光模块的⼀些基础知识
⼀、光模块的构成：有发射激（TOSA)，接受（ROSSA) 线路板 IC  外部配件
⼆、光模块接⼝分为FC型、SC型、LC型、ST型和FTRJ型。
三、光收发⼀体模块分类
按照速率分：以太⽹应⽤的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE SDH应⽤的155M、622M、2.5G、10G
按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC SFP XFP X2 XENPAK
1×9封装--焊接型光模块，⼀般速率有52M/155M/622M/1.25G，多采⽤SC接⼝
SFF封装--焊接⼩封装光模块，⼀般速率有155M/622M/1.25G/2.25G/4.25G，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
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
四、按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、DFB LD
按照发射波长分：850nm、1310nm、1550nm等等
按照使⽤⽅式分：⾮热插拔（1×9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP）五、光纤模块⼜分单模和多模
单模光纤使⽤的光波长为1310nm或1550 nm。单模光纤的尺⼨为9-10/125µm  它的传输距离⼀般 10KM 20kM 40KM 70KM  120KM
多模光纤使⽤的光波长多为850 nm或1310nm.多模光纤50/125µm或62.5/125µm两种，它的传输距离也不⼀样，⼀般千兆环境下50/125µm线可传输550M,62.5/125µm只可以传送330M。(2KM 550M)
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。
光纤模块的电频：PECL  电流：18豪安，电压：3.3V ，5V  温度：0~70  ,-40~70(⼯业级）光模块常⽤的⼀些符号:SX MM(850nm 550M)  LX SM(1310nm 15KM)  LHSM(1310nm
40km） ZX（1550nm 70KM) EZX(1550nm120KM)  SR LR ER ZR
六、常⽤光模块的⼀些技术参数：
1、155M 1310nm FP  2KM  光功率：发射-8~-19dbm，接收：《-31dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
2、155M 1310nm FP  15KM  光功率：发射-8~-15dbm，接收：《-31dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
3、155M 1310nmFP  40KM  光功率：发射0~-5dbm，接收：《-35dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
4、155M 1550nmDFP  80KM  光功率：发射0~-5dbm，接收：《-34dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
5、1.25G 850nm FP  550M  光功率：发射-3~-9dbm，接收：《-18dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
6、1.25G 1310nm FP 15KM  光功率：发射-3~-9dbm，接收：《-20dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
7、1.25G 1310nm FP 40M  光功率：发射-3~2dbm，接收：《-23dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
8、1.25G 1550nmDFP 80KM  光功率：发射-2~3dbm，接收：《-23dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
9、1.25G 1550nm DFP 120KM  光功率：发射0~4dbm，接收：《-31dbm。电频：PCEL  温度：0~70  电压：3.3~5V可选的
七、何为GBIC？
GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接⼝器件。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。采⽤ GBIC接⼝设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较⼤的市场分额。
SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积⽐GBIC模块减少⼀半，可以在相同的⾯板上配置多出⼀倍以上的端⼝数量。SFP模块的其他功能基本和GBIC⼀致。有些交换机⼚商称SFP模块为⼩型化GBIC（MINI-GBIC）。模块电源是什么意思
未来的光模块必须⽀持热插拔，即⽆需切断电源，模块即可以与设备连接或断开，由于光模块是热插拔
