一文掌握光模塊知識(shí)，成為網(wǎng)絡(luò)工程師的必備技能
在這個(gè)信息爆炸的時(shí)代，數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成為我們生活中不可或缺的一部分。而在眾多的數(shù)據(jù)傳輸方式中，光纖通信以其高速、高帶寬、低損耗的特點(diǎn)，成為了現(xiàn)代通信的主流。而在這個(gè)光纖通信的背后，有一個(gè)神奇的器件在默默地發(fā)揮著作用，那就是光模塊。那么，光模塊究竟是什么呢？它又是如何工作的呢？本文將為您揭開光模塊的神秘面紗。
光模塊的組成結(jié)構(gòu)
光模塊，英文名叫Optical Module。Optical，意思是“視力的，視覺的，光學(xué)的”。
準(zhǔn)確來說，光模塊是多種模塊類別的統(tǒng)稱，具體包括：光接收模塊，光發(fā)送模塊，光收發(fā)一體模塊和光轉(zhuǎn)發(fā)模塊等。
現(xiàn)今我們通常所說的光模塊，一般是指光收發(fā)一體模塊。
光模塊主要負(fù)責(zé)物理層的工作，這是OSI模型中的基礎(chǔ)層次。其主要功能是執(zhí)行光電轉(zhuǎn)換，這是一種基本的數(shù)據(jù)傳輸過程。具體來說，光模塊能夠?qū)⒐庑盘?hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，反之亦然。這種轉(zhuǎn)換過程在許多現(xiàn)代通信系統(tǒng)中都起著至關(guān)重要的作用。
雖然看似簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)過程的技術(shù)含量并不低。
一個(gè)光模塊，通常由光發(fā)射器件（TOSA，含激光器）、光接收器件（ROSA，含光探測(cè)器）、功能電路和光（電）接口等部分組成。
- 光接收組件TOSA : 激光器、金屬結(jié)構(gòu)件和陶瓷插芯等
- 光接收組件ROSA：PIN或APD檢測(cè)器、前置放大器機(jī)其他結(jié)構(gòu)件
- 光發(fā)射接收組件BOSA：激光器、檢測(cè)器、光學(xué)濾波片，金屬件、陶瓷套管和插芯
光模塊的封裝
光模塊的封裝方式有很多種，其中最常見的有SFP、SFP+、XFP、QSFP+、QSFP28等。
光模塊封裝的作用是將電芯片和光收發(fā)組件焊接到PCB板上組成光模塊，同時(shí)保護(hù)電芯片和光收發(fā)組件，使其具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。
光模塊的應(yīng)用場(chǎng)景確實(shí)非常多樣，這也是導(dǎo)致封裝標(biāo)準(zhǔn)多樣化的一個(gè)重要原因。不同的傳輸距離、帶寬需求和使用場(chǎng)所，都需要使用不同類型的光纖和光模塊
簡(jiǎn)單羅列了一下包括封裝在內(nèi)的光模塊分類方式，如下表所示：
GBIC
GBIC，就是Giga Bitrate Interface Converter（千兆接口轉(zhuǎn)換器）。
在2000年之前，GBIC是最流行的光模塊封裝，也是應(yīng)用最廣泛的千兆模塊形態(tài)。
SFP
因?yàn)镚BIC的體積比較大，后來，SFP出現(xiàn)，開始取代GBIC的位置。
SFP，全稱Small Form-factor Pluggable，即小型可熱插拔光模塊。它的小，就是相對(duì)GBIC封裝來說的。
SFP的體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。在功能上，兩者差別不大，都支持熱插拔。SFP支持最大帶寬是4Gbps。
XFP
XFP，是10-Gigabit Small?Form-factor?Pluggable，一看就懂，就是萬兆SFP。
XFP采用一條XFI（10Gb串行接口）連接的全速單通道串行模塊，可替代Xenpak及其派生產(chǎn)品。
SFP+
SFP+，它和XFP一樣是10G的光模塊。
SFP+的尺寸和SFP一致，比XFP更緊湊（縮小了30%左右），功耗也更?。p少了一些信號(hào)控制功能）。
SFP28
速率達(dá)到25Gbps的SFP，主要是因?yàn)楫?dāng)時(shí)40G和100G光模塊價(jià)格太貴，所以搞了這么個(gè)折衷過渡方案。
光模塊關(guān)鍵參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)
光模塊的關(guān)鍵性能指標(biāo)包括：發(fā)送光功率、接收光功率、接收靈敏度、消光比和過載光功率等
