⽬录
*在本⽂中，第⼀⾄四节，概念等理论基础；第五⾄七节，选购与故障处理等实践知识。
*本⽂中的光模块⽅向为GPON光模块。
第⼀节光模块简介
在光通信⽹络中，光模块是光纤通信系统中的核⼼器件，是交换机与设备之间传输的载体。主要⽤于光⽹络通信设备上如汇聚交换机、核⼼路由器、OLT、DSLAM等设备的光接⼝，如：数据通讯、电脑视频、⽆线语⾳通信等光纤⽹络的主⼲⽹。 光模块是⼀个功能模块，是进⾏光电和电光转换的光电⼦配件，是光收发⼀体模块（Optical Transceiver）。光模块的主要作⽤是发送端把设备的电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为设备的电信号，实现光电信号的转换。
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，接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。
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（APC），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。
A. 光模块不能单独使⽤的⽆源设备，只有插在带光模块插槽的设备⾥使⽤；
B. 光模块本⾝可以简化⽹络，减少故障点；
C. 光模块⽀持热插拔，配置相对灵活；
D. 光模块相对稳定，不易损坏；
E. 光模块波长和传输距离必须保持⼀致，⽐如波长同时为1310nm或者850nm，传输距离都是10km；光纤跳尾或尾纤必须是
相同接⼝才能够连接，⼀般光模块采⽤LC⼝。同时，光模块的光线类型必须相同，单纤对单纤，双纤对双纤。
数字诊断监控功能（DDM）是应⽤在GBIC/SFP/SFP+光模块中的⼀种技术，可以帮助⽤户监控光模块的实时参数。
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第⼆节光模块分类
1、按⽹络分类
光纤通道（FC, Fiber Channel）是⼀种⾼速⽹络数据传输协议。光纤通道协议可以有序⽆损地传输原 始数据，它主要⽤于在数据中⼼、电脑服务器、交换机与存储⽹络中进⾏数据传输。
FC光模块遵循FC协议，充当着光纤通道系统之间的接⼝，也是光纤存储⽹络设备间的接⼝。它们主要⽤于数据中⼼的光纤通道存储⽹络链接中。 FC光模块具有⼩型化和低功耗的特点，可以满⾜快速⽆损传输⼤量信息的需求。FC光模块基本上以1Gbps⾄128Gbps的光纤通道速度运⾏，并有望达到256Gbps和512Gbps。常见封装有SFP，SFP +，SFP28，SFP56和QSFP28。
（2）以太⽹光模块
橙子剥皮机以太⽹，也就是IEEE 802.3标准，是⼀种⽹络协议，⼴泛⽤于局域⽹（LAN）。因其具有良好的向后兼容性，更⾼带宽和更长的链接距离，正逐渐取代诸如令牌环（Token Ring），FDDI和ARCNET等传统有线局域⽹技术。
以太⽹光模块遵循以太⽹协议，主要应⽤于局域⽹中，通过发送与接收数据信号将⽹络硬件设备连接起来。常⽤的封装规格为1G SFP，10G SFP +，25G SFP28、40G QSFP+，50G QSFP28、100G QSFP28、400G QSFP-DD，相应的以太⽹光模块的传输速度范围可从1G⾄400G，不仅包括⼀些常规类型的光模块，同样也包含WDM光模块和BiDi光模块。
光纤通道光模块 VS 以太⽹光模块*
光纤通道（FC）光模块是光纤通道基础架构中不可缺少的组件之⼀，⽽以太⽹光模块加以太⽹交换机则是以太⽹络中的常见配置组合。FC光模块与以太⽹光模块都有相对固定的⽤户与特定的⽹络部署，但两者依然有所区别：
协议
FC光模块属于光纤通道协议，不遵循OSI模型分层。
以太⽹光模块符合IEEE 802.3标准，在局域⽹中实现基于数据包的物理通信。它是TCP/IP堆栈中的数据链路层协议，属于OSI模型。
安全
