光收发模块基本原理
光模块工作原理
光模块工作原理
光模块是一种用于光通信的设备，它将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号。
光模块通常由光电器件（例如激光二极管、光电二极管）和相关的电路组成。
光模块的工作原理可以分为发送和接收两个步骤。
发送：
1. 发送端电路将电信号转换为光信号。
首先，电路将待发送的信号进行数字到模拟转换，以便生成连续的电信号波形。
2. 将模拟电信号输入到激光二极管（LD）中。
激光二极管处于正向偏置状态，当电流流过时，激光二极管会发射出激光光束。
3. LD发射的激光光束经过配适的透镜和光纤等光学元件，将光信号传输到接收端。
接收：
1. 光信号到达接收器之前，经过了光纤传输和其他光学元件的衰减和失真。
所以，接收端首先需要光电二极管（PD）来将光信号转换为电信号。
2. PD将接收到的光信号转换为电压或电流信号，并通过电路进行放大、滤波和恢复等处理。
3. 最终的电信号可以通过解调器或其他数据处理器进行数字信号的恢复和解码。
总之，光模块的工作原理是将电信号转换为光信号（发送）或
将光信号转换为电信号（接收），通过光电器件和电路的协同工作实现光通信的功能。
用于宽带接入网的光模块工作原理
1UI
{0.22UI, 0.375UI, 0.20UI, 0.20UI, 0.30UI}
光眼图实例
光接收模块
• 光接收模块的作用是把经过传输后的微弱光信号 转换为电信号,并放大、整形恢复为原输入的电信 号；光接收模块的原理框图如下
偏置电压
PD/APD TIA
光接收组件(ROSA)
主放
判决/限幅放大
信号通过光模块实现传输媒体的转换(光纤←→铜线)
电光转换
光电转换
LD,LED
光发射
光纤
模块
E/O
PD,APD
O/E
光接收 模块
电发射机
电接收机
光发射模块
光发射模块是由将带 有信息的电信号转换 成光信号的转换装置 和将光信号送入光纤 RF输入 的传输装置组成
右图是光发射模块的 示意图
MD LD
放大驱动电路 (电流开关)
• 将LD芯片和监测光电二极管(MD)加上其他 元件封装在一个紧密结构中(TO同轴封装或 蝶形封装),就构成光发射组件(TOSA)
激光二极管驱动电路
驱动电路实质上就是一个高速电流开关
驱动电路原理电路
LD调制电流输出电路原理图
LD直流耦合接口电路原理图
激光器驱动电路原理图
驱动电路结构
一个典型的激光器驱动电路包括下列部分： 1. 差分电流开关电路—向LD输出调制电流 2. 偏置电流发生器—向LD提供直流偏置电流 3. 自动功率控制(APC)电路—在不同温度和
• 上行光波长为1310nm 下行光波长为1490nm 1550nm作为传输视频信号用
• 传输码型为扰码的不归零码,CID抗扰度大于72bit
GPON
• GPON(Gigabit-capable passive optical networks)千兆无 源光网络
光模块原理
光模块原理
光模块是一种把光信号转换成电信号的设备，是光通信中非常重要的一种技术。
它在光缆通信中起着非常重要的作用，因为它能够很好地解决光缆通信系统中的一些问题，提高通信的效率。
光模块的原理有以下几点：
首先，光模块可以将光信号转换成电信号。
这个过程由一个叫做光接收芯片的元件实现，它可以接收光信号并将其转换成电信号。
通过这个过程，我们可以实现无线传输，也可以将信号传输到距离更远的地方。
其次，光模块可以将电信号转换成光信号。
这一过程是由一个叫做光发射芯片的元件实现的，它可以将电信号转换成光信号，然后传输到另外一个地方。
由于光模块的出现，我们可以通过光纤来传输信号，而不必再使用有线电缆，从而更加省力。
此外，光模块还具有信号放大的功能。
由于光信号的传播距离较短，因此在传输信号的过程中可能会受到一定的损失，而光模块可以对信号进行放大，从而更加有效地传输信号，避免信号损失。
最后，光模块还可以实现模拟信号和数字信号的转换。
模拟信号是指声音、电子乐器等信号，而数字信号是指计算机储存和处理的信号。
由于数字信号可以用更少的传输资源更高效地实现传输，因此如果能将模拟信号转换成数字信号，也可以有效地减少信号的传输资源。
而光模块就可以实现这一转换，因此在传输过程中也都会有用处。
以上就是关于光模块原理的介绍。
通过以上介绍可以看出，光模
块在光缆通信中起着非常重要的作用，可以帮助我们更有效地传输信号，提高通信的效率。
未来光模块将进一步发挥它的作用，并在光纤传输的技术的发展中发挥重要的作用。
超详细的光模块介绍
超详细的光模块介绍光模块发展简述光模块分类按封装：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。
按波长：常规波长、CWDM、DWDM等。
按模式：单模光纤（黄色）、多模光纤（橘红色）。
按使用性：热插拔（GBIC、SFP、XFP、XENPAK）和非热插拔（1*9、SFF）。
封装形式光模块基本原理光收发一体模块（Optical Transceiver)光收发一体模块是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。
由两部分组成：接收部分和发射部分。
接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。
发射部分：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(APC)，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分：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。
光模块的主要参数1. 传输速率传输速率指每秒传输比特数，单位Mb/s 或Gb/s。
