认识交换机光模块

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1、认识交换机光模块一、光模块定义 光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成。 光电子器件包括发射和接收两部分。 发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激 光器（LD ）或发光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光 功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。 接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。 经前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信号一般为PECL电平。同时在 输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。二、光模块分类按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE, SDH应

2、用的 155M、 622M、 2.5G、 10G；按照封装分：1x9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP,各种封装见图16。1x9封装，焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用SC接口；SFF 封装，焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采用 LC 接口； GBIC 封装，热插拔千兆接口光模块，采用 SC 接口；SFP封装，热插拔小封装模块，目前最高数率可达4G,多采用LC接口； XENPAK 封装，应用在万兆以太网，采用 SC 接口；XFP 封装, 10G 光模块,可用在万兆以太网, SONET 等多种系统,多采用 LC 接口。按照激光类型分：LED、VCSEL、FP LD、D

3、FB LD;按照发射波长分： 850nm、 1310nm、 1550nm 等等；按照使用方式分：非热插拔（1x9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、 XFP）。三、光纤连接器的分类和主要规格参数 光纤连接器是在一段光纤的两头都安装上连接头，主要作光配线使用。按照光纤的类型分：单模光纤连接器（一般为G.652纤：光纤内径9um，外径125um）; 多模光纤连接器（一种是G.651纤其内径50um，外径125um;另一种 是内径62.5um，外径125um）；按照光纤连接器的连接头形式分： FC, SC, ST, LC, MU, MTRJ 等等,目前 常用的有FC, SC, ST

4、, LC,见图710。 图7、F比纤连找益谢SC尤纤连彼器I曲9、LC Jt-Ia 粘勺10. ST比纤逸性幣FC 型，最早由日本 NTT 研制。外部加强件采用金属套，紧固方式为螺丝扣。 测试设备和光端机选用该种接头较多。SC 型，由日本 NTT 公司开发的模塑插拔耦合式连接器。其外壳采用模塑工 艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形；插针由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属 开缝套管结构。紧固方式采用插拔销式，不需要旋转，光纤收发器选用该种接头 较多。LC型，朗讯公司设计的。套管外径为1.25mm，是通常采用的FC-SC、ST套 管外径 2.5mm 的一半。提高连接器的应用密度，多部分交换机光模块选用

5、该种 接头。按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC, SPC, UPC, APC; 按照光纤连接器的直径分：3,2,0.9。光纤连接器的性能主要有光学性能、互换性能、机械性能、环境性能和寿命。 其中最重要的是插入损耗和回波损耗这两个指标。针对常用的 SC, ST, FC, LC 连 接头,指标要求如下：插 K(dB)何彼损揪挹）PCSPCUPCAPC单模55孑60多揆S3351四、光模块主要参数1、光模块传输数率：百兆、千兆、 10GE 等等；2、光模块发射光功率和接收灵敏度。发射光功率指发射端的光强。接收灵敏度指可以探测到的光强度。两者都以 dBm 为单位,是影响传输距离的重要参数。光模块可

6、传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。损耗限制可以根据公式：损耗受限距离=（发射光功率-接收灵敏度）/光 纤衰减量 来估算。光纤衰减量和实际选用的光纤相关。一般目前的G.652光纤可以做到1310nm波段0.5dB/km, 1550nm波段 0.3dB/km 甚至更佳。50um 多模光纤在 850nm 波段 4dB/km, 1310nm 波段 2dB/km。对于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限,可以不作考虑。 常见的光模块规格：传输数率.笈射锻段传输使用）t纤穆暑传箍距离戸兆2km商兆J 31 Ojnn单模15kin百兆单模40klu戸兆155him单模80km卩兆850imi550

7、m千兆J310单模危模lGkm/ihnT兆155070ktu3、10GE 光模块遵循802. 3ae 的标准,传输的距离和选用光纤类型、光模 块光性能相关。如 10GS 传输距离的 300m 有如下条件：当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。五、光模块功能失效重要原因 光模块功能失效分为发射端失效和接收端失效,分析具体原因,最常出现 的问题集中在以下几个方面：1、光口污染和损伤由于光接口的污染和损伤引起光链路损耗变大，导致光链路不通。产生的原 因有：A、光模块光口暴露在环境中，光口有灰尘进入而污染；B、使用的光纤连接器端

8、面已经污染，光模块光口二次污染；C、带尾纤的光接头端面使用不当，端面划伤等；D、使用劣质的光纤连接器。2、 ESD 损伤ESD 是 ElectroStatic Discharge 缩写即静电放电，是一个上升时间可以 小于Ins （ 10亿分之一秒）甚至几百ps （ Ips = 10000亿分之一秒）的非常快的 过程，ESD可以产生几十Kv/m甚至更大的强电磁脉冲。静电会吸附灰尘，改变 线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命；ESD的瞬间电场或电流产生的热，使 元件受伤，短期仍能工作但寿命受到影响；甚至破坏元件的绝缘或导体，使元件 不能工作（完全破坏）。ESD是不可避免，除了提高电子元器件的抗ESD

9、能力， 重要的是正确使用，引起ESD损伤的因素有：A、环境干燥，易产生ESD；B、不正常的操作，如：非热插拔光模块带电操作；不做静电防护直接 用手接触光模块静电敏感的管脚；运输和存放过程中没有防静电包装；C、设备没有接地或者接地不良。六、光模块应用注意点1 、光口问题光链路上各处的损耗衰减都关系到传输的性能，因此要求：A、选择符合入网标准的光纤连接器；B、光纤连接器要有封帽，不使用时盖上封帽，避免光纤连接器污染而二次 污染光模块光口；封帽不使用时应放在防尘干净处保存；C、光纤连接器插入是水平对准光口，避免端面和套筒划伤；D、光模块光口避免长时间暴露，不使用时加盖光口塞；光口塞不使用时储 存在防

10、尘干净处；清洁光模块时根据光口类型选用合适的无尘棉棒（ SC 使用 02.5mm的无尘棉棒如NTT的14100400, LC和MTRJ使用01.25mm的无尘棉 棒如NTT的14100401）蘸上无水酒精插入光口内部，按同一方向旋转擦拭； 然后再用干燥的无尘棉棒插入器件光口，按同一方向旋转擦拭；E、光纤连接器的端面保持清洁，避免划伤；清洁端面时使用干燥无尘棉如: 小津产业株式会社的M- 3在手指未接触部分按如图9所示方法擦拭清洁，每次 擦拭不能在同一位臵；对脏污严重的接头，则将无尘棉浸无水酒精（不易过多）， 按相同方法进行擦拭清洁，并需更换另一干燥无尘棉按相同方法操作一次，保证 接头端面干燥，再进行测试；此类清洁方法需注意擦拭长度要足够，才能保证清 洁效果，并且不能在相同位臵重复擦拭；此类无尘棉每张可按图示方向擦拭4 次；场地不足时可将无尘棉放在手掌上，在手指未接触部分按如图 10 所示方法 在手掌部位进行擦拭清洁，每次擦拭不能在同一位臵；对脏污严重的接头，则将 无尘棉浸无水酒精（不易过多），按相同方法进行擦拭清洁，并需更换另一干燥 无尘棉按相同方法操作一次，保证接头端面干燥，再进行测试；此类清洁方法需 注意擦拭长度要足够，才能保证清洁效果，并且不能在相同位臵重复擦拭；此类 无尘棉每张可按图示方向擦拭 3 次；也可以使用清洁器.