存储区域⽹络（SAN）与外界隔离，可以降低存储⽹络受到攻击和数据泄漏的风险，因此在存储⽹络中使⽤FC光模块要更加安全。
因为尾端管理的介⼊是发⽣在⽹络上的，整个系统更容易受到攻击，所以以太⽹模块运⾏的TCP/IP协议存在⼀系列的安全缺陷。
可靠性
受到协议的影响，不同传输模式也导致了传输结果的差异。
光纤通道的显著优势是其更好的可靠性。由于⽆损特性这⼀出⾊性能，光纤通道长期以来被应⽤在存储⽹络中，即SAN通常使⽤光纤通道。FC模块是为那些追求⾼速，低延迟来进⾏区块存储的⽤户⽽设计的。
以太⽹模块没有光纤通道模块这种有序⽆损传输⽆损的特点。如果⽤户需要进⾏⽂件层级的存储访问，以太⽹适⽤于NAS系统，即优先考虑以太⽹模块。
传输速度
光纤通道和以太⽹模块的传输速度范围是不同的。
FC模块⽬前可以运⾏在1Gbps/2Gbps/8Gbps/16Gbps/32Gbps/128Gbps。每代FC模块的更迭速率通常是以2次⽅来计的，从1Gbps到32Gbps。
以太⽹模块可以⽀持更⼤范围的传输速度：10/100/1000Mbps和10Gbps/25Gbps/50Gbps/40Gbps/100Gbps/400Gbps，很明显以太⽹模块在吞吐量上的提升远远超过了光纤通道模块。新推出的400G以太⽹QSFP-DD模块已经是初始1G SFP模块的近400倍，显然以太⽹光模块相⽐FC光模块更符合⽬前⽇益增长的⾼带宽需求。
搭配设备
在实现应⽤时，保持光模块与交换机之间的稳定连接⾄关重要，FC模块和以太⽹模块不会出现混合使⽤的情况。
⼀般情况下FC模块安装到到FC交换机上。传统的光纤通道⽹络包括FC交换机和光纤卡（FC HBAs），是SAN的主要选择之⼀。FC交换机将存储连接到SAN，⽽光纤卡将交换机连接到服务器。
以太⽹模块则匹配到以太⽹交换机。以太⽹⽹络交换机具有多样性，体现在可堆叠性、端⼝数、传输速率等⽅⾯。当最新的400G以太⽹光模块安装到400G⽹络交换机上时，就可以实现400G⽹络。大球泥
应⽤领域
光纤通道是在服务器和存储设备之间传输⼤量数据的最佳⽅法之⼀。因此，连接到FC交换机的FC模块主要⽤于光纤通道，存储⽹络和以太⽹应⽤中。通过基于以太⽹的光纤通道协议（FCoE），光纤通道通信可以在以太⽹上运⾏。光纤通道如今已在⼤企业和⼤型数据中⼼中占据重要地位。FC模块⼤多应⽤于⼤型企业和数据中⼼。
以太⽹在运⾏多种存储和⽹络协议⽅⾯显⽰出其独特优势，这促使了以太⽹光模块的⼴泛使⽤。以太⽹光模块通常应⽤于局域⽹上，有时也应⽤于⼴域⽹中。以太⽹模块的应⽤环境基于⽤户的带宽需要，
要更加灵活多样，从⼩型办公室到超⼤规模数据中⼼，各种场合都能见到它的⾝影。
2、按封装分类
⾼速和⾼效的⽹络是⼈们不断追求的⽬标，为了满⾜更⾼密度、更⼤容量的需求，光模块不断衍⽣发展，⽬前市场上的光模块产品种类丰富。
以下列举出⼏⼤类别以供参考：
1x9、SFF、SFP、SFP+、GBIC、XENPAK、X2、XFP、SFP28、QSFP、QSFP+、QSFP28。
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。
SFP封装——热插拔⼩封装模块，⽀持多种协议（快速以太⽹、千兆以太⽹、光纤通道、Sonet/SDH）,⽬前最⾼数率可达4G，多采⽤LC接⼝。/⽀持多种协议和速率（快速以太⽹、千兆以太⽹、光纤通道、Sonet/SDH），可⽤于商业和⼯业环境。
SFP+封装——⽤于10G以太⽹和10G光纤通道。
GBIC封装——热插拔千兆接⼝光模块，采⽤SC接⼝。
XENPAK封装——应⽤在万兆以太⽹，采⽤SC接⼝。
X2封装——主要⽤于以太⽹X2端⼝的交换机或路由器与⽹络连结端⼝。
XFP封装——10G光模块，可⽤在万兆以太⽹，SONET/SDH，光纤通道等多种系统，多采⽤LC接⼝。
SFP28封装——25G光模块，应⽤在以太⽹，采⽤LC接⼝。
QSFP封装——40G光模块，应⽤在以太⽹，采⽤MPO接⼝。
QSFP+封装——40G光模块，应⽤在以太⽹，可以与单多模光纤跳线⼀起使⽤。