主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和万兆。
2.传输距离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。
■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。
注意：• 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。
光收发器工作原理
光收发器工作原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊光收发器这个神奇的小玩意儿的工作原理。
你看啊，光收发器就像是一个信息的快递员，在光的世界里跑来跑去，传递着重要的“包裹”。
它主要由光发射器和光接收器这两部分组成。
光发射器就好像是一个超级厉害的灯光师，它能发出特定波长的光信号。
想象一下，它就像是一个能精准打出特定颜色光线的魔法棒，把我们要传递的信息转化成一束束神奇的光。
这些光带着信息，沿着光纤这个高速公路，快速地向前奔跑。
而光接收器呢，那就是一个超级敏锐的小侦探啦！它能从那一束束光中，把信息给“揪”出来。
它就像是一个能从复杂的光线中找到关键线索的高手，把光信号再变回我们能理解的电信号。
这整个过程是不是特别神奇？就好像有一场无声的魔法在进行着。
比如说，我们在电脑上敲下一段话，想要发送给远方的朋友。
这时候，光收发器的光发射器就开始工作啦，它把我们的文字信息转化成光信号，然后“嗖”的一下发射出去。
这些光信号沿着光纤一路飞驰，就像是在参加一场光的赛跑。
等到达目的地后，光接收器就会出马，把光信号变回原来的文字信息，让我们的朋友看到。
光收发器工作起来可稳定啦，它不管白天黑夜，不管晴天雨天，都在那里默默地工作着，就像一个不知疲倦的小卫士。
而且它的速度还特别快，能在瞬间就完成信息的传递，让我们感觉就像是和朋友面对面交流一样。
它的应用范围那可广了去了，从我们日常的网络通信，到各种高科技的领域，都能看到它的身影。
它就像是一个无处不在的小精灵，默默地为我们的生活和科技发展贡献着力量。
所以啊，可别小看了这个小小的光收发器，它可是我们信息时代的大功臣呢！它让我们的世界变得更小，让我们的交流变得更方便、更快捷。
它就像是一座无形的桥梁，连接着我们每一个人。
怎么样，是不是觉得光收发器超级厉害呢？反正我是这么觉得的！。
光收发一体模块培训教材
九、常见物料问题列举
2）9.8 上盖与 下盖的配合问 ） 上盖与9.8下盖的配合问 上盖与9.8下盖配合后 题：9.8上盖与 下盖配合后 上盖与 尺寸不能完全保证模块的宽度 ≤25.5mm，因此需要生产线在 ， 做那些发“康讯”的产品时， 做那些发“康讯”的产品时， 要对其宽度进行严格的控制 即用卡尺量）， ），这样大大降 （即用卡尺量），这样大大降 低了我们的生产效率。 低了我们的生产效率。
九、物料常见问题列举
3）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错，造成生产线 ）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错， 上成批地返工。 上成批地返工。主要原因是材料清单不准确和贴装厂 的疏忽。 的疏忽。 4）电容坏、电阻坏：在生产过程中，经常发现单纤双向 ）电容坏、电阻坏：在生产过程中， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂，表 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 2.原材料： 原材料： 原材料 1）铜上盖和铜下盖： 现在的主要问题为铜上盖与铜下 ）铜上盖和铜下盖： 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。在生产中需 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密， 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密，但 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。
九、常见物料问题列举：
3）FC连接头易生锈 FC连接头生锈也是 ） 连接头易生锈 连接头易生锈: 连接头生锈也是 一个老问题跟管脚生锈一个样子， 一个老问题跟管脚生锈一个样子，目前 还没有得到彻底的解决。 还没有得到彻底的解决。
THE END 谢谢！
2.光收发一体模块 光收发一体模块 a. 1*9、2*9插拔式 、 插拔式 如：PT7311-**-*、 、 PT7317-**-* b.1*9带尾纤 带尾纤 如：PT7315-**-*-**
光模块原理
光模块原理光模块是一种利用光学原理进行信号传输的装置，它在现代通信领域发挥着重要作用。
光模块主要由激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件组成，通过这些部件的协同作用，实现了光信号的发射和接收。
下面我们将从光模块的工作原理、结构组成和应用领域等方面进行介绍。
首先，我们来了解光模块的工作原理。
光模块的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
激光器是光模块的核心部件，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
其次，我们来了解光模块的结构组成。
光模块的结构主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
