光模块分类及应用场景
光通信和光模块
光通信和光模块一、光通信的概念及发展历程光通信是指利用光作为信息传输的媒介，将信息从一个地方传送到另一个地方。
它是一种高速、大容量、低损耗的通信方式，被广泛应用于互联网、电视、电话等领域。
光通信的发展历程可以分为以下几个阶段：1. 光纤出现阶段：20世纪60年代，人们开始研究光纤，但由于技术限制和成本问题，应用范围有限。
2. 光纤商业化阶段：20世纪70年代末期，随着技术的不断进步和成本的降低，光纤开始被商业化应用。
3. 光网络阶段：20世纪90年代初期，随着互联网的普及和需求不断增加，光网络逐渐成为主流。
4. 全光网络阶段：21世纪初期，全光网络开始普及，并逐渐取代了传统的电信网络。
二、光模块的概念及分类光模块是指将激光器、探测器、调制器等元件封装在一起形成的集成组件。
它是光通信系统中的重要组成部分，可以实现光信号的发送和接收。
根据不同的封装方式和功能，光模块可以分为以下几类：1. 激光器模块：将激光器封装在一起，用于发送光信号。
2. 探测器模块：将探测器封装在一起，用于接收光信号。
3. 光电转换模块：将激光器和探测器封装在一起，用于实现光电转换。
4. 调制器模块：将调制器封装在一起，用于调制发送的光信号。
三、常见的光模块及其应用1. SFP（Small Form-factor Pluggable）模块：是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
它广泛应用于数据中心、企业网络、存储网络等领域。
2. QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）模块：是一种四通道高速率、可插拔式的光纤收发器。
它主要应用于数据中心和高性能计算等领域。
3. CFP（C Form-factor Pluggable）模块：是一种大型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
它主要应用于光网络、数据中心等领域。
4. XFP（10 Gigabit Small Form-factor Pluggable）模块：是一种小型化、高速率、可插拔式的光纤收发器。
光模块的分类
光模块的分类光模块的分类2011-08-20 18:08:50| 分类：默认分类 | 标签：光模块光纤模块 |字号大中小订阅根据不同的标准，光模块/光纤模块可以分为多种不同的类型。
一、根据光模块的不同封装形式在现实中，按照封装形式对光模块进行分类是最常见的方法。
1X9封装光模块，有时候也叫9针或9PIN光模块，顾名思义，这种光纤模块有九个PIN角，是早期光模块的最常见的一种封装形式，也是市场需求量非常大的一种类型，主要用在光纤收发器，PDH光端机，光纤交换机，单多模转换器以及一些工业控制领域。
SFP光模块，英文全称是Small Form-factor Pluggables，即小型热插拔光模块，是早期GBIC模块的升级版本，比GBIC光纤模块的体积更小，集成度更高，这是目前市场最流行的光模块，通常我们所说的光模块即这种类型。
GBIC光模块，Giga Bitrate Interface Converter的缩写，即将千兆位电信号转换为光信号的模块。
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。
这种光模块在没有出现SFP封装以前使用广泛，SFP光模块出现以后即逐渐被替代，目前市场上除了一些比较老款的设备上使用外，基本上已经被淘汰。
XFP光模块，英文全称为10 Gigabit Small Form Factor Pluggable，是一种可热交换的、独立于通信协议的光学收发器， XFP通常用于10G bps的SONET/SDH，光纤通道，万兆以太网和其他应用中，也包括 CWDM, DWDM 链路。
相对于1X9和SFP模块来说，XFP具有更高的传输速率和传输能力，自然价格也远高于普通的光纤模块。
SFP+光模块，也成为SFP PLUS光模块，是SFP光模块的升级，拥有更高的传输速率，通常可达8.5G或10G（万兆），这种模块比早些时候出现的XFP模块的体积更小，同时具备同样的速率，因此为通信设备厂商在同样的空间内部署更密集的光模块提供了可能，所以应用的也越来越多。
光模块分类
光收发一体模块：1.SFP：热插拔光模块，SFP常规产品（双纤双向、单纤双向）、SGMII SFP（百兆千兆速率互转）、多速率传输的SFP光模块（155M~~~2.67G）。
2.XFP：万兆模块，波长有850nm、1310nm、1550nm，距离从220m到80km，LC接口3.SFP+：10.3G的传输速率，850nm和1310nm，距离从330m到20km，LC接口。
4.GBIC：千兆速率，单纤/双纤，850/1310/1490/1550nm，RJ45/SC/LC，100m到120KM。
5.SFF：双纤/单纤，155M/622M/1.25G/2.5G，850/1310/1550nm，550m~~~120Km，LC接口，2X5/2X10小型化封装。
6.1x9：双纤/单纤/单发/单收，SC/FC链接，产品支持定制。
6.GPON：2X10,ONU端，SC插座/尾纤，突发模块式发射/持续模块式接受，突发模式支持DDMI功能，分工业级/商业级两级温度，完全支持SFF MAS协议及ITU-T G.984.2和ITU-TG.984.2—2006的修订版，符合RoHS6。
