光模块知识整理
光模块基础知识
其中是纤芯的折射率，是包层的折射率。 越大，时延差就会越大，光脉冲展宽也 越大。从减小光纤时延差的观点上看， 希望较小为好，这种小的光纤称为弱导 光纤。通信用光纤都是弱导光纤。另外， 光纤越长，时延差也越大，色散也越大。
材料色散 材料色散是由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，严格来说，并 不是一个固定的常数，而是对不同的传输波长有不同的值。光纤通信实际上用的光 源发出的光，并不是只有理想的单一波长（如FP多纵模激光器），而是有一定的波 谱宽度。当光在折射率为n的介质中传播时，其速度v与空气中的光速C之间的关系 为： v=C/n 光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。（找下折射率公式） 因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤内传输时，光的传输速 度将随光波长的不同而改变，到达终端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。 波导色散 光纤的第三类色散是波导色散。由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此 在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输 一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波 长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的 光源发出的光脉冲射入光纤后，由于不同波长的光传输路径不完全相同，所以到达 终点的时间也不相同，从而出现脉冲展宽。具体来说，入射光的波长越长，进入包 层中的光强比例就越大，这部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波 导引起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。
1550FP 1.25G模块在G652光纤里 传输示意图。
色散的分类 光纤的色散主要由模式色散、材料色散和波导色散组成。其中，材料色散与波导色 散都与波长有关，所以又统称为波长色散。 模式色散
光模块知识
光模块知识
光模块简介
光模块（Optical Module）是一种在电信通信系统中，由光纤连接各种电子设备的一种设备，用来降低线缆的负载，满足高带宽要求的无线传输，有效地提升传输速率。
光模块有各种不同类型，包括单模、多模、单纤、跳纤、光电转换、光电耦合等等，他们都可以用来满足特定的信号传输要求。
光模块的结构
光模块是由电子电路和光纤组成的。
电子电路主要是用来处理信号，可以检测信号，转换信号、滤波，扩展信号范围等功能。
光纤是作为信号传输的介质，它可以传输大量的数据，而且速度比普通线缆快得多。
光模块分类
1、单模光模块
单模光模块是一种常用的光模块，它具有体积小，结构简单，价格便宜的优点，特别适合低速度的传输，如电信接入网，宽带接入网，有线电视网和无线电缆网等。
2、多模光模块
多模光模块是一种在高速传输应用中使用的光模块，它具有高可靠性和高速传输的特点，能够满足高速的网络应用，如网络存储、网络视频传输、网络控制等。
3、单纤光模块。
10分钟讲懂光模块
10分钟讲懂光模块
光模块是指集成了光学元件和电子元件的模块，用于光通信、光测量和光电传感等领域。
光模块通常包括光源、光调制器、光检测器、光耦合器、光滤波器、光放大器等组件，其作用是将光信号转换为电信号或者将电信号转换为光信号。
首先，光源是光模块的重要组成部分，它可以是激光二极管、LED等，用来产生光信号。
光源的稳定性和功率输出对光模块的性能有重要影响。
其次，光调制器用来调制光信号，常见的有电吸收调制器、电吉他吸收调制器等，通过改变光的强度或频率来传输信息。
光检测器则负责将光信号转换为电信号，常见的有光电二极管、光电探测器、光电倍增管等，其灵敏度和响应速度对光模块的性能至关重要。
