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常见的几种光模块类型
时间: 2018-09-27 08:52  来源: 未知  作者: 昊群计算机

光模块实际上是Transceiver(光收发一体模块),它的主要功能是实现光电/电光变换,常见的光模块有:SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。下面昊群小编为大家介绍几种常见的光模块类型。

 

光模块

 

SFF

SFF是Small Form. Factor的简称,或称为小封装技术。SFF光模块是最早期光模块产品,主要业务速率在2.5Gbps及以下,其电接口有两种规格:10pin和20pin,两种版本的主要数据信号接口是一致的。20pin版本的模块提供额外的管脚用于数据信号之外的时钟信号恢复,激光器监视和告警监视功能。SFF的尺寸要比SFP小,并且是以插针的形式焊接到主板上的。

 

 

SFP

SFP是Small Form-factor Pluggables的简称,即小封装可插拔光模块。SFP可以看成是SFF的可插拔版本,它的电接口是20pin金手指,数据信号接口与SFF模块基本相同。

SFP模块还提供I2C控制接口,兼容SFP-8472标准的光接口诊断。SFF和SFP都不包含SerDes部分,只提供一个串行的数据接口,将CDR和电色散补偿放在了模块外面,从而使小尺寸、小功耗称为可能。由于受散热限制,SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距离、短距离和中距离应用。

 

 

GBIC

GBIC是Gigabit Interface Converter的缩写,即千兆接口转换器,是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC个头比较大,差不多是SFP体积的两倍,是通过插针焊接在PCB板上使用。

目前基本上被SFP取代。SFP模块在功能上与GBIC基本一致,也被有些交换机厂商称为小型化GBIC(Mini-GBIC)。

 

 

XFP

XFP是10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的简称,即10G 小封装可插拔光模块,电接口是30pin金手指。不同业务类型的模块可支持OC192/SMT-64 9.95Gbps,10Gigabit FC 10.5Gbps,G.709 10.7Gbps,10Gigabit Ethernet 10.3Gbps。

主要用于需要小型化及低成本10G解决方案。同SFF/SFP一样,XFP为了减小体积,将SerDes部分放在了光模块外部,XFP光收发器有一个串行10Gbps电接口,称为XFI,这个接口是用来连接外部SerDes器件的。

XFP是在XENPAK、X2、XPAK等4信道SerDes光收发模块的基础上发展而来的。XFP在XENPAK、X2、XPAK的基础上,完全去掉了SerDes,从而大大降低了功耗、体积和成本。

 

 

SFP+

SFP+跟SFP的外形一样,也是20pin金手指电接口,只是支持的最大速率比SFP高,达到与XFP同等的10Gbps。与XFP比较,SFP+内部没有CDR(时钟数据恢复)模块,所以SFP+的体积和功耗都比XFP小。SFP+一般只支持中短距离传输,暂时还没有支持ER(40km)和ZR(80km)的SFP+模块。

SFP+与XFP对比如下图所示:

光模块

光端口的模式共分两种:单模和多模。工程上要求单模口互连使用单模光纤,多模口互连使用多模光纤。多模光接口中心波长850nm,一般有部分在可见光的红光频段的能量。(可见光部分波长范围是:390~760nm,大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光)单模光接口的中心波长有两种:1310nm和1550nm,1310nm一般为短距、中距或长距接口,1550nm一般为长距、超长距接口。都在红外线频段,为不可见光。

单模有多种型号,中心波长在1310nm的单模口传输距离有10Km、30Km、40Km等,中心波长在1550nm的单模口传输距离有40Km、70Km、100Km等。实际传输距离取决于对应型号光模块的实际发射功率、光路上的传输衰减和光口的接收灵敏度。

多模口发射功率比单模口小,与GBIC或SFP的型号直接相关,一般在-9.5dBm到-4dBm之间;单模光口的范围一般在0dBm左右,一些超长距接口会高达+5dBm。多模口接收功率一般在-20dBm到0dBm之间;单模在-23 dBm到0dBm之间。最大可接收功率叫做过载光功率,最小可接收功率叫做接收灵敏度。工程上要求正常工作接收光功率小于过载光功率3-5dBm,大于接收灵敏度3-5dBm。一般来讲不管单模接口还是多模接口,实际接收功率在-5--15dBm之间算比较合理的工作范围。

