光模块和光跳线的应用演示

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1、光模块和光跳线的应用一、光收发一体模块定义 二、光收发一体模块分类 三、光纤连接器的分类和主要规格参数 四、光模块主要参数 五、光模块功能失效重要原因 六、光收发一体光模块应用注意点 七、简易光模块失效判断步骤一、光收发一体模块定义一、光收发一体模块定义 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。 发射发射部分部分是: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。 接收接收部分部分是:一定码率的光信号输入模块后由光探测

2、 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。二、光收发一体模块分类二、光收发一体模块分类 按照速率分:以太网应用的100Base(百兆)、 1000Base(千兆)、10GE SDH 应用的155M、622M、2.5G、10G 按照封装分:19、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、 XFP,各种封装见图 19 封装焊接型光模块,一般速度不高于千 兆,多采用SC 接口 SFF 封装焊接小封装光模块,一般速度不高 于千兆,多采用LC 接口 GBIC 封装热插拔千兆接口光模块,采用 SC 接口 SF

3、P 封装热插拔小封装模块,目前最高 数率可达4G,多采用LC 接口 XENPAK 封装应用在万兆以太网,采用SC 接口 XFP 封装10G 光模块,可用在万兆以太 网,SONET 等多种系统,多采用LC 接口GBICGBIC GBIC 封装热插拔千兆接口光模块,采用SC 接口 。GBIC Giga Bitrate Interface Converter 的缩写,是将千兆位电信号转换为光信号的 接口器件。 GBIC 设计上可以为热插拔使用。GBIC 是一 种符合国际标准的可互换产品。采用 GBIC 接口设计的千兆位交换机由于互换灵活,在 市场上占有较大的市场分额。SFPSFP SFP 封装热插拔

4、小封装模块,目前最高数率 可达4G,多采用LC 接口 。SFP 是SMALL FORM. PLUGGABLE 的缩写,可以简单的理解 为GBIC 的升级版本。SFP 模块体积比GBIC 模块减少一半,可以在相同的面板上配置多 出一倍以上的端口数量。SFP 模块的其他功能基本和GBIC 一致。有些 交换机厂商称SFP 模块为小型化GBIC(MINI- GBIC) SFP 模块(体积比GBIC 模块减少一半,可以在 相同面板上配置多出一倍以上的端口数 量。由于SFP 模块在功能上与GBIC 基本一 致,因此,也被有些交换机厂商称为小型化 GBIC(Mini-GBIC)。因为可以直接插在电路板 上,

5、在封装上较省空间与时间。 按照激光类型分:LED、VCSEL、FP LD、DFB LD 按照发射波长分:850nm、1310nm、1550nm 等等 按照使用方式分:非热插拔(19、SFF),可热 插拔(GBIC、SFP、XENPAK、XFP) 目前万兆网常用的目前万兆网常用的SFP+SFP+模块模块,SFP 就是 Small Form-factor Pluggables,对于SFP 和SFP+的 区别,一个是用在万兆网的,而SFP 支持的则是 千兆和百兆的速率。对于SFP+,是用于10Gbps 以太网和8.5Gbps 光纤通道(Fibre Channel)系统 的最新可插拔光纤模块尺寸规格。

6、 SFP+具有比X2 和XFP 封装更紧凑的外形尺寸, 而且功耗不到1W。此外,它还提供较当前 10Gbps 器件更高的安装密度。一种更为新型 的设计已经使得SFP+具有与SFP(小型可插拔)行 业标准相同的体积,后者面向数据速率高达4Gbps 的应用。 SFP+SFP+光模块优点光模块优点: : 1、SFP+具有比X2 和XFP 封装更紧凑的外形尺寸(与SFP 尺寸相同); 2、可以和同类型的XFP,X2,XENPAK 直接连接; 3、成本比XFP,X2,XENPAK 产品低。 SFP+SFP+和和SFP SFP 的区别的区别: : 1、SFP 和SFP+ 外观尺寸相同; 2、SFP 协议规

7、范:IEEE802.3、SFF-8472 ; SFP+ SFP+ 和和XFP XFP 的区别的区别: : 1、 SFP+和XFP 都是10G 的光纤模块,且与其它类型的 10G 模块可以互通; 2、 SFP+比XFP 外观尺寸更小; 3、 因为体积更小SFP+将信号调制功能,串行/解串 器、MAC、时钟 和数据恢复(CDR),以及电子色散补偿 (EDC)功能从模块移到主板卡上;三三、光纤连接器的分类和主要规格、光纤连接器的分类和主要规格 参数参数 光纤连接器是在一段光纤的两头都安装上连接头,主要 作光配线使用。 按照光纤的类型分: 单模光纤连接器(一般为G.652 纤:光纤内径9um,外径 1