光耦合器用来将光信号传输到光纤或者其他光学器件中，有效地耦合光源和光纤，保证光信号的传输效率和质量。
此外，光滤波器和光放大器等组件也在光模块中扮演重要角色，用来过滤特定波长的光信号或者增强光信号的强度。
总的来说，光模块通过集成光学元件和电子元件，实现了光信号的调制、传输和检测，广泛应用于光通信、光测量和光电传感等领域，是现代光学技术中不可或缺的重要组成部分。
光强模块知识点
光强模块知识点光模块的基础知识光模块的基础知识1、界定：光模块：也就是光收取和发送一体控制模块。
2、构造：光收取和发送一体控制模块由光电器件、作用电源电路跟光插口等构成，光电器件包含发送和接受两一部分。
发送一部分是：键入一定视频码率的电子信号经內部的驱动器集成ic解决后驱动半导体材料激光发生器（LD）或发光二极管（LED）发送出相对应速度的调配光信号灯不亮，其內部含有激光功率全自动控制回路，使导出的光信号灯不亮输出功率长期保持。
接受一部分是：一定视频码率的光信号灯不亮键入控制模块后由光检测二极管变换为电子信号。
经前置放大器后輸出相对应视频码率的电子信号，輸出的数据信号一般为PECL脉冲信号。
与此同时在键入激光功率低于一定值后会輸出一个告警信号。
3、光模块的主要参数及实际意义光模块有很多很重要的光学性能参数，但针对SFP这类热插拔光模块来讲，采用时最关心的也是下边三个主要参数：1）核心光波长企业纳米技术（nm），现阶段具体有3种：850nm（MM，多模光纤，低成本但传输间距短，一般只有传输500M）；1310nm（SM，多模，传输全过程中消耗大但散射小，一般用以40KM之内的传输）；1550nm（SM，多模，传输全过程中耗损小但散射大，一般用以40KM之上的远距离传输，比较远能够无无线中继立即传输120KM）除开之上几类基本光波长，在多通道传输中也会使用CWDM光波长（SM，多模，彩光模块），DWDM光波长（SM，多模，彩光模块）2）传输速度每秒传输数据信息的比特犬数（bit），企业bps。
现阶段较常用的有7种：155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps、25Gbps、40Gbps、100Gbps等。
传输速度一般兼容问题，因而155M 光模块也称FE（百兆）光模块，1.25G 光模块也称GE（千兆网卡）光模块，10G光模块也称10GE（千兆）光模块，这也是现阶段光传输机器设备中使用较多的控制模块。
光模块知识点总结
光模块知识点总结光模块是一种集成光学器件和电子器件的新型器件，其应用领域涉及通信、传感、医疗、工业等多个领域。
随着光纤通信技术和激光器技术的发展，光模块有着越来越广泛的应用需求。
本文将围绕光模块的应用、结构、工作原理等方面进行详细的介绍和总结。
一、光模块的应用光模块在通信、传感、医疗、工业等领域有广泛的应用。
在通信领域，光模块主要用于光纤通信系统中的光传输和接收。
在传感领域，光模块可以实现高精度的光电传感，用于测量光信号的强度、频率、相位等信息。
在医疗领域，光模块可以用于激光手术、光学诊断等应用。
在工业领域，光模块可以用于激光加工、光学检测等领域。
可以说，光模块在现代科技领域中有着重要的应用价值。
二、光模块的结构光模块由光学器件和电子器件组成，其中光学器件包括激光器、光电探测器、光纤耦合器、滤波器等，电子器件包括电路驱动、信号处理等。
激光器产生光信号，光电探测器接收光信号，光纤耦合器实现激光器与光纤的耦合，滤波器用于光信号的滤波，电路驱动用于控制激光器的工作，信号处理用于处理光电探测器接收到的信号。
光模块的结构复杂，需要加工、组装和调试等多个环节才能完成一套成品。
三、光模块的工作原理光模块的工作原理主要包括激光器的工作原理、光电探测器的工作原理和光纤传输的工作原理。
激光器是利用激光共振器发射激光，光电探测器是利用半导体材料的光电效应将光信号转换为电信号，光纤传输是利用光纤的全反射特性将光信号传输到远处。
光模块的工作原理在这三个方面都有着严密的理论基础，是光模块能够正常工作的基础。
四、光模块的发展趋势随着光通信和激光器技术的不断发展，光模块也在不断的改进和升级。