式的，⽹络管理⼈员⽆需关闭⽹络就可升级和扩展系统，对在线⽤户不会造成什么影响。热插拔性也简化了总的维护⼯作，并使得最终⽤户能够更好地管理他们的收发模块。同时，由于这种热交换性能，该模块可使⽹络管理⼈员能够根据⽹络升级要求，对收发成本、链路距离以及所有的⽹络拓扑进⾏总体规划，⽽⽆需对系统板进⾏全部替换。⽀持这热插拔的光模块⽬前有GBIC和SFP，由于SFP与SFF的外型⼤⼩差不多，它可以直接插在电路板上，在封装上较省空间与时间，且应⽤⾯相当⼴，因此，其未来发展很值得期待，甚⾄有可能威胁到SFF的市场。
何为SFF？
SFF（Small Form Factor）⼩封装光模块采⽤了先进的精密光学及电路集成⼯艺，尺⼨只有普通双⼯SC（1X9）型光纤收发模块的⼀半，在同样空间可以增加⼀倍的光端⼝数，可以增加线路端⼝密度，降低每端⼝的系统成本。⼜由于SFF⼩封装模块采⽤了与铜线⽹络类似的KT-RJ接⼝，⼤⼩与常见的电脑⽹络铜线接⼝相同，有利于现有以铜缆为主的⽹络设备过渡到更⾼速率的光纤⽹络以满⾜⽹络带宽需求CWDM 与 DWDM 。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。
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
CWDM和DWDM的⽐较
CWDM是DWDM的近亲，区别主要有两点：（1）CWDM光波通道间距较宽，同⼀根纤上复⽤光波长数⽐DWDM少，“粗”与“密集”称谓的来由就在于此。（2）CWDM光调制采⽤⾮冷却激光，⽤电⼦调谐；⽽DWDM采⽤的是冷却激光，⽤温度调谐。由于在⼀个很宽的光波长区段内温度分布很不均匀，因此温度调谐实现起来难度很⼤，成本也很⾼。CWDM避开了这⼀难点，因⽽⼤幅降低了成本，⽬前CWDM系统成本⼀般只有DWDM的30％。（3）CWDM系统的功耗和物理尺⼨均⽐DWDM系统的⼩得多。
数字诊断功能（DDM)
  在SFF-8472 MSA中，规范了数字诊断功能及有关SFF-8472的详细内容。该规范规定，在模块内部的电路板上侦测和数字化参数信号。然后，提供经过标定的结果或提供数字化的测量结果及标定参量。这
些信息被存贮在标准的内存结构中，以便通过双缆串⾏接⼝读取。SFF-8472保留了原来SFP/GBIC在地址A0h处的地址映射，并在地址A2h处⼜新增了⼀个256字节的存贮单元。这个存贮单元除了提供参数侦测信息外，还定义了报警标志或告警条件，各个管脚的状态镜像，有限的数字控制能⼒和⽤户可写的存储单元。
  以下是地址空间中保存的部分信息：
  1）实时测量参数--发射光功率Tx_power，接收光功率Rx_power，温度temp，⼯作电压Vcc，激光器偏压Laser Bias；
  2）报警或告警--Tx_faul，LOS测量参数的报警和告警的标志位；
  3）控制标志位--Tx_disable， Rate_select。
数字诊断功能的应⽤
  光纤收发模块中的故障诊断功能为系统提供⼀种性能监测⼿段，可以帮助系统管理预测收发模块的寿命、隔离系统故障并在现场安装中验证模块的兼容性。
模块寿命预测
  这种故障预测可以使⽹络管理⼈员在系统性能受到影响之前到潜在的链路故障。通过故障预告，系统管理员可以将业务切换到备份链路上或者替换可疑器件，从⽽在不间断业务的情况下修复系统。
  智能SFP提供了⼀种预测激光器劣化的实时的参数监测⼿段。光模块内部的光功率反馈控制单元会将输出功率控制在⼀个稳定的⽔平上，但是，随着激光器的⽼化，激光器的量⼦效率会降低。功率的控制是通过提⾼激光的偏置电流（Tx_Bias）来实现的。因此，我们可以通过监测激光的偏置电流来预测激光器的寿命。这种⽅法可粗略的估计激光器的使⽤寿命是否接近终了。因为激光的偏置电流与模块的⼯作温度及⼯作电压都有关系，所以在设定偏置电流极限时需要考虑Temp和Vcc的影响。
  通过对收发模块内部的⼯作电压和温度进⾏实时监测，可以让系统管理员发现⼀些潜在的问题：1）Vcc电压过⾼，会带来CMOS器件的击穿；Vcc电压过低，激光器不能正常⼯作。2）接收功率太⾼，会损坏接收模块。3）⼯作温度太⾼，会加速器件的⽼化。此外，通过对接收到的光功率的监测，可以对线路和远端发射机的性能进⾏监控。
故障定位
  在光链路中，定位故障的发⽣位置对业务的快速加载⾄关重要。故障隔离特性则可以使系统管理员快速定位链路故障的位置。此特性可以定位故障是在模块内还是在线路上；是在本地模块还是在远端模块。通过快速定位故障，减少了系统的故障修复时间。
  故障定位中，需要综合分析状态位，管脚和测量参数。
  总之，通过数字诊断功能，可以定位故障。在故障定位中，需要对
Tx_power，Rx_power， Temp，Vcc，Tx_Bias的警告和告警状态进⾏综合分析。内存镜像中的状态变量Tx Fault和Rx LOS (信号丢失)都对故障的分析起着重要的作⽤。
兼容性验证
  数字诊断的另⼀个功能是模块的兼容性验证。兼容性验证就是分析模块的⼯作环境是否符合数据⼿册或和相关的标准兼容。模块的性能只有在这种兼容的⼯作环境下才能得到保证。在有些情况下，由于环境参数超出数据⼿册或相关的标准，将造成模块性能下降，从⽽出现传输误码。⼯作环境与模块不兼容的情况有：1）电压超出规定范围；2）接收光功率过载或低于接收机灵敏度；3）温度超出⼯作温度范围。

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