激光器是光模块的发射器，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
光接收器则是光模块的接收器，它能够接收光信号并进行解调，将光信号转换为电信号。
最后，我们来了解光模块的应用领域。
光模块主要应用于光通信、光传感和光测量等领域。
在光通信领域，光模块能够实现高速、大容量的数据传输，广泛应用于数据中心互联、光纤通信网络等领域。
在光传感领域，光模块能够实现高精度的光学测量，广泛应用于医疗设备、工业自动化等领域。
在光测量领域，光模块能够实现对光信号的测量和分析，广泛应用于科研实验、环境监测等领域。
综上所述，光模块作为一种利用光学原理进行信号传输的装置，在现代通信领域发挥着重要作用。
它的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
光模块的结构组成主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
而光模块的应用领域主要包括光通信、光传感和光测量等领域。
光模块的基本原理
光模块（Optical Module）是一种集成了光电转换器件和光传输设备的组件，用于光纤通信系统中的光信号的发送和接收。
其基本原理如下：
1. 光电转换：光模块内部通常包含一个光电转换器件，如光电二极管（PD）或光电探测器（APD）。
当光信号通过光纤到达光模块时，光信号会被转换为电信号。
这个过程是通过光电转换器件中的半导体材料的光电效应实现的。
2. 光信号调制：在光模块中，光信号通常需要进行调制以便携带信息。
这种调制可以是强度调制、相位调制或频率调制。
调制的方法通常取决于具体的应用需求。
3. 光信号传输：光模块通过光纤将光信号传输到目标设备或接收光纤。
光模块通常包含光纤连接器，使其能够与其他光纤设备进行连接。
4. 光信号接收：在目标设备或接收光纤处，光模块使用光电转换器件将传输的光信号转换为电信号。
这个过程与光电转换相反，通过光电二极管或光电探测器将光信号转换为电信号。
总的来说，光模块的基本原理就是将光信号转换为电信号，或者将电信号转换为光信号，实现光纤通信系统中的光信号的发送和接收。
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光收发合一模块(XFP)功能框图
TxDisable
Data In
CDR
Driver APC/AEC/ATC
TOSA
Optical In
I2C
MCU＋EEPROM
Data Out
CDR
MA
ROSA
Optical Out
LOS
Transponder模块功能框图
TxDisable 16路 并行 Data In
PIN型光接收模块功能框图
PIN/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
PIN/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
APD型光接收模块功能框图
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
2R 功能(Reshape, Reamplify)
直接调制
P1 利用电信号的‘1’和‘0’ 控制激光器的电流大小。
P0
EA调制
激光器一直处于发光状态，电信号‘1’、‘0’ 作用于电吸 收调制器。 来控制激光器出光大小。
MZ调制
激光器一直处于发光状态，发出的光经过一个Y型波导分束器分出两 束相位等一样的光信号， 电信号控制两个干涉臂电级，使两束光信 号产生不同的相位，再经过Y型合束器，‘1’信号时，相位相同，进 行叠加，‘0’信号时，相位相差180度，光信号 抵消。
探测器
光探测器 作用把光信号转变为电信号的器件. PIN探测器 P型掺杂、本征（I）和N型掺杂。 APD探测器 内部具有光电倍增(或称雪崩)光电二极管.（ Avalanche Photodetector)
PIN探测器
PIN探测器即P-I-N 探测器：P型掺杂＋Intrinsic＋N型掺杂
ONU光收发合一模块功能框图
MD LD
Data IN BEN IN TF
突发式 激光器 驱动器
1310nm 1490nm PD
WDM
Data OUT SD
限幅放大器
前置 放大器
单纤双向光组件
光收发合一模块
ONU
OLT光收发合一模块功能框图
MD LD
Data IN TDIS IN TF
激光器 驱动器 1490nm 1310nm PD
主要内容
光模块简介
光模块内部主要元器件
光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
1X9光模块
特点： 工作速率: 155Mb/s~1Gb/s 工作电压：3.3 V或5V 波长：1310nm，1550nm 宽温工作范围 传输距离可达80km 应用 数据通信：快速以太网，千兆以太网 电信： OC -3/STM -1, OC -12/STM -4
典型光发射模块功能框图（直接调制）
匹配电路 自动消光 比控制
AEC Temp Sensor
Driver
Laser
XC
APC
占空比控制
自动光功率控制
典型光发射模块功能框图（外调制）
偏置电压 控制
BC
匹配电路
自动温度 控制
ATC
Driver
EAM Laser
XC
MC
APC
占空比控 制
调制电压 控制
自动光功率控制
光模块发展历史
封装形式：1X9 SFF GBIC SFP, XFP, SFP+ 传输速率：155M,622M 1.25G,2.5G 4.25G, 8.5G, 10G, 40G 光接口形式：尾纤型（Pigtail）；插拔型（Receptacle） 光传输形式：双纤双向（MSA）；单纤双向（BiDi） 接入应用：P to P P to MP: PON (GE-PON, GPON, WDM-PON) 功能：不带监控功能（None DDM） 带数字诊断功能（DDM）
