)，主要用来界定产品的传输距离，不同波长、传输速率和传输距离的光模块光发射功率和接收灵敏度都会不同，只要能确保传输距离就行。
d、光模块的使用寿命
国际统一标准，7Х24小时不间断工作5万小时（相当于5年）。
e、光纤接口
SFP光模块都是LC接口的，GBIC光模块都是SC接口的，其他接口还有FC和ST等。
光模块都有哪些系列？
1. 如传输速率、传输距离、中心波长、光纤类型、光口类型、工作温度范围、最大功耗等。 传输距离 因为光纤本身对光信号有色散、损耗等副作用。因此不同类型的光源发出的光所能传输的距离不一样。对接光接口时，应根据最远的信号传输距离选择光模块和光纤。光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。一般认为2km及以下的为短距离，10～20km的为中距离，30km、40km及以上的为长距离。 损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。 传输速率 传输速率指每秒钟传输数据的比特数（bit），传输速率低至百兆，高达100Gbps，光模块按照速率来分有155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G，市场上常用的多为155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps和10Gbps速率光模块，在光纤存储系统中光模块还有2Gbps、4Gbps和8Gbps这3种速率。SFP光模块支持千兆以太网、SONET、光纤通道和其他通信标准。 中心波长 光模块的工作波长其实是一个范围，为了方便描述才使用中心波长这个参数。中心波长的单位是纳米（nm），一般的中心波长有850nm、1310nm和1550nm，还有CWDM系列的1270nm-1610nm的（间隔20nm）和DWDM系列的1528nm-1623nm（间隔0.8nm或者0.4nm）。 1）850nm（MM多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500m）； 2）1310nm（SM单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40km以内的传输）； 3）1550nm（SM单模，传输过程中损耗小但色散大，一般用于40km以上的长距离传输，最远可以无中继直接传输120km）。 光纤类型 因为不同波长的光在不同的光纤中都有自己的最佳工作窗口，为调整最佳工作波长或色散特性，改变折射率分布，将光纤分为：多模光纤（G.651）、普通单模光纤（G.652）、色散移位光纤（G.653）、非零色散移位光纤（G.655）等，常用的是G.651和G.652。一般多模光纤纤芯直径大，模式色散严重，所以用于短距离的信号传输；而单模光纤模式色散小，所以一般用于长距离的信号传输。 光纤直径 光纤的纤芯直径。国际标准规定，多模光纤的光纤直径为62.5um和50um；单模光纤的光纤直径为9um。为光模块选择光纤时，应根据光模块支持的光纤直径选择光纤。 光口类型 光口指的是光模块连接光纤跳线的接口，一般有MPO、双工LC、单工LC和单工SC这几种类型。MPO光口根据光模块传输需要使用的光纤的数量又可以细分为MPO12（针对8根或者12根光纤）和MPO24（针对16根或者24根光纤）两种。 输出光功率 输出光功率指光模块发送端光源的输出光功率。可以理解为光的强度，单位为W或mW或dBm。其中W或mW为线性单位，dBm为对数单位。在通信中，我们通常使用dBm来表示光功率。 公式：P（dBm）=10Log（P/1mW） 光功率衰减一半，降低3dB，0dBm的光功率对应1mW 使用光功率计测量。针对PON产品，由于其ONU端采用的是突发模式，因此需使用专用的光功率计进行测量，串接在线路中，可以即时给出当前上行和下行的光功率。 在模块的正常工作条件下，光模块输出的光功率。发射光功率指发射端的光强度，以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数。两个光模块对接时，发送光功率应满足接收光功率的范围要求。 接收灵敏度最大值 接收灵敏度指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率，单位：dBm。一般情况下，速率越高接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高。 考虑到光纤老化或其他不可预见因素导致的链路损耗增大，最佳接收光功率范围控制在接收灵敏度以上2-3dB至过载点以下2-3dB。 消光比 消光比是用于衡量光模块质量的参数之一。全调制条件下信号平均光功率与空号平均光功率比值的最小值，表示0、1信号的区别能力。光模块中影响消光比的两个因素：偏置电流（bias）与调制电流（Mod），姑且看成ER=Bias/Mod。消光比的值并非越大光模块越好，而是消光比满足802.3标准的光模块才好。 光饱和度 又称饱和光功率，指的是在一定的传输速率下，维持一定的误码率（10-10～10-12）时的最大输入光功率，单位：dBm。 需要注意的是，光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象，当出现此现象后，探测器需要一定的时间恢复，此时接收灵敏度下降，接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象，而且还非常容易损坏接收端探测器，在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。 最大功耗 不同型号参数的模块功耗是不同的，同型号各品牌也稍有差别。千兆一般1W左右；SFP+万兆一般1.2-1.5w；XFP万兆短距1.5-2w，长距3.5w；100G根据封装不同，一般3.5-9w。 工作温度范围 光模块的温度有商业级温度、延展温度、工业级温度这三个等级； 商业级光模块的温度：0~+70℃ 延展光模块的温度：-20~85℃ 工业级光模块的温度：-40~85℃