未来光模块的发展趋势主要包括以下几个方面：一是器件集成化，即将多个器件集成到一个芯片中，实现器件的微型化和集成化；二是器件多功能化，即实现一个器件可以实现多个功能，如同时具备激光发射和光电探测功能；三是材料先进化，即采用新型材料来提高器件的性能和稳定性；四是工艺精密化，即加工和制造技术的不断改进，实现器件的精密加工和高质量制造。
光模块基础知识
光模块基础知识光模块基础知识详解图1光模块⽰意⼀、光模块的主要组成部分光模块主要有6部分组成，分别为⾦⼿指、控制器MCU、激光驱动器、限幅放⼤器、发射端TOSA、及接收端ROSA组成。
1.1、⾦⼿指图2⾦⼿指(a)⾦⼿指如图2所⽰,主要有以下⼏个功能：1)给模块来提供供电回路；2)实现模块的热插拔的功能；3)为模块的⾼速信号提供连接；4)为模块的低速信号提供连接；5)向主机指⽰模块已经插⼊。
(b)管脚详解1)发射端地管脚标号为1、17、202)接收端地管脚标号为9、10、11、14供电回路中发射端及接收端是单独进⾏供电的，以避免相互⼲扰，同时在国际协议中发射端地级接收端地也是单独标注，但在实际中，对此也并没有严格区分，部分公司产品发射端地级接收端地是连接在⼀起的。
连接在⼀起，也可以避免APD升压产⽣⼲扰，亦符合单点接地原则。
3)发射及接收端电源15，VCCR；16,VCCT原则上来说，发射端及接收端的电源是单独供应的，这样可最⼤限度避免电源之间的相互⼲扰,主机端对发射端及接收端是单独进⾏滤波的。
图3host board典型供电电路图4)低速信号MOD-DEF2(4)、MOD-DEF1(5)；标准的I2C两线接⼝，可以完成主机到模块的双向通讯；模块中的SERIAL ID，DOM等信息都是通过这个接⼝读取出来或者写⼊；5)低速信号MOD-DEF0(6)该管脚接地，主机该管脚集电极开路，⽤于检测模块是否已经插⼊主机。
6)低速信号TXDISABLE(3)该管脚⽤于指⽰是否关闭发射端，集电极开路输出，需要关闭发射端时，该管脚为⾼电平，在模块端上拉；7)低速信号TXFAULT(2)该管脚⽤于指⽰模块发射端是否出现严重故障，若出现严重故障，TXFAULT为⾼，在主机端上拉。
8)低速信号RX-LOS(8)该管脚⽤于指⽰模块接收端是否出现严重故障，若出现严重故障，该管脚为⾼电平，在主机端上拉。
9)接收端差分信号对RD+(13)、RD-(14)此两管脚为⾼速信号接收端，⽤于接收告诉信号。
光模块知识整理
光纤的相关知识
• 光纤知识 • 光纤是传输光波的导体。光纤从光传输的模式来分可分为
单模光纤和多模光纤。
• 在单模光纤中光传输只有一种基模模式，也就是说光线只 沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单 模光纤的传输频带很宽因而适用与高速，长距离的光纤通 迅。
• 在多模光纤中光传输有多个模式，由于色散或像差，这种 光纤的传输性能较差，频带窄，传输速率较小，距离较短。
以太网交换机常用光模块的相关了解
• 以太网交换机常用的光模块有SFP，GBIC，XFP，XENPAK。它们的 英文全称，中文名不常用，可以简单了解下:
• SFP: Small Form-factor Pluggable transceiver ，小封装可插拔收 发器
• GBIC ：GigaBit Interface Converter，千兆以太网接口转换器
• CWDM的ITU最新标准为G.695，规定了从1271nm到1611nm之间 间隔为20nm的18个波长通道，考虑到普通G.652光纤的水峰影响， 一般使用16个通道。因为通道间隔大所以，合分波器件以及激光器都 比DWDM器件便宜
• DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔 较小、需要额外的波长控制器件，所以基于DWDM技术的设备较之 基于CWDM技术的设备价格高
用LC接口 • GBIC封装--热插拔千兆接口光模块，采用SC接口 • SFP封装--热插拔小封装模块，目前最高数率可达
155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G，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
