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1、 产品应用环境产品应用环境技术基础介绍技术基础介绍产品功能指标产品功能指标产品发展方向产品发展方向q 数据通信网络体系结构 （OSI参考模型）：垂直分层 7 应用层(Application Layer)6 表示层(Presentation Layer)5 会晤层(Session Layer) 运输层(Transport Layer)3 网络层(Network Layer)2 数据链路层(Data Link Layer) 物理层(Physical Layer) 物理介质(Physical Medium)高 层 协 议网 络 服 务终 端 用 户 功 能网 络 功 能终端用户终端用户光模块q 光纤
2、通信网络水平分层 DWDM SFPCWDM SFP STM16 SFPSTM1/4 SFPFE/GE SFPFC SFPEPON OLTEPON ONUq 应用重点：P2P光纤接入网 老小区/分散小区AN2200-01接入服务器网管系统路由器三层交换机DSLAM智能业务平台FE/GE SFPFE/GE SFPq 应用重点：P2MP光纤接入网 GR-303GR-303 TR-08TR-08 TR-57TR-57 SIPSIP Voice Data VideoRF OverlayRF Overlay IP In-BandIP In-Band622 Mbps155 MbpsCentral Offic
3、eCentral OfficeOLTOLTVideoDataPSTNOC3OC3 OC12OC12 GigEGigE32 HomesONU1.25 Gbps1.25 Gbpsq 光纤数字通信系统基本组成 编码发送 光端机光 源接收 光端机探 测 器解码 光纤发射模块接收模块q 光纤分类 按光在光纤中的传输模式分为：单模光纤和多模光纤 2 单模光纤SMF:只能传输单一模式的光;纤芯为9m;损耗低;带宽大;存 在材料色散和波导色散;可应用于高速长距离传输.G.652 标准单模光纤,零色散窗口在1.3m G.653 DSF色散位移单模光纤,零色散窗口在1.55m G.655 NZDSF非零色散位移单
4、模光纤,在DSF基础上在1.55m窗口保留一定的色散1 多模光纤MMF:可传多种模式的光;纤芯为50/62.5m;模间色散严重; 应用于短距离传输O波段（原始波段） E波段（扩展波段） S波段（短波段） C波段（常规波段） L波段（长波段） U波段（超长波段） q 单模光纤波段划分1260136014601530 156516251675OESCLUq 单模光纤损耗(G.652)典型损耗值（目前水平）： 0.85m2.5dB/km 1.31m0.35dB/km 1.55m0.18dB/kmq 光纤色散1 概念色散描述光脉冲沿光纤传输后脉冲展宽现象。色散是光纤的传输特性之一，光纤的色散引起传输信
5、号的畸变,使传输质量下降,从而限制了通信容量和通信距离。光放大器的广泛应用,目前影响光纤通信系统的制约因数主要是色散。q 色散的成因123输输入脉冲输输出脉冲+时间时间时间时间光 功 率q 光模块指标含义传输速率传输速率指在单位时间内通过信道的平均信息量，一般有比特速 率和码元速率两种表示方法由于对于二进制码元，比特速率和码元速率相等比特速率指系统每秒钟传送的比特数，单位为bit/s 2 传输距离传输距离指模块在特定光纤传输系统中能够无差错传输的最大距离n 多模光纤应用：由于模式色散严重，只能传输2km以内n 单模光纤应用:光纤衰耗与色散是主要影响因素a 功率受限系统传输距离的计算: 目标传输
6、距离L(km) （PminSminPb M ）K为光纤损耗系数(以G.652光纤为例)K=0.18dB/km c= 1.31m K=0.35/km c= 1.55mPb是传输代价，M为功率裕量,主要包括光纤连接损耗,一般工程算法取M=6dBb 色散受限系统传输距离的计算 L=DT/D 其中：DT指光源的色散容限, D指光纤色散系数3 功耗模块在特定工作条件下消耗电源功率的大小一般测量模块在特定条件下的工作电压及工作电流功耗a功耗中一部分以热量形式输出，表现为模块发热n 在同等散热条件下，模块功耗越大，模块管壳温度越高n 显然，低电压工作能有效降低功耗n 模块用户在系统单板设计时需要根据模块的功
7、耗考虑电源的负载能力及系统的散热能力4 工作温度a 模块工作环境温度：指模块工作的系统周围的大气温度b 模块工作管壳温度：指模块工作时的管壳温度n 这里系统65指的是系统（具体指机柜内的环境温度），由于热源和散 热条件不一样，各单板的环境温度可能有差异。而这里提到的模块管壳温度 75，因为模块本身具备一定功耗（发热体），它的温度往往比环境温度要 高510，温差取决于系统自身的散热能力（一般系统采用强制风冷散热， 即取决于风速和模块接触体的热传导能力）。而对光器件自身而言也是发热 体，它与模块管壳的温差取决于模块内部空气对流、器件管壳与模块外壳的 接触面积及外壳的热传导能力。一般温差也为510。
8、系统65模块75器件855 发射光功率指模块工作时光源输出的平均光功率，单位为dBm n 模块内部APC环路将保持发射光功率的稳定n 影响发射光功率的主要因素1 光源的电光转换积分效率2 光源组件的耦合效率3 光源驱动电路的电流能力6 消光比指模块输出“”的平均光功率与“”的平均光功率的比值，单位为dBExt.r =10lgP1/P0Pavg =(P1+P0)/2n 光纤通信系统要求消光比大于8.2dB n 模块内部温度补偿电路将使模块工作在不同温度时保持消光比的稳定7 眼图n 眼图的形成：当二进制码信号在示波器上显示波形时，扫描周期是码元周期的整数倍，而荧光屏的余辉作用，使多个波形叠加在一起
