一、光模塊分類

按封裝：1*9 、GBIC、 SFF、SFP、XFP、SFP+、X2、XENPARK、300pin等。

按速率：155M、622M、1.25G、2.5G、4.25G、10G、40G等。

按波長：常規(guī)波長、CWDM、DWDM等。

按模式：單模光纖（黃色）、多模光纖（橘紅色）。

按使用性：熱插拔（GBIC、 SFP、XFP、XENPAK）和非熱插拔（1*9、SFF）。

封裝形式 
 

封裝	簡介
1X9	1Xg封裝的光模塊產(chǎn)品最早產(chǎn)生于1999年，SC接口，作為固定光模塊使用
GBIC	千兆以太網(wǎng)接口轉(zhuǎn)換器，交換、路由產(chǎn)品曾廣泛的采用GBIC模塊。其可支持熱插拔的特性，方便更新維護，故障定位。
SFF	SFF光模塊是光模塊產(chǎn)品演進的又一分支，目前廣泛應用于EPON系統(tǒng)中的ONU側(cè)。
SFP	小封裝可插拔收發(fā)器，SFP光模塊產(chǎn)品是最晚出現(xiàn)光模塊，也是目前應用最廣泛的光模塊產(chǎn)品。繼承了GBIC的熱插拔特性，也借鑒了SFF小型化的優(yōu)勢。
300pin	最先被應用于SDH和1oG以太網(wǎng)光纖傳輸網(wǎng)絡的模塊，應用較少
XENPAK	光模塊產(chǎn)品演進中的重要一步。支持所有IEEE 8o2.3ae定義的光接口。技術(shù)成熟度較高，應用比較廣泛。體積大，功耗大。
X2	是Xenpak光模塊的直接改進版，體積縮小了40%左右，成本高，只是作為一種過渡性的產(chǎn)品出現(xiàn)。
XFP	2002年提出的XFP多元協(xié)議，XFP光模塊的出現(xiàn)和技術(shù)的飛速發(fā)展，以及其體積小、價格廉的優(yōu)勢，得到廣泛應用。
SFP+	具有比X2和XFP封裝更緊湊的外形尺寸，與SFP尺寸一樣，成本比XFP產(chǎn)品低。

 
二、光模塊基本原理

光收發(fā)一體模塊（Optical Transceiver)

光收發(fā)一體模塊是光通信的核心器件，完成對光信號的光-電/電-光轉(zhuǎn)換。由兩部分組成：接收部分和發(fā)射部分。接收部分實現(xiàn)光-電變換，發(fā)射部分實現(xiàn)電-光變換。

發(fā)射部分：
輸入一定碼率的電信號經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動芯片處理后驅(qū)動半導體激光器(LD)或發(fā)光二極管(LED)發(fā)射出相應速率的調(diào)制光信號，其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路(APC)，使輸出的光信號功率保持穩(wěn)定。

接收部分：

一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)前置放大器后輸出相應碼率的電信號，輸出的信號一般為PECL電平。同時在輸入光功率小于一定值后會輸出一個告警信號。
 

 
 
三、光模塊的主要參數(shù)

1. 傳輸速率
傳輸速率指每秒傳輸比特數(shù)，單位Mb/s 或Gb/s。主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和萬兆。

2.傳輸距離
光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長距三種。一般認為2km 及以下的為短距離，10～20km 的為中距離，30km、40km 及以上的為長距離。
光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因為光信號在光纖中傳輸時會有一定的損耗和色散。

注意：
損耗是光在光纖中傳輸時，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。
色散的產(chǎn)生主要是因為不同波長的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時速度不等，從而造成光信號的不同波長成分由于傳輸距離的累積而在不同的時間到達接收端，導致脈沖展寬，進而無法分辨信號值。
因此，用戶需要根據(jù)自己的實際組網(wǎng)情況選擇合適的光模塊，以滿足不同的傳輸距離要求。

3.中心波長
中心波長指光信號傳輸所使用的光波段。目前常用的光模塊的中心波長主要有三種：850nm 波段、1310nm 波段以及1550nm 波段。
850nm 波段：多用于≤2km短距離傳輸
1310nm 和1550nm 波段：多用于中長距離傳輸，2km以上的傳輸。

四、光纖類型

1. 光纖模式（Fiber Mode）
按光在光纖中的傳輸模式可將光纖分為單模光纖和多模光纖兩種。
多模光纖(MMF，Multi Mode Fiber)，纖芯較粗，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，且隨傳輸距離的增加模間色散情況會逐漸加重。多模光纖的傳輸距離還與其傳輸速率、芯徑、模式帶寬有關，具體關系請參見下表多模光纖規(guī)格表。
 