光模块知识(2.0)_PHOTON讲稿
Vcc
PIN
i
Rf
A
u o =iR f
跨阻放大器原理图
在高速率光模块中,通常都是将PIN(或 者APD)光电二极管TIA组装在一个密 封的金属外壳内,这就构成了光接收组 件(ROSA)
光接收组件(ROSA)
光模块原理
激光接收—限幅放大器（LA）
TIA输出的是模拟信号,要把它转换 成数字信号才能被信号处理电 路识别
偏置电流发生器—向LD提供直流 偏置电流
自动功率控制(APC)电路—在不同 温度和LD老化的情况下, 改变IBIAS,保持PAVG不变
故障告警、保护电路 调制电流、偏置电流监控电路 输入端整形电路(D触发器)
驱动电路实质上就是一个高速电流开关
光模块原理
激光发射--模块光发射主要指标
消光比(re)的定义: re=P1/P0 其中: P1是‘1’码的光功率值 P0是‘0’码的光功率值 用对数表示: EX=10lg(P1/P2)
光模块原理
激光发射--激光二极管的温度特性
LD是半导体器件，它的特 性与半导体二极管类似 温度升高 阈值电流Ith增大 斜效率S降低 为了保持输出平均光功率 和消光比不变,在温度上升 时要增大IBIAS和IMOD
光模块原理
激光发射--激光二极管驱动电路
一个典型的激光器驱动电路包括 下列部分：
差分电流开关电路—向LD输出调 制电流
无源光网络(PON)
PON技术特 点
在OLT到ONU 下行方向采用TDM (Time Division Multiplexing ) 方 式,以广播方式送至每一个ONU,OLT的发送部分和ONU的接收部分都是 连续工作方式 ONU到OLT 的上行信号的传输采用TDMA (Time Division Multiple Access)技术; OLT的接收部分和ONU的发送部分都是突发模式工作 OLT光接收机必须能够适应不同ONU 信号的不同光功率,接收机需要 有一个很大的动态范围,并设定判决门限,以最快的速度来判决; OLT 光接收机必须能够迅速恢复从不同节点传来的每个突发信号的正确 时钟,在上行信元到达OLT 的前几个bits内实现快速突发比特同步 ONU光发送机必须能够快速开/关; 当发送机不发送时只能“泄漏” 极小的光功率—比接收灵敏度低10dB
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光模块的主要参数
1.传输速率 传输速率指每秒传输的比特数，单位有Mb/s或者Gb/s。
2.传输距离 短距离 2km及以下 中距离 10-20km为中距离 长距离 30 40及以上为长距离
3.中心波长 中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模 块的中心波长主要有850nm 1310nm 1550nm 850nm波段多用于小于2KM的短距离传输，1310和1550 波段多用于大于2km及中长距离传输。
以太网交换机常用光模块的相关了解
• 以太网交换机常用的光模块有SFP，GBIC，XFP，XENPAK。它们的 英文全称，中文名不常用，可以简单了解下:
• SFP: Small Form-factor Pluggable transceiver ，小封装可插拔收 发器
• GBIC ：GigaBit Interface Converter，千兆以太网接口转换器
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CWDM和DWDM的比较
• 随着Internet的IP数据业务高速增长，造成对传输线路带宽的需求不 断加大。虽然DWDM（密集波分复用）技术作为最有效的解决线路 带宽扩容的方法，但是CWDM (粗波分复用) 技术比DWDM在系统成 本、可维护性等方面具有优势。
• CWDM与DWDM皆属于波分复用技术，都可以将不同波长的光偶合 到单芯光纤中去，一起传输。
• XFP: 10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver 万兆 以太网接口小封装可插拔收发器