9、，这样形成了类似人眼的图形“眼图”8 中心波长激光器的波长有三种表示方法：峰值波长、中心波长、平均波长其中中心波长用得最多，对于DFB-LD，中心波长与峰值波长值几乎相同；对于FP-LD， 一般用中心波长或平均波长表示激光器的 工作波长。n 一般FP激光器中心波长随着温度增加将以0.5nm/的速度变长n 因为不同波长对应的光纤衰耗及色散系数不一样，所以模块不同的传输距离对工作波长要求就不一样。对各种速率及传输距离下对波长的要求在G.957中都做了严格规定。9 光谱宽度n 对于FP-LD，一般用3dB谱宽的均方根RMS来表示n 对于DFB-LD，以主模中心波长的最大峰值功率跌落-20 dB的最大
10、全宽表示 -3dB波长相对强度-20dB波长相对强度10 灵敏度 在一定误码率的条件下，模块所能接收到的最小光功率，单位为dBm n 影响接收灵敏度的因素1) 比特速率（Bit rate) 2) 发射光信号质量激光器的RIN；眼图眼开度(Opening)；抖动Jitter等3) 发射消光比(Ext.r)4) 传输后的脉冲波形失真(Distortion)5) 输入光信噪比（OSNR）6) 接收机的带宽(Bandwidth)11 最小过载点 在一定误码率的条件下，模块所能接收到的最大光功率，单位为dBm12 无光告警点LOS/SD 指模块在输出LOS/SD告警信号时对应接收到的光功率，单位为dBm
11、“0 ”“1 ”PassertPdeassert13 数据电平 n TTL (Transistor-Transistor Logic )n PECL (Positive Emit-Coupled Logic)n CML (Current Mode Logic)n LVDS (Low Voltage Differential Signals)输入输出必须有直流偏置数据接口电平必须考虑到阻抗匹配输入输出不须加直流偏置芯片内部阻抗匹配TOSA驱动APC电路ROSA光纤DisableData input光纤限幅放大Data outputLOS串行数据接口q SFP模块内部功能框图微控制器EEPROMq
12、 数字诊断（DDM）模块特点特点一：带有DDM功能的SFP模块的地址空间结构必须符合SFF-8472 R9.3的图3.1。可以看出，整个EEPROM空间有A0h和A2h两个空间组成：其中，A0h用来存固定信息；而A2h则主要用来存储与DDMI监控功能相关的信息。特点二：模块具有监控（Mornitoring）功能。R9.3版本的SFF-8472规范中规定这种SFP模块带有数字监控功能，即能实时监控上报温度（Temperature）、供电电压（Vcc）、偏流（Bias）、发射功率（TxP）、接收功率（RxP）五个特性参数，同时上报参数采用内校准或外校准的计算方式。特点三：模块具有诊断功能。R9.3
13、版本的SFF-8472规范中规定这种SFP模块通过相应的接口监控待测模块的5个上报参数是否在正常的范围内。SFF-8472中规定每个参数有两级告警，分别称作Alarm和Warning告警，而每级又分为High和Low两个告警，也就是说对每个参数都又HighAlarm、LowAlarm、HighWarning、LowWarning四个告警。当监控所得的参数超出设置的Alarm、Warning阈值时，就会有相应的告警产生。 q 数字诊断（DDM）模块特点q SFP模块结构件组装图q SFP产品特点n Duplex LC receptacle optical interface compliantn
14、 SDH STM-1/STM-4/STM-16 compliant n IEEE 802.3 Gigabit Ethernet and fiber Channel compliant n Small Form Factor Pluggable (SFP) Multi-Source Agreement compliantn DDM comply with SFF8472(V.9.3)n AC coupling of PECL signalsn International Class 1 laser safety certifiedn Operating temperature range: 0
15、+70 q SFP模块型号分类550m2km15km40km80km120km155M-139I-B-D139-B-D140-B-D140-DFB-B-D622M-159I-B-D159-B-D160-B-D160-DFB-B-D1.25G191DA-B-191DB-B191DD3-B191DE-B191DE-A- B 2.5G192DA-B192DB-B192DC-B 192DD3-B192DD3-B 192DD3-A-B192DE-Bq 155M ESFP模块简介AP CodeTOSAROSAStatus155M139I-B-DI-11310nm FP-LD5pin P/TMass pro
16、duction139-B-DS-1.11310nm FP-LD 5pin P/TMass production140-B-DL-1.11310nm FP-LD5pin P/TMass production140-DFB- B-DL-1.21550nm DFB-LD5pin P/T HRLPilot productionAP CodeTOSAROSAStatus622M159I-B-DI-41310nm FP-LD5pin P/TPilot production159-B-DS-4.11310nm FP-LD 5pin P/TPilot production150-B-DL-4.11310nm FP-LD5pin P/TPilot production160-DFB- B-D
