光模块的基础知识PPT学习课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,光模块产品介绍,产品简介,1,光模块的基本功能：光电转换,发射,接收,发射,接收,0 1 0 1 1 0,0 1 0 1 1 0,0 1 0 1 1 0,电信号,光信号,电信号,电信号：高电压表示1，低电压表示0,光信号：有光表示1，无光/弱光表示0,2,+A,+A+NOISE,NOISE,+A,+A+NOISE,NOISE,-A,-A+NOISE,NOISE,+,A+NOISE-（-A+NOISE）,=2A,3,产品的分类方法,封装,传输距离,速率/协议,激光器的波长,其他特性：工作温度范围、适用的传输介质（光纤）类型、是否有数字诊断、激光器的类型、接收器类型等等；,4,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10,G,光模块的外形标准,X2 -,第二代10,G,光模块的外形标准,XFP -,第三代10,G,光模块的外形标准,SFP+-,最新的10,G,光模块外形标准，机械尺寸上和,SFP,一致，信号定义有不同；,其他：1*9,GBIC,2*5 SFF,XPAK，2*10 SFF，,还有各种公司定义的一些异形产品,5,产品种类：产品照片,6,GBIC,7,SFP Transceiver,8,SFP+Transceiver,9,XFP Transceiver,10,XENPAK Transceiver,11,X2 Transceiver,12,产品种类：安装密度,4 口*10,G,8 口*10,G,32口*10,G,13,产品种类,按,照速率（应用、协议,）,分类,FE 125M,OC3/STM-1 155M,OC12/STM-4 622M,FC 1.0625G,GE 1.25G,2FC 2.125G,OC48/STM-16 2.488G,OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G,4FC 4.25G,8FC 8.5G,OC192/STM-64 9.952G,10GE 10.3125G,单位：波特每秒,Bd，,即每秒传输多少个0/1码元；也可以说，每秒传输多少个比特；,每个比特,BIT,都代表了一个信息；,光模块可以支持任何连续的速率，但是，对于特定的应用和产品，都是工作在一个特定的速率上；,14,产品种类,协议组,II,以太网络,：,FE 125M,GE 1.25G,10GE 10.3125G,光纤通道产品：,FC 1.0625G,2FC 2.125G,4FC 4.25G 8FC 8.5G,电信传输网（同步数字序列）：,OC3/STM-1 155M,OC12/STM-4 622M,OC48/STM16 2.488G,OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G OC192/STM-64 9.952G,15,常见的困惑：,高速的模块是否可以用于低速的场合，比如，设计1,G,的模块是否可以用于155,M,的场合；,答案是否定的，需要具体的分析；,主要差异点：,不同的速率的产品对接收端的灵敏度要求不一样，为高速应用设计的接收机灵敏度比较低；,发射端的眼图要求不一样，比如，对于2.5,G,以上的产品不对,ER,提出要求，开始对,OMA,有要求，10,G,产品的,ER,只有4-6,db，,和低速产品的要求不一致；,不同应用的模块，对码型的适应能力不一样，通常，,FE/GE,测试码型是,PRBS7，OC,系列的模块的测试码型使用,PRBS31，,会出现更多的连续的0/1；,16,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,17,产品种类,按,照传输距离分类,针对不同的传输距离在不同的速率（应用）中，称呼是不一样的：,OC,系列的模块：,IR1,表示15,KM、LR1,表示40,KM、LR2,表示80,KM,FE,系列的模块：100,FX,表示2,KM、100LX,表示10,KM，100EX,表示40,KM，100ZX,表示80,KM；,GE,系列的模块：,SX,表示500米，,LX,表示5/10,KM，ZX,表示80,KM，EZX 120KM；,也有的公司认为,LH,为10,KM，LX,为5,KM，,还有的，认为,LH,为80,KM，,没有一个特性的标准，需要大家在使用中注意；,GLC-LH-SM-C 1000BASE-LX/LH,HP：LH 80KM,10,G的模块中：,SR,表示300米，,LR,表示10,KM，ER,表示40,KM，ZR,表示80,KM,18,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：850,nm 1310nm 