MA
ROSA
Optical Out
LOS
RxPower
带数字诊断功能(DDM)光收发合一模块功能框图
TxDisable
Data In
Driver APC/AEC
TOSA
Optical In
I2C
MCU＋EEPROM
Data Out
MA
ROSA
Optical Out
LOS
数字诊断(DDM)模块特点
SFP模块
特点： 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s 工作电压：3.3 V 波长：850nm，1310nm，1550nm，WDM 宽温工作范围 传输距离可达100km+ 带数字诊断功能 应用： 数据通信：快速以太网，千兆以太网，1x/2x/4x 光 纤通道 电信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、OC-48/STM-16
FP LD 和 DFB LD
FP－LD
DFB－LD
都是边缘发光 谐振腔结构不同
LED 和 VCSEL
VCSEL
LED
都是面发光 谐振腔结构不同
EAM LD
构成：TEC致冷器， 激光二极管，EA调 制器，背光检测二极 管和，热敏电阻等
放大器分类
跨阻放大器：Transimpedance Amplifier（TIA ） 主放Main Amplifiers (MA) 或后放 Post Amplifiers 限幅放大器：Limiting Amplifier (LA) 自动增益控制放大器：Automatic Gain Control Amplifier (AGC).
主要内容
光模块简介
光模块内部主要元器件
光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
调制方式
直接调制 外调制 EA调制（Electroabsorption Modulator） MZ调制（Mach-Zehnder Modulator）
按封装划分：1×9/ 2×9/SFF/GBIC/SFP/XFP/300pin等
按使用条件划分：热插拔 (GBIC/SFP/XFP) 带插针 (1×9/2×9/SFF) 按应用划分：SDH/SONET, Ethernet, Fiber Channel, CWDM, DWDM等 按工作模式划分：连续和突发（OLT：Optic Line Terminal， 光线路终端；ONU ：Optic Network Unit,光网络单元）
D Flip-Flop
驱动芯片
激光器驱动（电流） 调制器驱动（电压）
MUX &DeMUX
MUX：16路并行 数据输入，经过并串转换，输出数 据。（如并行数据输入为622Mb/s ，那么输出数据为 9.95Gb/s） DeMUX：则反过来，输入数据经过串并转换，输出16 路并行 数据
MUX
Driver APC/AEC/ATC
TOSA
Optical In
I2C
MCU＋EEPROM
16路 并行 Data Out
DeMUX
MA
ROSA
Optical Out
LOS
PON模块
TDM: Time Division Multiplex 时分多路复用 TDMA: Time Division Multiple Address 时分多路访问
High Voltage Generation
APD/TIA
MA
CDR
3R 功能(Reshape, Reamplify, Retime)
光收发合一模块(Transceiver)功能框图
TxDisable TxPower
Data In
Driver APC/AEC
TOSA
Optical In
Data Out
DFB LD (Distributed-Feedback Laser)
VCSEL (Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) LED (Light-Emitting Diode) EAM LD (Electro-absorption modulated lasers)
300-pin Transponder模块
特点： 速率可达10Gb/s 波长：1550nm，DWDM 传输距离可达80km 带数字诊断功能 应用： 电信： OC -192/STM -64
主要内容
光模块简介
光模块内部主要元器件
光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
光模块基本原理
主要内容
光模块简介
光模块内部主要元器件
光模块调制方式 光模块的特点及应用 光模块原理框图 光模块主要性能指标 光模块接口电平
光模块定义
以光器件为核心增加一些电路部分和结构件等完成相应功 能的单元
光模块分类
按速率划分：155Mb/s 622Mb/s 1.25Gb/s 2.5Gb/s 10Gb/s 等 按功能划分：发射模块，接收模块，收发合一模块 (transceiver,)
GBIC模块
特点： 工作速率:155Mb/s~ 2.5Gb/s 工作电压：3.3 V或5V 波长：850nm，1310nm，1550nm 传输距离可达160km 带数字诊断功能（部分） 应用： 数据通信：千兆以太网，1x/2x光纤通道 电信：OC-3/STM-1、OC-12/STM-4、 OC-48/STM-16
光器件结构图
光器件分类
如按功能，可分为：
光发射器件 光接收器件 按结构，可分为： TO器件(TOSA， ROSA，BOSA)； DIP（或Butterfly）器件； 表面贴装（surface mount) 器件等； 按传输速率，可分为 155M、622M、1.25G、2.5G、10G等； 传输距离，工作波长，工作方式等