光模块的基础知识
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
产品种类:产品照片
GBIC
SFP Transceiver
SFP+ Transceiver
XFP Transceiver
XENPAK Transceiver
X2 Transceiver
产品种类:安装密度
GBIC: SFF-8053 V5.5 SFP: INF-8074I XENPAK: XENPAK MSA 3.0 XFP: INF-8077 SFP+: SFF-8432 DOM: SFF-8472
下载:ftp:///sff
SFP/GBIC的产品结构
+A + NOISE - ( -A + NOISE )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;
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;
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/STM-16 2.488G OC48/STM-16 WITH FEC 2.67G OC192/STM-64 9.952G
对OMA有要求,10G产品的ER只有4-6db,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;
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
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1A/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;
产品种类—按照工作电压分类
SFP产品:都是统一使用3.3V的工作电压 GBIC产品:MSA上的要求是5V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3.3V给GBIC供电,减少功耗,所以,出现了5V/3.3V兼 容的需要 XENPAK/X2产品:有3.3V/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1.8V/3.3V/5V/-5.2V等供电;
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100M了
GE-100FX:LED TOSA(1310nm) 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
2对差分线 一发一收
I2C
低速逻辑信号
激光驱动芯片
SERIAL ID
DOM控制器
限幅放大器
TOSA ROSA
X2/XENPAK的产品结构
XAUI 4*3.125G MDIO通讯接口
其他低速信号
10G PHY 芯片
激光 驱动
控制器
A0的EEPROM
TOSA ROSA
XFP的产品结构
XFI 其他低速信号
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:10G 传输距离:15米
CABLE-SFP
传输介质: 高频差分线缆( 2对) 传输速率: 最高可以到10G 传输距离: 50cm-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10G以上;
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 …
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;
产品种类—协议组 II
以太网络: FE 125M GE 1.25G 10GE 10.3125G
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;
I2C
10G CDR
激光 驱动
TOSA ROSA
控制器
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;
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1G的模块是否可以用于155M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2.5G以上的产品不对ER提出要求,开始
也有的公司认为LH为10KM,LX为5KM,还有的,认为LH为80KM,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 10G的模块中:SR表示300米,LR表示10KM,ER表示40KM,ZR表示80KM
产品种类—按照激光器波长/类型分类
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15KM、LR1表示40KM、LR2表示80KM FE系列的模块:100FX表示2KM、100LX表示10KM,100EX表示40KM,100ZX 表示80KM; GE系列的模块:SX表示500米,LX表示5/10KM,ZX表示80KM,EZX 120KM;
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
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;
激光器的结构
接收器的结构
TO的结构
TO的结构II
单纤双向实现
D
U
单根光纤实现双向通信
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;
4 口 * 10G 8 口 * 10G 32口 * 10G
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 …
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
产品简介
光模块产品介绍
光模块的基本功能:光电转换
电信号
010110
光信号
010110
发射 接收
接收 发射
电信号
010110