7.GEPON：SFP封装，SC接口或者其他损失还原连接器，千兆对称，ONU端1310nm的突发模式，1490nm的持续接收模式，OLT端恰好和ONU端相反，支持IEEE 802.3ah 和IEC-60825标准，符合RoHS。
8.EPON：SFF/SFP封装，符合IEEE Std 802.3ah?-2004协议标准，1.25G对称，单纤双向数据传输，1490波长的持续发射模式，1310nm的突然接受模式。
9.SFP EPON：SFP封装，1.25G传输速率，千兆以太网，无源光网OLT端。
10.SFF EPON：OLT端和ONU端，SFF封装，1.25G，10KM距离，1310nm/1490nm。
9.SFP CWDM：SFP封装，155M/622M/1.25G，40Km/80KM，1270nm—1610nm，广泛应用于以太网/光纤通信/同步光纤网/同步数字序列。
光模块介绍
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单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，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。
2.光纤的端面与直径
按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC 按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9
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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受限。 损耗限制可以根据公式：损耗受限距离＝（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。
Gigac目前提供100M到10全系列光收发模块，用户可根据自己的网络需求选择 所需要的。 目前常规通用的光模块主要包括：光发送器，光接收器，Transceiver（光收 发一体模块）以及Transponder（光转发器）。
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光收发一体化模块的分类： 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 Transponder 有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK 等。
光模块基础学习资料
英文全称 Quad Small Form-factor
Pluggable 28
Thermo Electric Cooler
跨阻放大器
Trans-Impendance Ampilfier
雪崩光电二极管 同质PN结光电二极管
垂直腔面发射激光器
分布反馈式激光二极管 法布里-珀罗激光二极管
光电二极管
Avalanche Photo-Diode Positive Intrinsic Negative Vertical Cavity Surface Emitting
时钟数据恢复
Clock Data Recovery
PIN
CWDM4
四路粗波分复用
Coarse Wavelength Division Multiplexing 4
VCSEL
DeMux 光学多路解复用器（分波器）
Demultiplexer
DFB
DML
直接调制激光器
Direct Modulated Laser
e-beam（电子束成象） vapor coating（气相涂盖）
etching（蚀刻） electroplating（电解沉积） quality control（质量控制）
Back End（后续处理）
cleaving（切割） facet coating（端面镀膜） characterization（参数塑造） mounting (TO-header)（安装） fiber coupling（光纤耦合）
光模块结构（以SFP为例）
光模块的基本构成包含以下几 部分： 1、光器件（optical device） 2、集成电路板（PCBA） 3、外壳
光模块结构（以SFP为例）
各种光模块的分类
SFP封装 主机端千兆接口、网络端实现百兆连接 主要的原理就是利用SGMII协议将同样的数据包在千兆接口上传10遍这样实际速率就是100M了 GE-100FX：LED TOSA1310nm 传输介质:多模光纤 传输距离:2KM 针对性: 针对CISCO 特定机型设计 HP/EXTREME也有类似的产品我们公司还没有跟进 变速率的产品也可以实现到其他各种不同的传输距离
产品种类—按照激光器波长/类型分类
电口的模块没有使用激光器 常见波长有：850nm 1310nm 1550nm CWDM：1470 – 1610 间隔20nm 常见激光器类型：VCSEL、FP、DFB、另外还有一个LED发光二极管 常见的组合有： 850nm VCSEL 1310nm FP 1310nm DFB 1550nm FP 不常见 1550nm DFB CWDM波长 DFB 1470 – 1610
产品种类：按照封装分类
