光模块是干什么用的?光模块相关疑问解答

 

光模块的主要作用

光电转换是光模块的主要作用，首先发送端将电信号转换成光信号，利用光纤传送到接收端，接收端将光信号转换成电信号;光纤模块的构成主要有光电子器件、功能电路、光接口等三部分，光电子器件由发射与接收构成。

 

(1)发射：输入一定码率的电信号经内部的驱度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。

 

(2)接收：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。

 

光模块的分类

光模块按照封装形式和速率等分类，常见的有SFP、SFP+、XFP、QSFP+、CFP、GBIC、CXP、X2、Xenpak、CFP2、CFP4、DAC、AOC等等。

 

光模块的工作波长

光模块根据波长还可以分为业务光模块和波分光模块

 

业务光模块常见波长为

850nm：多模，传输距离100-500米；

1310nm：单模，传输距离2-40公里；

1550nm：单模，传输距离40-120公里；

 

波分光模块主要分为粗波光模块（CWDM光模块）和密波光模块（DWDM光模块）:

CWDM光模块:波长1270-1610nm，每隔20nm一个通道，共18个通道；

DWDM光模块：分L波段与C波段，L波段从1610.06~1564.68每间隔0.8nm一个波段共54个；C波段从1563.86~1530.33每间隔0.8nm一个波段共45个；我们最常用的是C波段C21-C60波长

 

注意：波分光模块都要配合对应的波分复用器使用，都是双纤的。

 

光模块的传输速率

 

SFP 光模块

传输速率为百兆和千兆。常见速率有155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s。

 

SFP+ 光模块

传输速率为万兆，即10Gb/s。

 

QSFP+ 光模块

传输速率为40G和100G。

 

CFP、CFP2、CFP4 光模块

传输速率为100G。

 

DAC 高速线缆

线缆材质铜，传输速率为10G、40G和100G。

 

AOC 高速光缆

传输介质为光纤，传输速率为10G、40G和100G。

 

光模块的重要参数

 

工作波长

1） 850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）；

2） 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)；

3） 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)；

4） CWDM (1270-1610每间隔20nm一个波段共18个波段)；

5） DWDM （分L波段与C波段)L波段从1610.06~1564.68每间隔0.8nm一个波段共54个；C波段从1563.86~1530.33每间隔0.8nm一个波段共45个；

 

传输速率

指每秒钟传输数据的比特数（bit），单位bps，目前常用: 155Mbps、625Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps、25Gbps、40Gbps、100Gbps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，10G光模块也称10GE（万兆）光模块。此外，在光纤存储系统（SAN）中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。目前25G、40G、100G已逐渐成为主流趋势。

 

传输距离

指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10km、20km、40km、80km和120km等等。

除以上主要参数外，光模块参数还有发功功率和接收灵敏度也是比较重要的。当光模块的收光低于接收灵敏度时，光模块无法完整接收到对段传过来的光信号，即开始出现丢包。方案设计时一般让光模块的收光大于其灵敏度3db，给其预留一定损耗空间，不易出现丢包。

 

光模块使用注意事项

 

光口问题

光链路上各处的损耗衰减都关系到传输的性能，因此要求：

 

A、选择符合入网标准的光纤连接器；

B、光纤连接器要有封帽，不使用时盖上封帽，避免光纤连接器污染而二次 污染光模块光口；

封帽不使用时应放在防尘干净处保存；

C、光纤连接器插入是水平对准光口，避免端面和套筒划伤

D、光模块光口避免长时间暴露，不使用时加盖光口塞；光口塞不使用时储存在防尘干净处；

E、光纤连接器的端面保持清洁，避免划伤；

 

收光问题

光模块有一定的收光范围，过强的光功率会烧坏光模块，10公里以上的光模块都应避免直接对连，需要在链路加一定的衰减。

 

散热问题

光模块使用时因为波长和不同的交换机的原因，会不断产生热量，温度升高，一定要注意散热，尽量使光模块温度不超过60摄氏度。

 

光模块应用场景

电信市场主要应用于基站/PON/WDM/OTN/交换机/路由器等设备; 数据中心市场主要应用服务器/架顶交换机/核心交换机等设备

光模块产业链

 

(1)上游：从产业链看，光芯片、电芯片和相关光组件(主要指陶瓷管套、光收发接口、光纤适配器等)组成光模块产业链的上游。通过组装，光电芯片和各种光组件组合为有源、无源光器件(分路器，激光器，探测器等)。

 

(2)中游：多种光器件封装成为的光模块是产业链上的中游，其下游一般为光通信设备商、电信运营商和数据中心及云服务提供商等

 

(3)下游：产业链下游为电信和数通市场，双市场需求拉动光器件行业景气度。下客户主要为电信设备商和数据中心厂商，近期有云厂商与运营商开始直接集采光模块。电信领域采购模块的是设备商如华为、中兴、烽火、诺基亚等，设备商采购光模块制成完整设备再向下游电信运营商出售。数通市场采购者是互联网公司 Google、Amazon、思科、阿里巴巴、腾讯等云计算巨头。

 

光模块的细分市场有哪些

 

(1)Ethernet(以太网)：主要应用于局域网中，通过发送与接收数据信号将网络硬件设备连接起来。应用场景包括小型办公室到超大规模数据中心等。

 

(2)Fibre Chanel(光纤通道)：主要用于数据中心的光纤通道存储网络链接中

 

(3)Optical Interconnects(光互联)：使用了WDM传输技术的IP网，用于IP包的传输。 电信市场

 

(4)CWDM粗波分复用器/DWDM：密集波分复用器用于2km~10km的场景，可用于数据中心内部交换机互连以及5G网络前传和回传。

 

(5)Wireless Fronthaul(移动前传)：应用于移动基站中基带单元BBU和远端射频单元RRU之间的网络。

 

(6)Wireless Backhaul(移动回传)：应用于移动基站中基带单元BBU到S-G W/MME之间的网络。

 

(7)FTTx(光纤接入)：FTTx：Fiber to the X，x可以是到家庭H，到大楼B，到路边C等。实现FTTx的技术有PON,EPON,GPON等，用于连接电信运营商和终端用户。