[资料干货] 光模块基本原理概念

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galaxyYIN 发表于 2025-9-8 15:22 | 显示全部楼层 |阅读模式
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01
光模块基本概念
光模块是完成光电转换,以及电光转换功能的光电子期间,是光纤通信中的核心组成部分。
光模块主要由防尘帽、拉手扣、接收接口(Rx)、发送接口(Tx)、裙片、标签、壳体和接头八大部组成。
防尘帽
保护光纤接头、光纤适配器、光模块光接口和其他设备端口不被外部环境所污染,以及防止外力对其产生的损伤。
拉手扣
针对不同波段,拉手扣有其对应的不同色阶,用于方便拔插光模块。
接收接口(Rx)
光纤接收接口。
发送接口(Tx)
光纤发送接口。
裙片
作用于 SFP 封装的光模块,保证其和设备光接口之间良好的搭接。
标签
用于识别光模块关键参数及厂家等信息。
壳体
保护内部元器件,型号分为 1*9 外壳和 SFP 外壳。
接头
连接光模块和单板,为光模块供电,发挥传输信号等功能。
02
工作原理
光模块是完成光信号和电信号彼此之间相互转换的作用,实现光纤通信中的光电转换、以及电光转换功能,可分为以下三个过程:
      1、光传输,光信号通过光纤传输。
      2、在接收端,光模块将光信号转换为电信号。
      3、在发送端,光模块将电信号转换为光信号。
03
光模块关键性能参数
发送光功率
在正常工作条件下,光模块发送端光源输出的光功率(光的强度,单位 dBm)。
接收光功率
在一定的误码率条件下,光模块接收端接可以收到的平均光功率范围,过载光功率为上限值,能接收灵敏度的最大值为下限值。
过载光功率
即饱和光功率,是在一定的传输速率下,保持一定的误码率(BER=10-12)时接收端组件所能接收的最大输入平均光功率,如果输入光功率超过了这个过载光功率,一定几率上会对设备造成影响,因此在使用中尽量避免强光直射,防止超出过载光功率。
接收灵敏度最大值
在一定的传输速率下,保持一定的误码率(BER=10-12)时接收端组件所能接收的最小平均输入光功率,一般情况下,速率越高将会导致接收的灵敏度越差,因此最小接收光功率越大,其对光模块的接收端器件的要求也越加严格。
消光比
在全调制条件下激光器在发射全 “1” 码时的光功率 P1 与全 “0” 码时发射的光功率 P0 的比值,单位为 dB,消光比是衡量光模块质量的重要参数之一,因为光信号 “1” 电平和 “0” 电平相对幅度是靠消光比来表现的。
04
光模块种类
按波长分类‌:一般情况下,常见的波长包含 850nm、1310nm 和 1550nm 等。不同的光纤类型和传输距离,就需要选择使用波长与之对应的光模块
按传输速率分类‌:光模块可以分为 400GE、100GE、40GE、25GE、10GE、GE、FE 等不同速率,传输速率越高,光模块的结构也相对越复杂。
按封装方式分类‌:不同的传输需求,导致了光模块有不同的封装方式。常见的封装类型有 QSFP-DD、QSFP28、QSFP+、SFP28、SFP/eSFP、CXP、CFP 等。
按应用场景分类‌:单模光模块的中心波长一般为 1310nm 或 1550nm,适用于长距离、大容量的传输需求,而多模光模块的中心波长为 850nm,更适用于短距离、小容量的传输。
05
光模块的命名规则
为了了解光模块所包含的不同商家的全部信息,我们就需要了解光模块的命名规则,以下详细解释了光模块通用的命名规则。


06
光模块接口类型
SC 接口:
接口直径通常为 2.5mm,常用于局域网(LAN)和数据中心等场合。
LC 接口
接口直径通常为 1.25mm,比 SC 接口更小,因此在高密度光纤布线中更受欢迎。
ST 接口
接口直径为 3.5mm 比 SC 和 LC 接口更大,因此仍然在一些老旧的光纤网络中发挥作用。
ST 接口
接口直径为 3.5mm 比 SC 和 LC 接口更大,因此仍然在一些老旧的光纤网络中发挥作用。
FC 接口
接口直接为 2.5mm,比 ST 接口稍小,为了保证连接的稳定性,因此 FC 接口的接头常常采用螺纹固定。
MTP/MPO 接口
通常应用于数据中心和高性能的计算网络等,能够完成高效快速的光纤连接。
SFP、SFP+、QSFP + 等接口
支持不同的传输距离和传输速率,在交换机和路由器等网络设备中广泛应用。
07
光纤颜色的含义
黄色:单模光纤
橙色:多模 50/125um 光纤
红色:多模 62.5/125um 光纤
紫色:快速以太网专用光纤(100BASE-FX)
蓝色:千兆以太网专用光纤(1000BASE-SX)
绿色:告诉以太网专用光纤(10GBASE-SR)
灰色:光纤交换机、光端机等网络设备的配套光纤

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