GBIC - 最早的热插拔模块标准目前基本上快被淘汰； SFP - 第二代的热插拔光模块标准目前使用范围和用量最广泛；安装密度比GBIC提高一倍； XENPAK - 第一代10G光模块的外形标准 X2 - 第二代10G光模块的外形标准 XFP - 第三代10G光模块的外形标准 SFP+ - 最新的10G光模块外形标准机械尺寸上和SFP一致信号定义有不同；
产品种类—按照传输距离分类
小于20米的超短距离 – 用于机架内的设备互联 小于100米的距离 – 用于建筑物水平或者垂直方向设备互联 最大量需求多用五类双绞线完成； 小于500米的距离 – 用于楼层间/相邻建筑物间的设备互联 最大量需求多用多模光纤完成； 10公里产品 – 用于远距离建筑物间设备互联 最大量需求一般采用单模光纤完成； 40公里产品 – 城域网络 80公里产品 – 城域网络 120公里产品 – 城市间网络 更远距离的产品 – 省级间网络互联
光模块基础知识大全、分类及选用
光模块基础知识大全、分类及选用光模块基础知识大全、分类及选用一、光模块基本知识1、定义：光模块：也就是光收发一体模块。
2、结构：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。
3、光模块的参数及意义光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言，选用时最关注的就是下面三个参数：1）中心波长单位纳米（nm），目前主要有3种：850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）；1310nm (SM，单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40KM以内的传输)；1550nm (SM，单模，传输过程中损耗小但色散大，一般用于40KM以上的长距离传输，最远可以无中继直接传输120KM)；2）传输速率每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps。
目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。
传输速率一般向下兼容，因此155M 光模块也称FE（百兆）光模块，1.25G光模块也称GE （千兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的模块。
此外，在光纤存储系统（SAN）中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。
3）传输距离光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，km）。
光模块一般有以下几种规格：多模550m，单模15km、40km、80km和120km 等等。
除以上3种主要技术参数（波长，速率，距离）外，光模块还有如下几个基本概念，这些概念只需简单了解就行。
光模块基础知识、分类及选用
每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps。 目前常用的有： 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、 10Gbps、 25Gbps等。传输速率一般 向下兼的距离，单位千米（也称公里，km）。 光模块一 般有以下几种规格：多模550m，单模300m、1.4km、15km、40km、80km和120km等等。
2.光模块的分类
按应用分类：
以太网应用的速率：100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE。 SDH应用的速率： 155M、622M、2.5G、10G。PTN应用速率：155M、1.25G、10G、25G。
按封装分类：
常见封装类型：SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP。 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。 SFP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。
按波长分类： 以波长分类分为：850nm、1310nm、1550nm等。
2.光模块的分类
GBIC封装 XENPAK封装
SFP封装 XFP封装
3.光模块的选用
选择标准： 根据设备所承载的业务要求、设备端口的类型（百兆口、千兆口、10G口等）、传 输速率、传输距离选择合适的光模块；光模块通常也要配对使用，就是说连接不同设 备的光纤两端使用的光模块的传输速率、传输距离必须一样。
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。
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光模块分类及应用场景
一、光模块分类
光模块是一种能够将电信号转化为光信号并传输的设备。
根据其不同的应用场景和功能需求，光模块可分为多个不同的类型。
1.1 传输速率分类
根据光模块的传输速率，可以将其分为以下几类：
•低速模块：传输速率小于10Gbps，常见的有1G、2.5G、4G和8G等。