- 發(fā)送光功率：指光模塊在正常工作條件下發(fā)送端光源輸出的光功率，可以理解為光的強(qiáng)度，單位為W或mW或dBm。其中W或mW為線性單位，dBm為對(duì)數(shù)單位。在通信中，我們通常使用dBm來表示光功率，0dBm的光功率對(duì)應(yīng)1mW。
- 接收光功率: 指光模塊在一定的誤碼率（BER=10-12）條件下，接收端組件能接收的平均光功率范圍。上限值為過載光功率，下限值為接收靈敏度最大值。
- 過載光功率： 又稱飽和光功率，指的是在一定的傳輸速率下，維持一定的誤碼率（BER=10-12）時(shí)接收端組件所能接收的最大輸入平均光功率，單位：dBm。
- 接收靈敏度：指的是在一定的傳輸速率下，維持一定的誤碼率（BER=10-12）時(shí)接收端組件所能接收的最小平均輸入光功率，單位：dBm。
光模塊是怎么命名
每一種光模塊廠商都有自己的命名規(guī)則，有些廠商的產(chǎn)品型號(hào)直接可以看出該模塊的一些基本信息，例如：SFP-GE-MM-850-SR。其中，SFP表示光模塊的封裝類型為SFP；GE表示光模塊的傳輸速率為1G；MM表示光模塊連接距離為多模；850表示光模塊的發(fā)射光功率為850mW；SR表示該模塊是熱插拔式的。
交換機(jī)上查看光模塊信息示例
華為設(shè)備接口光模塊信息： 執(zhí)行命令display transceiver [ interface interface-type interface-number | slot slot-id ] [ verbose ]，查看設(shè)備接口上的光模塊信息。
100GE1/0/0 transceiver information:
-------------------------------------------------------------------
Common information:
Transceiver Type :100GBASE_CWDM4
Connector Type :LC
Wavelength (nm) :1301
Transfer Distance (m) :2000(9um/125um SMF)
Digital Diagnostic Monitoring :YES
Vendor Name :XXX
Vendor Part Number :XXXX
Ordering Name :
-------------------------------------------------------------------
Manufacture information:
Manu. Serial Number :XXXXX
Manufacturing Date :2017-11-2+08:00
Vendor Name :FINISAR CORP.
-------------------------------------------------------------------
Alarm information:
Non-Huawei-Ethernet-Switch-Certified Transceiver
-------------------------------------------------------------------
Diagnostic information:
Temperature (Celsius) :38.64
Voltage (V) :3.25
Bias Current (mA) :40.23|36.02 (Lane0|Lane1)
36.68|36.97 (Lane2|Lane3)
Bias High Threshold (mA) :55.00
Bias Low Threshold (mA) :25.00
Current RX Power (dBm) :-1.05|-1.02 (Lane0|Lane1)
0.14|0.01 (Lane2|Lane3)
Default RX Power High Threshold (dBm) :3.50
Default RX Power Low Threshold (dBm) :-16.00
Current TX Power (dBm) :0.72|-0.14 (Lane0|Lane1)
-0.48|0.55 (Lane2|Lane3)
Default TX Power High Threshold (dBm) :5.50
Default TX Power Low Threshold (dBm) :-8.00
-------------------------------------------------------------------個(gè)別參數(shù)詳細(xì)說明：
