光模块 | 小身材有大作用
光模块 | 小身材有大作用
光模块体积虽小，但是在数据中心里的作用却不能被忽视，如果没有它，无论什么数据中心都将无法运行;尤其是在数据中心对带宽要求越来越高的今天，光模块在一定程度上甚至已经制约了数据中心的发展。
什么是光模块?
光模块(optical module)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;光模块的作用就是发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。
光模块的工作原理
光模块工作在OS模型的物理层，是光纤通信系统中的核心器件之一;它主要由光电子器件(光发射器、光接收器)、功能电路和光接口等部分组成
主要作用就是实现光纤通信中的光电转换和电光转换功能;光模块的工作原理如图所示。
发送接口输入一定码率的电信号，经过内部的驱动芯片处理后由驱动半导体激光器(LD)或者发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号通过光纤传输后，接收接口再把光信号由光探测二极管转换成电信号，并经过前置放大器后输出相应码率的电信号。
光模块的外观结构
光模块的种类多种多样，外观结构也不尽相同，但是其基本组成结构都包含以下几部分，如图光模块的外观结构(以SFP封装举例说明)所示。
光模块的关键性能指标(如何衡量光模块的性能指标呢?)
光模块发送端
1/
平均发射光功率是指光模块在正常工作条件下发射端光源输出的光功率，可以理解为光的强度;发射光功率和所发送的数据信号中“1”占的比例相关，“1”越多，光功率也越大;当发送机发送伪随机序列信号时，"1”和"O”大致各占一半，这时测试得到的功率就是平均发射光功率，单位为W或mW或dBm;
其中W或mW为线性单位，dBm为对数单位。在通信中，我们通常使用dBm来表示光功率。
2/
消光比是指全调制条件下激光器在发射全“1”码时的平均光功率与全“0”码时发射的平均光功率比值的最小值，单位为dB;我们在将电信号转换为光信号时，是由光模块发射部分的激光器按照输入的电信号的码率来转换成光信号的;全“1"码时的平均光功率即表示激光器发光的平均功率，全“O"码时的平均光功率即表示激光器不发光的平均功率，消光比即表征O、1信号的区别能力因此消光比可以看做一种激光器运行效率的衡量。消光比典型的最小值范围为8.2dB到10dB。
3/
在发射光谱中，连接50%最大幅度值线段的中点所对应的波长。不同种美的激光器或同一种美的两个激光器，由于工艺、生产等原因都会有中心波长的差异，即使同一激光器在不同条件下也可能会有不同的中心波长。一般，光器件和光模块的制造商，提供给用户一个参数，即中心波长(如850nm)这个参数一般会是一个范围。目前常用的光模块的中心波长主要有三种:850nm波段、1310nm波段以及1550nm波段。为什么定义在这三个波段呢?这与光信号的传输介质光纤损耗有关。通过不断研究实验，人们发现光纤损耗通常随波长加长而减小，850nm损耗较少，900~1300nm损耗又变高了;而1310nm又变低，1550nm损耗最低，1650nm以上的损耗趋向加大。所以850nm就是所谓的短波长窗口，1310nm 和1550nm就是长波长窗口。
光模块接收端
1/
饱和光功率，是指光模块在一定的误码率(BER=10-12)条件下，接收端组件所能接收的最大输入平均光功率;单位是dBm。
需要江意的是，光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象，当出现此现象后，探测器需要一定的时间恢复，此时接收灵敏度下降，接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象。
简单的说，输入光功率超过的了这个过载光功率，可能就会对设备造成损害，在使用操作中应尽量避免强光照射，防止超出过载光功率。
2/
接收灵敏度是指光模块在一定的误码率(BER=10-12)条件下，接收端组件所能接收的最小平均输入光功率;如果发射光功率指的发送端的光强度，那么接收灵敏度指的就是光模块可以探测到的光强度;单位是dBm。一般情况下，速率越高接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高。
3/
接收光功率是指光模块在一定的误码率(BER=10-12)条件下，接收端组件所能接收的平均光功率范围。单位是dBm;接收光功率的上限值为过载光功率，下限值为接收灵敏度的最大值。
综合性能指标
接口速率:光器件所能承载的无误码传输的最大电信号速率，以太网标准规定的有:125Mbit/s、1.25Gbit/s、10.3125Gbi/s、41.25Gbits。
华瑞高光模块产品可以提供给你更多选择:
1、10G光模块的类型
10G光模块是一种用于传输速率为10Gbps的光纤模块。10G光模块可以通过光纤介质传输数据，实现高带宽和远距离的数据传输;
10G光模块通常采用标准化的封装和接口，以便与网络设备(如交换机、路由器、服务器等)进行连接。
2、40G光模块的类型
40G光模块是指传输速率为40Gbps的光纤模块，QSFP+和CFP是其主要的封装形式，而40GQSFP+光模块是其中应用比较广泛的一种。
3、100G光模块的类型
100G光模块是一种用于传输速率为100Gbps的光纤模块。它是用于实现超高带宽和高速数据传输的关键组件;
根据封装方式不同，100G光横块主要有CFP2、CFP4和QSFP28,100G QSFP28光横块的原理与40GQSFP+光横块的类似，采用4通道全双工方式进行数据传输。
4、 SFP(SmallForm-Factor Pluggable)
SFP光模块是一种热插拔光模块，其尺寸相对较小，适用于传输速率低于或等于1Gbps的应用;它支持多种光纤类型，包括多模和单模光纤，以及不同的传输距离要求。SFP模块体积比GBIC模块减少一半，只有大拇指大小;可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数;SFP模块的其他功能基本和GBIC一致，有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC(MINl-GBIC)。
SFP+和SFP的区别
1、SFP和SFP+外观尺寸相同;
2、SFP协议规范:IEEE802.3、SFF-8472;
SFP+和XFP
1、SFP+和XFP都是10G的光纤模块，且与其它类型的10G模块可以互通;
2、因为体积更小SFP+将信号调制功能，串行/解串器、MAC、时钟和数据恢复(CDR),以及电子色散补偿(EDC)功能从模块移到主板卡上;
3、XFP遵从的协议:XFPMSA协议;
4、SFP+遵从的协议:IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432;
5、SFP+是更主流的设计。