•中速模块：传输速率在10Gbps到40Gbps之间，常见的有10G、25G和40G 等。
•高速模块：传输速率在40Gbps以上，常见的有100G、200G和400G等。
1.2 光模块封装分类
根据光模块的封装形式，可以将其分为以下几类：
•SFP模块：全称是Small Form-factor Pluggable模块，是一种小型的光模块封装。
常见的有SFP、SFP+和SFP28等。
•QSFP模块：全称是Quad Small Form-factor Pluggable模块，是一种四通道的小型光模块封装。
常见的有QSFP、QSFP+和QSFP28等。
•CFP模块：全称是C Form-factor Pluggable模块，是一种用于高速传输的大型光模块封装。
常见的有CFP和CFP2等。
•CXP模块：全称是C form-factor Pluggable Express模块，是一种用于超高速传输的大型光模块封装。
1.3 应用领域分类
根据光模块的应用领域，可以将其分为以下几类：
•数据中心：随着云计算和大数据时代的到来，数据中心对传输速率和容量要求越来越高。
常见的光模块有40Gbps、100Gbps甚至400Gbps及以上的模块。
这些模块通常采用高速率和密集封装的形式，以满足数据中心高带宽需求。
•广域网：在广域网领域，光模块通常需要具备较长的传输距离和稳定性。
常见的光模块有1.25Gbps、10Gbps和100Gbps等。
这些模块通常采用较大的封装形式，以满足远距离传输的需求。
•无线通信：在无线通信领域，光模块通常用于光纤和无线设备之间的数据传输。
常见的光模块有1.25Gbps和10Gbps等。
这些模块通常采用小型封装，具有低功耗和高集成度的特点。
二、光模块应用场景实例
下面以数据中心领域和广域网领域为例，具体描述光模块的应用场景、应用过程和应用效果。
2.1 数据中心应用场景实例
在大数据时代，数据中心承载了海量数据的存储和处理任务，对传输速率和容量的要求非常高。
光模块作为数据传输的核心设备，在数据中心有着广泛的应用。
应用背景
一个典型的数据中心包含了大量的服务器和存储设备，这些设备需要高速的数据传输通道。
传统的以太网无法满足数据中心的带宽需求，因此采用光模块作为数据中心的传输手段，能够提供更高的传输速率和容量。
应用过程
在数据中心的应用中，常见的光模块有40Gbps、100Gbps和400Gbps等。
以下以100Gbps光模块为例，描述其在数据中心的应用过程。
1.数据中心的服务器和网络设备通过光纤连接到交换机。
2.交换机上的端口通过100Gbps光模块与服务器和存储设备进行数据传输。
3.光模块将电信号转换为光信号，通过光纤进行传输。
4.光信号到达目的地后，通过另外一个光模块将光信号转换为电信号，并送达
目标设备。
5.目标设备接收到电信号后，进行数据处理或存储。
采用100Gbps光模块作为数据中心的传输通道，能够提供更高的传输速率和容量，满足数据中心对带宽的高要求。
相比传统的以太网，光模块在数据中心应用中具有以下优势：
•高速传输：100Gbps光模块能够提供更高的传输速率，支持大容量数据的快速传输。
•高密度：光模块的封装形式小巧，可以实现交换机等设备的高密度布线，节省空间。
•低能耗：光模块的功耗相对较低，能够降低数据中心的能源消耗。
•高稳定性：光模块采用光纤传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，能够稳定传输数据。
2.2 广域网应用场景实例
广域网是由多个地理位置分散的局域网组成的网络，为了实现不同地点之间的信息交流，通常需要采用光模块进行长距离的数据传输。
应用背景
广域网的传输距离较长，要求光模块具备稳定的传输性能以实现可靠的数据传输。
此外，由于传输距离长，还需要光模块具备一定的光功率和发光效果。
应用过程
在广域网的应用中，常见的光模块有1.25Gbps、10Gbps和100Gbps等。
以下以
10Gbps光模块为例，描述其在广域网的应用过程。
1.广域网的不同地域的局域网通过光纤连接到路由器。
2.路由器上的端口通过10Gbps光模块与各个局域网进行数据传输。
3.光模块将电信号转换为光信号，通过光纤进行传输。
4.光信号经过多个光缆传输，在经过一定的距离后到达目的地。
5.目的地的路由器通过另外一个10Gbps光模块将光信号转换为电信号，并送
达目标局域网。
6.目标局域网接收到电信号后，进行数据处理或存储。
采用10Gbps光模块作为广域网的传输通道，能够实现不同地域局域网之间的高速、稳定的数据传输。
相比传统的以太网，光模块在广域网应用中具有以下优势：
•长距离传输：10Gbps光模块能够支持较长的传输距离，满足广域网的需求。
•高稳定性：光模块采用光纤传输，具有抗干扰能力强、传输距离远等优点，能够稳定传输数据。
•低损耗：光模块传输过程中损耗较低，可以提供高质量的数据传输服务。
•高速传输：10Gbps的传输速率能够满足广域网对带宽的需求，实现快速数据传输。
总结
光模块是将电信号转换为光信号并进行传输的设备，根据不同的应用场景和需求，光模块可以分为不同的类型。
在数据中心和广域网等领域，光模块广泛应用于高速、长距离的数据传输中。
通过采用光模块，可以实现数据中心的高容量、高速率传输，满足广域网的长距离、稳定性要求。
光模块在这些应用场景中具有高速传输、高稳定性、低能耗、高密度等优势，为现代通信网络提供了重要的支持。