QSFP28封装——100G光模块，应⽤在以太⽹，采⽤MPO接⼝，可以与单多模光纤跳线⼀起使⽤。
100G光模块*
根据封装⽅式的不同，100G光模块主要有CFP／CFP2／CFP4、CXP和QSFP28三⼤类，其中：
CFP／CFP2／CFP4和CXP是早期100G光模块的封装⽅式。
QSFP28是新⼀代100G光模块的封装⽅式，⽽且现在已经成为100G光模块的主流封装。100G QSFP28光模块的原理与 QSFP＋光模块的类似，采⽤4x25 Gbps的⽅式传输100G光信号。
SFP光模块 VS GBIC光模块*
SFP光模块的体积相对于GBIC（千兆以太⽹路界⾯转换器）光模块的体积减少了⼀半，在相同⾯板上SFP端⼝数量将会是GBIC光模块的两倍，同样SFP光模块具备即插即⽤的迷你光纤插槽，符合数据中⼼⾼密度要求，未来SFP光模块将会取代GBIC光模块在数据中⼼的位置。
SFP光模块 VS SFP+光模块*
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1、遵守协议不同
光模块SFP：SFP协议规范：IEEE802.3、SFF-8472 。
光模块SFP⁺：SFP+遵从的协议：IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432。
2、制作成本不同
光模块SFP的制作成本⽐光模块SFP⁺制作成本⾼。
3、传播波长，距离不同
光模块SFP：波长是850nm，为多模，传输距离在2KM以下。
光模块SFP⁺：波长是1310/1550nm，为单模，传输距离在2KM以上。
3、按应⽤分类
核桃开口机以太⽹应⽤的速率：100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE、25G、40G、100G。
SDH应⽤的速率：155M、622M、2.5G、10G。
4、按使⽤⽅式分类
⾮热插拔（1x9、SFF），可热插拔（GBIC、SFP、XENPAK、XFP、QSFP、SFP28、QSFP28）。
5、按激光器分类
LED、VCSEL、FP LD、DFB L。
6、按波长分类
850nm波长、1310nm波长、1550nm波长、CWDM(稀疏波分复⽤)波长、DWDM(密集波分复⽤)波长等。
（1）在光纤通信中，光纤有单模、多模之分
850nm（MM，多模，成本低但传输距离短，⼀般只能传输500M）；
1310nm（SM，单模，传输过程中损耗⼤但⾊散⼩，⼀般⽤于40KM以内的传输）；
1550nm（SM，单模，传输过程中损耗⼩但⾊散⼤，⼀般⽤于40KM以上的长距离传输，最远可以⽆中继直接传输120KM）；
CWDM波长（SM，单模，彩光模块），多路传输中⽤到；
DWDM波长（SM，单模，彩光模块），多路传输中⽤到。
（2）光纤损耗⼀般是随波长加长⽽减⼩
在光纤通信中使⽤的光是在红外区域中的光，此处光的波长⼤于可见光。在光纤通信中，典型的波长是800到1600nm，其中最常⽤的波长⽬前主要有3种：850nm、1310nm和1550nm，单位是纳⽶（nm）。
光的衰减度与波形的长度有关，波形越长，衰减越⼩。
在选择传输波长时，主要综合考虑光纤损耗和散射。⽬的是通过向最远的距离、以最⼩的光纤损耗来
传输最多的数据。在传输中，信号强度的损耗就是衰减。围绕C波段（1525-1565nm）的1550nm中⼼波长通常被称为零损耗窗，这意味着⽯英纤维在该波长下的衰减最⼩。
光纤中使⽤的光在850nm、1310nm、1550nm处的波长较长，故此光纤的衰减较⼩，这也导致较少的光纤损耗。（参照ITU-T，850nm的损耗为2.5dB/km，1310nm的衰减是建议在≤0.4dB/km，1550nm的衰减是≤0.3dB/km）。
并且这三个波长⼏乎具有零吸收，最为适合作为可⽤光源在光纤中传输。制卡机
第三节 PON光模块
豫公网安备41160202000603
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