光纤模块的作用和分类、工作原理及其未来的发展趋势 / 五连击生活

在传统的网络中一般采用网线，或者同轴线。他们所能提供的通讯带宽及信号质量已经不能满足客户日益增长的需求。

而目前光纤网络拥有稳定，高速，高容量，无干扰等特点。因此光纤网络时代的到来，让光纤交换机，SDH设备，光纤收发器，光端机等光电转换设备也发展很快。

那么在这些在光传输设备工作的过程中，需要使用光纤模块来将电信号通过激光驱动器及激光器转成光信号，再通过光纤进行远距离传输，光信号到达对端的时候，再通过光纤接收器(Pin-Tia或者APD等)将光信号转成电信号。

光纤模块作为一种配件和材料在光传输设备中一直是最重要的器件之一。因此选择好的光纤模块对于整个光纤设备，以至于光纤系统来说都十分重要。

光纤模块的分类

按照速率分：以太网应用的100Base(百兆)、1000Base(千兆)、10GESDH应用的155M、622M、2.5G、10G

按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，

1×9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。SF(SmallFormFactor)小封装光模块采用了先进的精密光学及电路集成工艺，尺寸只有普通双工SC(1X9)型光纤收发模块的一半，在同样空间可以增加一倍的光端口数。

GBIC封装--热插拔千兆接口光模块，采用SC接口。GBICGigaBitrateInterfaceConverter的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。

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。SFPSMALLFORMPLUGGABLE的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。

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

光纤模块的原理

光纤模块由光电子器件,作用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：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: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

光检测器:把来自光纤的光信号还原成电信号,经放大,整形,再生恢复原形后输入到电端机的接收。

光纤模块的发展趋势

1.小型化

光收发模块作为光纤接入网的核心器件推动了干线光传输系统向低成本方向发展，使得光网络的配置更加完备合理。传统的激光器和探测器分离的光纤模块，已经很难适应现代通信设备的要求。为了适应通信设备对光器件的要求，光纤模块正向高度集成的小封装发展。

2.低成本、低功耗

通信设备的体积越来越小，接口板包含的接口密度越来越高，要求光电器件向低成本、低功耗的方向发展。目前光器件一般均采用混合集成工艺和气密封装工艺，下一步的发展将是非气密的封装，需要依靠无源光耦合(非X-Y-Z方向的调整)等技术进一步提高自动化生产程度，降低成本。尤其是处理高速、小信号、高增益的前置放大器采用的是GaAs工艺和技术，SiGe技术的发展，使得这类芯片的成品率及制造成本得到很好的控制，同时可进一步降低功耗。

3.高速率

人们对信息量要求越来越多，对信息传递速率要求越来越快，作为现代信息交换、处理和传输主要支柱的光通信网，一直不断向超高频、超高速和超大容量发展，传输速率越高、容量越大，传送每个信息的成本就越来越小。长途大容量方面当前的热点是10Gbit/s和40Gbit/s。从现阶段电路技术来说，40Gbit/s已接近“电子瓶颈”的极限。速率再高，引起的信号损耗、功率耗散、电磁辐射(干扰)和阻抗匹配等问题难以解决，即使解决，则要花费非常大的代价。

4.远距离

光纤模块的另一个发展方向是远距离。如今的光网络铺设距离越来越远，这要求远程收发器来和之匹配。典型的远程收发器信号在未经放大的条件下至少能传输100公里，其目的主要是省掉昂贵的光放大器，降低光通讯的成本。

5.热插拔

未来的光纤模块必须支持热插拔，即无需切断电源，模块即可以和设备连接或断开，由于光纤模块是热插拔式的，网络管理人员无需关闭网络就可升级和扩展系统，对在线用户不会造成什么影响。热插拔性也简化了总的维护工作，并使得最终用户能够更好地管理他们的收发模块。同时，由于这种热交换性能，该模块可使网络管理人员能够根据网络升级要求，对收发成本、链路距离以及所有的网络拓扑进行总体规划，而无需对系统板进行全部替换。

光纤模块的作用和分类、工作原理及其未来的发展趋势

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