技術(shù)支持

標準協(xié)議光模塊

兼容協(xié)議光模塊

其它種類(lèi)光器件

技術(shù)支持

光模塊類(lèi)型

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Description

jrpp

 

光模塊,英文原稱(chēng)是optical module。它包括光接受模塊、光發(fā)送模塊、光收發(fā)一體模塊、光轉發(fā)模塊等。
         Transponder(光轉發(fā)器):除了具有光電變換功能外,還集成了很多的信號處理功能,如:MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及監控等功能。常見(jiàn)的Transponder 有:200/300pin MSA,XENPAK,以及X2/XPAK 等。
        Transceiver(光收發(fā)一體模塊):主要功能是實(shí)現光電/電光變換,常見(jiàn)的有:SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。  

 

        1).SFF
        SFF是Small Form. Factor的簡(jiǎn)稱(chēng),英特爾將其稱(chēng)為小封裝技術(shù)。SFF光模塊是最早期光模塊產(chǎn)品,主要業(yè)務(wù)速率在2.5Gbps及以下,其電接口有兩種規格:10pin和20pin,兩種版本的主要數據信號接口是一致的。20pin版本的模塊提供額外的管腳用于數據信號之外的時(shí)鐘信號恢復,激光器監視和告警監視功能。SFF的尺寸要比SFP小,并且是以插針的形式焊接到主板上的。
        2).SFP
        SFP 是Small Form-factor Pluggables的簡(jiǎn)稱(chēng),即小封裝可插拔光模塊。SFP可以看成是SFF的可插拔版本,它的電電接口是20pin金手指,數據信號接口與SFF模塊基本相同。
SFP模塊還提供I2C控制接口,兼容SFP-8472標準的光接口診斷。SFF和SFP都不包含SerDes部分,只提供一個(gè)串行的數據接口,將CDR和電色散補償放在了模塊外面,從而使小尺寸、小功耗稱(chēng)為可能。由于受散熱限制,SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距離、短距離和中距離應用。
        3).GBIC
        GBIC是Gigabit Interface Converter的縮寫(xiě),即千兆接口轉換器,是將千兆位電信號轉換為光信號的接口器件。GBIC個(gè)頭比較大,差不多是SFP體積的兩倍,是通過(guò)插針焊接在PCB板上使用。目前基本上被SFP取代。SFP模塊在功能上與GBIC基本一致,也被有些交換機廠(chǎng)商稱(chēng)為小型化GBIC(Mini-GBIC)。

 

        4).XFP
        XFP是10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的簡(jiǎn)稱(chēng),即10G 小封裝可插拔光模塊,電接口是30pin金手指。不同業(yè)務(wù)類(lèi)型的模塊可支持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解決方案。
    同SFF/SFP一樣,XFP為了減小體積,將SerDes部分放在了光模塊外部,XFP光收發(fā)器有一個(gè)串行10Gbps電接口,稱(chēng)為XFI,這個(gè)接口是用來(lái)連接外部SerDes器件的。
XFP是在XENPAK、X2、XPAK等4信道SerDes光收發(fā)模塊的基礎上發(fā)展而來(lái)的。XFP在XENPAK、X2、XPAK的基礎上,完全去掉了SerDes,從而大大降低了功耗、體積和成本。

 

         5).SFP+
          SFP+跟SFP的外形一樣,也是20pin金手指電接口,只是支持的最大速率比SFP高,達到與XFP同等的10Gbps。與XFP比較,SFP+內部沒(méi)有CDR(時(shí)鐘數據恢復)模塊,所以SFP+的體積和功耗都比XFP小。SFP+一般只支持中短距離傳輸,暫時(shí)還沒(méi)有支持ER(40km)和ZR(80km)的SFP+模塊。SFP+與XFP對比如下圖所示:
     
        6).300pin MSA
       300pin MSA是完備的光接口模塊,其特點(diǎn)是體積大,用散熱器型金屬外殼封裝,以利于散熱。該類(lèi)型光模塊支持10Gbps和40Gbps兩種規格。這兩種規格的光模塊電接口都工作在16個(gè)并行信道上,10G規格模塊的單信道電接口速率為622~669MHz,符合OFI的SFI4和IEEE的XSBI規范。40G規格模塊的單信道電接口速率為2.5G~3.125G,符合SFI5規范。該類(lèi)光模塊支持SONET/SDH和10G XSBI。遵循ITU-T G.691和G.693標準,傳輸距離從600m到80km。

 

        7).XENPAK
        XENPAK是4信道SerDes結構,通過(guò)70pin的SFP連接器與電路板連接,其數據通道是XAUI接口;Xenpak支持所有IEEE 802.3ae定義的光接口,在線(xiàn)路端可以提供10.3Gbps、9.95Gbps或4*3.125Gbps的速率。
    為了降低300pin MSA光模塊的成本,光模塊的電接口向兩個(gè)方向發(fā)展:4信道并行接口和10Gbps單通道串行接口,它們的代表者就是XENPAK和XFP。
         XENPAK是面向10G以太網(wǎng)的第一代光模塊,采用4*3.125G接口。XENPAK是從16信道并行XSBI過(guò)渡到4信道的XAUI的。XENPAK選用XAUI是因為它的管腳少,不需要時(shí)鐘,速率能達到3.125G,能立即用在標準CMOS電路中。而且通過(guò)XAUI的數據是自動(dòng)排列的,也就是說(shuō)SerDes器件自動(dòng)平衡使用4個(gè)信道。
         Xenpak光模塊安裝到電路板上時(shí)需要在電路板上開(kāi)槽,實(shí)現較復雜,無(wú)法實(shí)現高密度應用。