• XENPAK: 10 Gigabit EtherNet Transceiver PAcKage万兆以太网 接口收发器集合封装
• 光纤千兆位以太网包括1000Base-SX、1000Base-LX、1000BaseLH和1000Base-ZX等4个标准。其中，SX(Short-wave)为短波， LX(longwave)为长波，LH(long-haul)和ZX(extended range)为超 长波，1000Base-SX和1000Base-LX既可使用单模光纤，也可使用 多模光纤；而1000Base-LH和 1000Base-ZX则只能使用单模光纤。
光纤的相关知识
• 光纤知识 • 光纤是传输光波的导体。光纤从光传输的模式来分可分为
单模光纤和多模光纤。
• 在单模光纤中光传输只有一种基模模式，也就是说光线只 沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式射散使得单 模光纤的传输频带很宽因而适用与高速，长距离的光纤通 迅。
• 在多模光纤中光传输有多个模式，由于色散或像差，这种 光纤的传输性能较差，频带窄，传输速率较小，距离较短。
• CWDM的ITU最新标准为G.695，规定了从1271nm到1611nm之间 间隔为20nm的18个波长通道，考虑到普通G.652光纤的水峰影响， 一般使用16个通道。因为通道间隔大所以，合分波器件以及激光器都 比DWDM器件便宜
• DWDM的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔 较小、需要额外的波长控制器件，所以基于DWDM技术的设备较之 基于CWDM技术的设备价格高
光模块知识整理
第一 光模块的种类 1.光发送器 2.光接收器 3.光收发一体模块（Transceiver) 4.光转发器 （Transponder)
1. Transceiver（光收发一体模块）
Transceiver 的主要功能是实现光电/电光变换，常见的有： SFP.GBIC.XFP 等。
2. Transponder（光转发器） Transponder 除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信
• 从颜色上可以区分单模光纤和多模光纤。单模光纤外体为 黄色，多模光纤外体为橘红色。
光纤连接器的相关知识
• 光纤连接器 • 光纤连接器由光纤和光纤两端的插头组成，插头由插针和外围的锁紧结构组成。根据
不同的锁紧机制，光纤连接器可以分为FC型、SC型、LC型、ST型和MTRJ型。 • FC连接器采用螺纹锁紧机构，是发明较早、使用最多的一种光纤活动连接器。 • SC是一种矩形的接头，由NTT研制，不用螺纹连接，可直接插拔，与FC连接器相比具
光纤的一些特性参数
• 光纤的结构预制的石英光纤棒拉制而成，通信用的多模光 纤和单模光纤的外径都为125μm。
• 纤体分为两个区域：纤芯(Core)和包层(Cladding layer)。 单模光纤纤芯直径为8~10μm，多模光纤纤芯径有两种标 准规格，芯径分别为62.5μm（美国标准）和50μm（欧 洲标准）。
有操作空间小，使用方便。低端以太网产品非常常见。 • LC是由LUCENT开发的一种Mini型的SC连接器，具有更小的体积，已广泛在系统中使
用，是今后光纤活动连接器发展的一个方向。低端以太网产品非常常见。 • ST连接器是由AT&T公司开发的，用卡口式锁紧机构，主要参数指标与FC和SC连接器
相当，但在公司应用并不普遍，通常都用在多模器件连接，与其它厂家设备对接时使 用较多。 • MTRJ的插针是塑料的，通过钢针定位，随着插拔次数的增加，各配合面会发生磨损， 长期稳定性不如陶瓷插针连接器。
一些技术名词的相关解释
光模块的传输距离受到限制，主要是因为光信号在光纤中 传输时会有一定的损耗和色散。
号处理功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量 采集及监控等功能。常见的 有：200/300pin，XENPAK，以 及X2/XPAK 等。
光收发一体模块构成
• 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。