单模有多种型号,中心波长在1310nm的单模口传输距离有10Km、30Km、40Km等,中心波长在1550nm的单模口传输距离有40Km、70Km、100Km等。实际传输距离取决于对应型号光模块的实际发射功率、光路上的传输衰减和光口的接收灵敏度。多模口发射功率比单模口小,与GBIC或SFP的型号直接相关,一般在-9.5dBm到-4dBm之间;单模光口的范围一般在0dBm左右,一些超长距接口会高达+5dBm。

多模口接收功率一般在-20dBm到0dBm之间;单模在-23 dBm到0dBm之间。最大可接收功率叫做过载光功率,最小可接收功率叫做接收灵敏度。

工程上要求正常工作接收光功率小于过载光功率3-5dBm,大于接收灵敏度3-5dBm。一般来讲不管单模接口还是多模接口,实际接收功率在-5--15dBm之间算比较合理的工作范围。

 

 光功率异常损耗的原因有:

 

1、光连接器未连接好。

 

2、光纤曲率半径过小,整个光路上的任何部分光纤转弯半径不能小于4cm。

 

3、光纤接头或光接口被污染。

 

4、工程上对光口及其互连的要求汇总

 

5、未使用的光接口要关闭发射端,处于shutdown状态。

 

6、单模口近距离尾纤互连,注意分析是否需要添加合适的光衰。

 

7、整个光路上的任何部分光纤转弯半径不能小于4cm。

 

8、未连接到光口的尾纤接头、未连接尾纤的光口一定要安装保护帽。

 

9、正常工作接收光功率小于过载光功率3-5dBm,大于接收灵敏度3-5dBm。

 

10、法兰盘引入的光功率衰减:每个接插件衰减应该小于0.3dBm。

 

11、光纤距离引入的光功率衰减:每公里光纤衰减应该小于0.8dBm。

 

12、 单模口互连使用单模光纤,多模口互连使用多模光纤。

 

13、无论是路由设备之间还是路由设备与传输设备之间,都要求直连口中心波长一致,不能一端是1310nm、另一端是1550nm。

 

 

 

下面结合H3C产品介绍一下端口问题的一般处理思路,常见的端口问题可分为端口报文异常和端口频繁UP/DOWN

 

 入端口报文异常的处理思路如下:

 

1、如果端口状态LINK DOWN,建议测试链路、调整端口工作模式。

 

2、如果通过display interface命令,端口入包统计不增加,同时对端出包统计也不增加,建议排查对端设备。

 

3、如果端口入包的错误统计频繁增加:

 

(1)建议测试链路,链路质量差或者线路光衰大会导致报文在传输过程中出错。

 

(2)通过display interface命令,查看两端端口的工作模式是否相同。

 

(3)排查对端设备。

 

(4)更换光模块。

 

 出端口报文异常的处理思路如下:

 

1、如果端口状态LINK DOWN,建议测试链路、调整端口工作模式。

 

2、通过display interface命令,查询对端的入包统计,如果overruns、ignored计数增加,建议排查对端设备,如果CRC、frame、throttles计数增加,建议测试链路,链路质量差或者线路光衰大会导致报文在传输过程中出错。

 

3、更换自身设备的光模块。

 

 接口频繁UP/DOWN的问题处理思路如下:

 

1、如果是光口,则通过查看光模块alarm信息来排查两者光模块以及中间光纤问题。对于H3C认证的光模块可以查看光模块diagnosis信息确认是否光功率处于光模块的临界值。

 

[H3C]display transceiver diagnosis interface G2/0/1

GigabitEthernet2/0/1 transceiver diagnostic information:

Current diagnostic parameters:

Temp.(℃) Voltage(V) Bias(mA) RX power(dBM) TX power(dBM)

40 3.34 1.13 -10.43 0.20

 

光模块光功率标准范围可以通过下面命令查看:

 

[H3C_hidecmd]_display transceiver interface G5/0/1

GigabitEthernet5/0/1 transceiver information:

Transceiver Type : 1000_BASE_LX_SFP

Connector Type : LC

Wavelength(nm) : 1310

Transfer Distance(km) : 10(9um)

Digital Diagnostic Monitoring : YES

Vendor Name : H3C

Ordering Name : SFP-GE-LX10-SM1310

Max. TX Power(dBm) : -3.0

Min. TX Power(dBm) : -9.5

Min. RX Power(dBm) : -20.0

Max. RX Power(dBm) : -3.0

Original Manufacturer : AGILENT

Part Number : HFCT-5710LP-H3C

Rev Number : N

Serial Number : AA05011023

Product Date : 08-03-01

 

2、如果是电口,则可能会在自协商情况下因为协商不稳定导致问题。这种情况下可以尝试设置强制速率双工。