 

         8).XPAK/X2
    雖然與300pin MSA相比,XENPAK的體積已經(jīng)減小了很多,但是還是不夠理想。目前小型化是10G光模塊的一種趨勢,XPAK是XENPAK的直接改進(jìn)型,體積縮小一半,光接口、電接口與原來(lái)的保持一致。X2是安捷倫公司推出的一款跟XPAK很相似的產(chǎn)品,相比XPAK,它主要在導軌系統上做了改進(jìn)。
XPAK和X2都屬于過(guò)渡型產(chǎn)品。

 

         9). BIDI
         BiDi是Bidirectional的縮寫(xiě),即單纖雙向的意思。利用WDM技術(shù),發(fā)送和接收兩個(gè)方向使用不同的中心波長(cháng)。實(shí)現一根光纖雙向傳輸光信號。一般光模塊有兩個(gè)端口,TX為發(fā)射端口,RX為接收端口;而該光模塊只有1個(gè)端口,通過(guò)光模塊中的濾波器進(jìn)行濾波,同時(shí)完成1310nm光信號的發(fā)射和1550nm光信號的接收,或者相反。因此該模塊必須成對使用,他最大的優(yōu)勢就是節省光纖資源。
         BIDI 模塊必須成對使用,例如若一端使用了GACS-Bi1312-10,另外一端就必須使用GACS-Bi1512-10。

 

        10). CWDM
        CWDM 是Coarse Wavelength Division Multiplexing,稀疏波分復用器,也稱(chēng)粗波分復用器。與之對應的是DWDM,Dense Wavelength Division Multiplexing ,密集波分復用器,DWDM的價(jià)格比CWDM貴很多。
         CWDM光模塊采用CWDM 技術(shù),可以通過(guò)外接波分復用器,將不同波長(cháng)的光信號復合在一起,通過(guò)一根光纖進(jìn)行傳輸,從而節約光纖資源。同時(shí),接收端需要使用波分解復用器對復光信號進(jìn)行分解。如下圖所示:
   
    相對于DWDM系統中0.2nm到1.2nm的波長(cháng)間隔而言,CWDM具有更寬的波長(cháng)間隔,業(yè)界通行的標準波長(cháng)間隔為20nm。由于CWDM系統的波長(cháng)間隔寬,對激光器的技術(shù)指標要求較低。由于波長(cháng)間隔達到20nm,所以系統的最大波長(cháng)偏移可達-6.5℃~+6.5℃,激光器的發(fā)射波長(cháng)精度可放寬到±3nm,而且在工作溫度范圍(-5℃~70℃)內,溫度變化導致的波長(cháng)漂移仍然在容許范圍內,激光器無(wú)需溫度控制機制,所以激光器的結構大大簡(jiǎn)化,成品率提高。   
    另外,較大的波長(cháng)間隔意味著(zhù)光復用器/解復用器的結構大大簡(jiǎn)化。例如,CWDM系統的濾波器鍍膜層數可降為50層左右,而DWDM系統中的100GHz濾波器鍍膜層數約為150層,這導致成品率提高,成本下降,而且濾波器的供應商大大增加有利于競爭。CWDM濾波器的成本比DWDM濾波器的成本要少50%以上,而且隨著(zhù)自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)和批量的增大會(huì )進(jìn)一步降低。

 

    術(shù)語(yǔ)簡(jiǎn)介:

 

        ITU-T:
    ITU是Telecommunication Standardization Sector的縮寫(xiě),即國際電信聯(lián)盟的意思,ITU-T是國際電信聯(lián)盟管理下的專(zhuān)門(mén)制定遠程通信相關(guān)國際標準的組織。該機構創(chuàng )建于1993年,前身是國際電報電話(huà)咨詢(xún)委員會(huì )(CCITT 是法語(yǔ)Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique的縮寫(xiě), 英文是International Telegraph and Telephone Consultative Committee),總部設在瑞士 日內瓦。

 

    OIF:
    OIF是Optical Internet Forum的縮寫(xiě),即光網(wǎng)絡(luò )論壇的意思,是由制造商、電信業(yè)務(wù)運營(yíng)商發(fā)起的一個(gè)開(kāi)放性論壇。主要目標是促使可互聯(lián)和兼容的低成本光網(wǎng)絡(luò )設備的開(kāi)發(fā)。

 

    MSA:
    MSA是Multi-Source Agreement的縮寫(xiě),即多元協(xié)議的意思。是由業(yè)界光模塊制造商建立的一個(gè)非贏(yíng)利性組織。它為光收發(fā)器件規定了外形尺寸,并參考了OIF和ITU標準。

 

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