8、25um), - 3 - 多模光纤连接器(一种是G.651 纤其内径50um,外径 125um;另一种是内径62.5um,外径 125um); 按照光纤连接器的连接头形式分:FC,SC,ST,LC,MU,MTRJ 等等,目前常用的 有FC,SC,ST,LC,FC,SC,ST,LC,单模光纤和多模光纤区别 多模光纤多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗 (50或62.5m)，可传多种模式的光。但其模间 色散较大，这就限制了传输数字信号的频率， 而且随距离的增加会更加严重。所以传输的距 离近。一般使用光波长为850m。颜色为橘 色。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有

9、 300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离 就比较近，一般只有几公里。常用的是550M 单模光纤单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很 细(芯径一般为9或10m)，只能传一种模式 的光。因此，其模间色散很小，适用于远 程通讯，但还存在着材料色散和波导色散 ，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有 较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。 使用的光波长为1310.1550等。外体为黄 色。 FC 型最早由日本NTT 研制。外部加强件采用金 属套,紧固方式为螺丝扣。测试设备选用该种接 头较多。 SC 型由日本NTT 公司开发的模塑插拔耦合式连 接器。其外壳采用模塑工艺,用铸模玻璃

10、纤维塑 料制成,呈矩形;插针由精密陶瓷制成,耦合套筒为金 属开缝套管结构。紧固方式采用插拔销式,不需要 旋转。 LC 型朗讯公司设计的。套管外径为1.25mm,是 通常采用的FC-SC、ST 套管外径2.5mm 的一半。 提高连接器的应用密度。四、光模块主要参数四、光模块主要参数1、光模块传输数率:百兆、千兆、10GE 等等 2、光模块发射光功率和接收灵敏度:发射光功率指发射端的光 强,接收灵敏度指可以探测到的光强度。两者都以dBm 为单位, 是影响传输距离的重要参数。 光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面 受限。受限。 损耗限制可以根据公式:损

11、耗受限距离=(发射光功率-接收灵敏度 )/光纤衰减量来估算。 光纤衰减量和实际选用的光纤相关。 一般目前的G.652 光纤可以做到1310nm 波段0.5dB/km,1550nm 波段0.3dB/km 甚至更佳。 50um多模光纤在850nm 波段4dB/km 1310nm 波段2dB/km。对 于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限,可以不作考 虑。常用模块发光范围表常用模块发光范围表常用模块发光范围： 距离 发光范围值 SFP 850nm 550M -14-18 SFP 1310nm 10KM -4-8 SFP 14701610 80km 0 3 SFP 14701610 120km

12、04 XFP 850nm 550M 1-5 XFP 1310nm 10KM 1-5 XFP ER 40KM 2-1 XFP ZR 80KM 40 SFP+ 1310nm 10KM 3-5 SFP+ ER 40KM 5-3 DWDM 10G 80KM 40饱和光功率值饱和光功率值 饱和光功率值指光模块接收端最大可以探 测到的光功率,一般为-3dBm。当接收光功 率大于饱和光功率的时候同样会导致误码 产生。因此对于发射光功率大的光模块不 加衰减回环测试会出现误码现象。五、光模块功能失效重要原因五、光模块功能失效重要原因 光模块功能失效分为发射端失效和接收端失效,分 析具体原因,最常出现的问题集中在

13、 以下几个方面: 1.1.光口污染和损伤光口污染和损伤 由于光接口的污染和损伤引起光链路损耗变大,导致光链路不通。产生的原因有: A.光模块光口暴露在环境中,光口有灰尘进入而污染 ; B.使用的光纤连接器端面已经污染,光模块光口二次 污染; C.带尾纤的光接头端面使用不当,端面划伤等; D.使用劣质的光纤连接器; 2.ESD 2.ESD 损伤损伤 ESD 是ElectroStatic Discharge 缩写即“静电放 电“。 静电会吸附灰尘,改变线路间的阻抗,影响 产品的功能与寿命;ESD的瞬间电场或电流产 生的热,使元件受伤,短期仍能工作但寿命 受到影响;甚至破坏元件的绝缘或导体,使元 件不能工作(完全破坏)。 ESD 是不可避免,除了提高电子元器件的抗 ESD 能力,重要的是正确使用,引起ESD 损伤的 因素有: A.环境干燥,易产生ESD; B.不正常的操作,如:非热插拔光模块带电操作; 不做静电防护直接用手接触光模块 静电敏感的管脚;运输和存放过程中没有防静 电包装; C.设备没有接地或者接地不良;六、光收发一体光模块应用注意点六、光收发一体光模块应用注意点 1.光口问题 A.选择符合入网标准的光纤连接器; B.光纤连接器要有封帽,不使用时盖上封帽,避 免光纤连接器污染而二次污染光模块 C.光纤连接器插入是水平对准光口,避免端面 和套筒划伤;