光模塊基本原理

光收發(fā)一體模塊（Optical Transceiver）

光收發(fā)一體模塊是光通信的核心器件，完成對(duì)光信號(hào)的光-電/電-光轉(zhuǎn)換。由兩部分組成：接收部分和發(fā)射部分。接收部分實(shí)現(xiàn)光-電變換，發(fā)射部分實(shí)現(xiàn)電-光變換。

發(fā)射部分：

輸入一定碼率的電信號(hào)經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)芯片處理后驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號(hào)，其內(nèi)部帶有光功率自動(dòng)控制電路（APC），使輸出的光信號(hào)功率保持穩(wěn)定。

接收部分：

一定碼率的光信號(hào)輸入模塊后由光探測(cè)二極管轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號(hào)，輸出的信號(hào)一般為PECL電平。同時(shí)在輸入光功率小于一定值后會(huì)輸出一個(gè)告警信號(hào)。

光模塊的選用（主要參考依據(jù)）

1、光纖連接器的分類(lèi)和主要規(guī)格參數(shù)

光纖連接器是在一段光纖的兩頭都安裝上連接頭，主要作光配線使用。 按照光纖的類(lèi)型分：?jiǎn)文９饫w連接器（一般為G.652纖：光纖內(nèi)徑9um，外徑125um），多模光纖連接器

按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC。

按照光纖連接器連接頭內(nèi)插針端面分：PC，SPC，UPC，APC 按照光纖連接器的直徑分：Φ3，Φ2， Φ0.9。

光纖連接器的性能主要有光學(xué)性能、互換性能、機(jī)械性能、環(huán)境性能和壽命。其中最重要的是插入損耗和回波損耗這兩個(gè)指標(biāo)。

2、光模塊發(fā)射光功率和接收靈敏度

發(fā)射光功率指發(fā)射端的光強(qiáng)，接收靈敏度指可以探測(cè)到的光強(qiáng)度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸 距離的重要參數(shù)。光模塊可傳輸?shù)木嚯x主要受到損耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據(jù)公式：損耗受限距離＝（發(fā)射光功率-接收靈敏度）/光纖衰減量 來(lái)估算。光纖衰減量和實(shí)際選用的光纖相關(guān)。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對(duì)于百兆、千兆的光模塊色散受限遠(yuǎn)大于損耗受限，可以不作考慮。10GE光模塊遵循802.3ae的標(biāo)準(zhǔn)，傳輸?shù)木嚯x和選用光纖類(lèi)型、光模塊光性能相關(guān)。

光模塊的主要參數(shù)

1. 傳輸速率

傳輸速率指每秒傳輸比特?cái)?shù)，單位Mb/s 或Gb/s。主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和萬(wàn)兆。

2.傳輸距離

光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長(zhǎng)距三種。一般認(rèn)為2km 及以下的為短距離，10～20km 的為中距離，30km、40km 及以上的為長(zhǎng)距離。

光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因?yàn)楣庑盘?hào)在光纖中傳輸時(shí)會(huì)有一定的損耗和色散。

注意：

損耗是光在光纖中傳輸時(shí)，由于介質(zhì)的吸收散射以及泄漏導(dǎo)致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。

色散的產(chǎn)生主要是因?yàn)椴煌ㄩL(zhǎng)的電磁波在同一介質(zhì)中傳播時(shí)速度不等，從而造成光信號(hào)的不同波長(zhǎng)成分由于傳輸距離的累積而在不同的時(shí)間到達(dá)接收端，導(dǎo)致脈沖展寬，進(jìn)而無(wú)法分辨信號(hào)值。

因此，用戶需要根據(jù)自己的實(shí)際組網(wǎng)情況選擇合適的光模塊，以滿足不同的傳輸距離要求。

3.中心波長(zhǎng)

中心波長(zhǎng)指光信號(hào)傳輸所使用的光波段。目前常用的光模塊的中心波長(zhǎng)主要有三種：850nm 波段、1310nm 波段以及1550nm 波段。

850nm 波段：多用于≤2km短距離傳輸

1310nm 和1550nm 波段：多用于中長(zhǎng)距離傳輸，2km以上的傳輸。