1550nm(CWDM：1470,1610,间隔20,nm),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：,850,nm VCSEL,1310nm FP,1310nm DFB,1550nm FP(,不常见）,1550,nm DFB,CWDM,波长,DFB（1470,1610）,19,产品种类,按,照探测器类型分类,PIN：,光电二极管，光电转化效率约为1,A/1W,APD：,雪崩二极管，光电转化效率约为,M*1A/1W，,正常工作时候，,M,值通常在10-15之间；,20,产品种类,按,照工作电压分类,SFP,产品：都是统一使用3.3,V,的工作电压,GBIC,产品：,MSA,上的要求是5,V,的工作电压，但是，在其生命后期，很多系统厂商和模块厂商开始使用3.3,V,给,GBIC,供电，减少功耗，所以，出现了5,V/3.3V,兼容的需要,XENPAK/X2,产品：有3.3,V/5V/APS,三路供电，其中,APS,的供电是根据模块上的值可以设定的，以满足不同的芯片技术的需求；,XFP,产品：有1.8,V/3.3V/5V/-52V,等供电；,21,产品命名举例,SFP-FE-100FX,GT2612,SFP-GE-SX-DD,GT2201,SFP-GE-SX-NDD,GT2200,GBIC-GE-SX-3.3V-5V-DD,GT1200,SFP-GE-EZX-DFB-1550-APD-DD,SFP-GE-LX10-FP-1310-DD,22,光收发一体模块发展趋势,发展趋势,小型化,GBIC-SFP,XENPAK-X2-XFP-SFP+,高速化,100M-1G-10G-40G-100G,23,光模块的标准化,MSA,MSA：MULTISOURCE AGREEMENT，,工业界的联盟，保证产品的通用性、互换性，使得同样一个产品，可以获得多个供应商的支持，迫使供应商不断的改进产品、降低成本、提高服务质量；,GBIC:SFF-8053 V5.5,SFP:INF-8074I,XENPAK:XENPAK MSA 3.0 www.xenpak.org,XFP:INF-8077,SFP+:SFF-8432,DOM:SFF-8472,下载：,ftp:/ID,2,对差分线,一发一收,I2C,限幅放大器,低速逻辑信号,25,X2/XENPAK,的产品结构,10,G PHY,芯片,控制器,TOSA,ROSA,A0,的,EEPROM,激光,驱动,MDIO,通讯接口,XAUI,4*3.125G,其他低速信号,26,XFP,的产品结构,10,G CDR,控制器,TOSA,ROSA,激光,驱动,I2C,XFI,其他低速信号,27,数字诊断功能,数字诊断，又称,DD、DOM、DDMI，,就是模块可以向主机实时的提供模块内部的工作状态信息，包括：,电压、温度、发射光功率、接收光功率、激光器的偏置电流,；,2003,年前的大部分产品，都没有,DOM,的功能；,目前国内其他供应商的主要产品都没有,DOM,功能；,一线的大厂的主要产品都具备,DOM,功能；,我们公司的绝大部分产品都具备,DOM,功能；,28,激光器的结构,29,接收器的结构,30,TO,的结构,31,TO,的结构,II,32,单纤双向实现,单根光纤实现双向通信,D,U,33,单纤双向模块的波长,常见波长组合为：,1310/1550：最常见于,FE,速率的,BIDI,模块,1310/1490：最常见于,GE,速率的,BIDI,模块,其它不常见的组合：,1310/1550：用于,GE,速率；,1470/1610：,用于,GE,以上速率产品的超长距离；,34,产品类型,电口模块,多用于水平布线和交换机互联,SFP-T，GBIC-T，1000BASE-T,技术,X2-CX4，,扩展10,G XAUI,接口,基于屏蔽双芯线的,CABLE-SFP,分为：有源/无源两种,35,电口模块,SFP/GBIC-T,传输介质:双绞线,电口:,RJ45,主机接口:金手指,传输速率:1,G,传输距离:100米(最大),直接插入现有的,SFP/GBIC,接口,36,电口模块,X2/XENPAK-CX4,传输介质:高频差分线(8对差分线),电口:,Infiniband 4X connector,主机接口:金手指,传输速率:10,G,传输距离:15米,37,CABLE-SFP,传输介质:高频差分线缆(2对),传输速率:最高可以到10,G,传输距离:50,cm-20,米,部分产品中集成了对信号的重新放大的功能，称为有源的,CABLE-SFP,借助电色散补偿技术，可以把速率提升到10,G,以上；,38,产品类型,变速率的产品,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100,M,了,GE-100FX：LED TOSA(1310nm),传输介质:多模光纤 传输距离:2,KM,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,39,