原创光模块的基本知识和简介—初学者的解密

 2010-1-15 15:37  2703 1 1 分类: 通信

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光模块用于光信号的传输，传输媒质为光纤。光纤传输方式损耗低，传输距离远，在长距离传输方面具有很强的优势。H3C低端系列以太网交换机支持多款不同规格的光模块，用户可以根据自己的需要选择合适的光模块，通过光纤进行数据传输。

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）。H3C低端系列以太网交换机主要支持Transceiver和Transponder两种光模块。
    1. Transceiver（光收发一体模块）
       Transceiver的主要功能是实现光电/电光变换，包括光功率控制、调制发送，信号探测、IV转换以及限幅放大判决再生功能，此外还有些防伪信息查询、TX-disable等功能，常见的有：SIP9、SFF、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。
1.2.2  传输速率（Data Rate）
      传输速率指每秒传输比特数，单位Mb/s或Gb/s。H3C低端系列以太网交换机所支持光模块主要提供以下三种级别的传输速率：百兆、千兆和10G。
1.2.3  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。

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。因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。
1.2.4 中心波长
中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模块的中心波长主要有三种：850nm波段、1310nm波段以及1550nm波段。

850nm波段：多用于短距离传输

1310nm和1550nm波段：多用于中长距离传输

1.2.5 光纤类型

1. 光纤模式（Fiber Mode）
按光在光纤中的传输模式可将光纤分为单模光纤和多模光纤两种。

多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关，具体关系请参见

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. 光纤直径
光纤直径一般采用纤芯直径/包层直径的表示方法，单位μm。例如：9/125μm表示光纤中心纤芯直径为9μm，光纤包层直径为125μm。
H3C低端系列以太网交换机推荐使用的光纤直径如下：

G.652常规单模光纤：9/125μm

常规多模光纤：62.5/125μm

G.651多模光纤：50/125μm（多模VCSEL激光器选用）

1.2.6 接口连接器类型

（1） GBIC
Cisco GBIC（GigaStack Gigabit Interface Converter）是一个通用的、低成本的千兆位以太网堆叠模块，可提供Cisco交换机间的高速连接，既可建立高密度端口的堆叠，又可实现与服务器或千兆位主干的连接，为快速以太网向千兆以太网的过渡，提供了廉价的、高性能的选择方案。此外，借助于光纤，还可实现与远程高速主干网络的连接。GBIC模块分为两大类，一是普通级联使用的GBIC模块，二是堆叠专用的GBIC模块。
● 级联GBIC模块
级联使用的GBIC模块分为4种，一是1000Base-T GBIC模块（如图1所示），适用于超五类或六类双绞线，最长传输距离为100米；二是1000Base-SX GBIC模块（如图2所示），适用于多模多纤（MMF），最长传输距离为500米；三是1000Base-LX/LH GBIC模块，适用于单模光纤（SMF），最长传输距离为10千米；四是1000Base-ZX GBIC，适用于长波单模光纤，最长传输距离为70千米~100千米。
图1 1000Base-T GBIC模块

图2 1000Base-SX GBIC模块
GBIC模块安装于千兆以太网模块的GBIC插槽中，用于提供与其他交换机和服务器的千兆位连接。所示为安装在Cisco Catalyst 4006千兆以太网模块中的GBIC。
● 堆叠GBIC模块
堆叠GBIC模块用于实现交换机之间的廉价千兆连接。所示为适用于Cisco Catalyst 2950/3550的GigaStack GBIC堆叠模块。需要注意的是，GigaStack GBIC专门用于交换机之间的千兆位堆叠，GigaStack GBIC之间的连接采用专门的堆叠电缆。

（2）SFP
SFP（Small Form-factor Pluggables）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，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口数量。由于SFP模块在功能上与GBIC基本一致，因此，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC（Mini-GBIC）。