光纖模式	傳輸速率(bit/s)	光纖直徑	模式帶寬(MHz*km)	傳輸距離
多模光纖	千兆	62.5/125μm		<275 m
		50/125μm		<550 m
	10G	62.5/125μm	160	<26 m
			200	<33 m
		50/125μm	400	<66 m
			500	<100 m
			2000	<300 m

 
單模光纖(SMF，Single Mode Fiber)，纖芯較細，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊。

2. 光纖的端面與直徑
按照光纖連接器連接頭內(nèi)插針端面分：PC，SPC，UPC，APC
按照光纖連接器的直徑分：Φ3，Φ2, Φ0.9

3. 光纖接口連接器類型
接口連接器用于連接可插拔模塊及相應的傳輸媒質(zhì)。光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件，它的使用使得光通道間的可拆式連接成為可能，既方便了光系統(tǒng)的調(diào)測與維護，又使光系統(tǒng)的轉(zhuǎn)接調(diào)度更加靈活。
按照光纖的類型分：

• 單模光纖連接器（一般為G.652 纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um）；
• 多模光纖連接器（一種是G.651 纖其內(nèi)徑50um，外徑125um；另一種是內(nèi)徑62.5um，外徑125um）；
  按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ 等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC
•  SC（Subscriber Connector Standard Connector，標準光纖連接器），由日本NTT公司開發(fā)的模塑插拔耦合式連接器。其外殼采用模塑工藝，用鑄模玻璃纖維塑料制成，呈矩形；插針由精密陶瓷制成，耦合套筒為金屬開縫套管結(jié)構(gòu)。緊固方式采用插拔銷式，不需要旋轉(zhuǎn)。 
• LC 連接器（Lucent Connector or Local Connector，朗訊連接器）。

 注意：為了保護光纖連接器的清潔，請務必保證在未連接光纖時蓋上防塵帽。

五、接口指標
1) 輸出光功率
輸出光功率指光模塊發(fā)送端光源的輸出光功率。
可以理解為光的強度，單位為W或mW或dBm。其中W或mW為線性單位，dBm為對數(shù)單位。在通信中，我們通常使用dBm來表示光功率。

公式：P(dBm)=10Log(P/1mW)

光功率衰減一半，降低3dB，0dBm的光功率對應1mW
 
使用光功率計測量。針對PON產(chǎn)品，由于其ONU端采用的是突發(fā)模式，因此需使用專用的光功率計進行測量，串接在線路中，可以即時給出當前上行和下行的光功率。

2) 接收靈敏度
接收靈敏度指的是在一定速率、誤碼率情況下光模塊的最小接收光功率，單位：dBm。一般情況下，速率越高接收靈敏度越差，即最小接收光功率越大，對于光模塊接收端器件的要求也越高。
 
考慮到光纖老化或其他不可預見因素導致的鏈路損耗增大，最佳接收光功率范圍控制在接收靈敏度以上2-3dB 至過載點以下2-3dB，即上圖中的白色區(qū)域。

3) 受壓靈敏度
受壓靈敏度指輸入信號在附加了抖動和垂直眼閉（vertical eye closure）劣化條件后測得的靈敏度值，單位：dBm。此概念僅針對于10G 接口模塊（XENPAK 模塊及XFP 模塊）。

4) 光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度
發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強，接收靈敏度指可以探測到的光強度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸距離的重要參數(shù)。光模塊可傳輸?shù)木嚯x主要受到損耗和色散兩方面受限。

損耗限制可以根據(jù)公式：
損耗受限距離＝（發(fā)射光功率‐接收靈敏度）/光纖衰減量

光纖衰減量和實際選用的光纖相關。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對于百兆、千兆的光模塊色散受限遠大于損耗受限，可以不作考慮。

5) 飽和光功率值
指光模塊接收端最大可以探測到的光功率，一般為‐3dBm。當接收光功率大于飽和光功率的時候同樣會導致誤碼產(chǎn)生。因此對于發(fā)射光功率大的光模塊不加衰減回環(huán)測試會出現(xiàn)誤碼現(xiàn)象。

光飽和度
又稱飽和光功率，指的是在一定的傳輸速率下，維持一定的誤碼率（10-10～10-12）時的最大輸入光功率，單位：dBm。
需要注意的是，光探測器在強光照射下會出現(xiàn)光電流飽和現(xiàn)象，當出現(xiàn)此現(xiàn)象后，探測器需要一定的時間恢復，此時接收靈敏度下降，接收到的信號有可能出現(xiàn)誤判而造成誤碼現(xiàn)象，而且還非常容易損壞接收端探測器，在使用操作中應盡量避免超出其飽和光功率。

注意
對于長距光模塊，由于其平均輸出光功率一般大于其最大輸入光功率（即光飽和度），因此請用戶使用時關注光纖使用長度，以保證到達光模塊的實際接收光功率小于其光飽和度，否則有可能造成光模塊的損壞。