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光模块的应用及其常见的十种封装形式

光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成进行光电电光转换的光电子器件。

光电子器件包括发射和接收两部分。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。

结构

发射部分是: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。

接收部分是: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。

分类

按功能分:包括光接收模块,光发送模块,光收发一体模块和光转发模块等。

光收发一体化模块主要功能是实现光电/电光变换,包括光功率控制、调制发送,信号探测、IV 转换以及限幅放大判决再生功能,此外还有防伪信息查询、TX-disable 等功能。

常见的有:SFP、SFF、SFP+、GBIC、XFP 、1x9等。

光转发模块除了具有光电变换功能外,还集成了很多的信号处理功能,如:MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。常见的光转发模块 有:200/300pin,XENPAK,以及X2/XPAK 等。

光收发一体模块,英文名称transceiver,简称光模块或者光纤模块,是光纤通信系统中重要的器件。

按参数分

可插拔性:热插拔和非热插拔

封装形式:SFP、GBIC、XFP、Xenpak、X2、1X9、SFF、200/3000pin、XPAK。

传输速率: 传输速率指每秒传输比特数,单位Mb/s 或Gb/s。光模块产品涵盖了以下主要速率:低速率、百兆、千兆、2.5G、4.25G,4.9G,6G,8G,10G和40G

按封装分

按照封装来划分的话,主要可以分为

1、SFP 光模块

小型可插拔收发光模块(SFP),目前应用最广阔。

可选波长:850nm,1310nm,1490nm,1550nm,CWDM,DWDM

速率:0-10Gbit/s

DDM:可选

2、SFP RJ45电口模块

接口:RJ45,COPPER

速率:10/100/1000M自适应,强制1000M

DDM:可选

3、XFP 光模块

XFP(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)是一种可热交换的,独立于通信协议的光学收发器,用于10G bps的以太网,SONET/SDH,光纤通道

可选波长:850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM

速率:10Gbit/s

4、千兆以太网接口转换器(GBIC)模块

可选波长:850nm,1310nm,1490nm,1550nm,CWDM,DWDM

速率:1.25Gbit/s

5、GBIC RJ45电口模块

RJ45电口小型可插拔模块,又称电模块或者电口模块。

接口:RJ45,COPPER

速率:10/100/1000M自适应,强制1000M

DDM:可选

6、折叠SFP+ 光模块

可选波长:850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM

速率:0-10Gbit/s

7、X2 光模块

可选波长:850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM

速率:10Gbit/s

8、XENPAK 光模块

可选波长:850nm,1310nm,1270nm,1330nm,CWDM,DWDM

速率:10G

9、CFP,CFP2和CFP4光模块

40Gbit/s,100Gbit/s

10、QSFP28光模块

40Gbit/s,100Gbit/s

SFF根据其管脚又分为2x5,2x10等

此外还有无源光网PON( A-PON,G-PON, GE-PON)光模块、40Gbs高速光模块、SDH传输模块(OC3,OC12,OC48)、存储模块,如4G,8G等

其中,GigacBiDi系列单纤双向光模块利用的是WDM技术实现一根光纤传输双向信息号(点到点的传输。尤其是光纤资源不足,需要1根光纤传双向信号)。

GigacBiDi包括

SFP单纤双向(BiDi),

GBIC单纤双向(BiDi),

SFP+单纤双向(BiDi),

XFP单纤双向(BiDi),

SFF单纤双向(BiDi)等等。

应用情况

类型:单模光模块适用于长距离传输多模光模块适用于短距离传输

作用:光模块用于交换机与设备之间传输的载体,相比收发器更具效率性、安全性。

·     D/T(datacom/telcom)

数据通讯主要包括电脑视频,数据通讯等。

telcom主要包括是无线语音通讯等。

此类产品多用于光纤的网络中的主干网络。

·     PON:英文:passive optical network

即:无源光网络。此类产品主要应用于光纤网络系统中的接入网等。其中的triplex产品除了可以传输光纤信号外,还可以输出模拟信号。

光模块,主要分为:GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等,光接口类型包括SC和LC等。不过现在常用的是SFP、SFP+、XFP,而不是GBIC。原因在于GBIC体积大,并且容易坏。而""现在常用的SFP则体积小,并且便宜。

2013 年,光模块厂商Top10 (排名不分先后)分别为:Finisar 美国、Avago 美国、Oclaro 美国、WTD 中国、JDSU 美国、Sumitomo 日本、Hisense 中国、NEC 日本、Source Photonics 美国、NeoPhotonics 美国

上榜企业美国6 家,质量和数量都占绝对优势地位,中国和日本各2 家。

2018 年,光模块厂商Top10 分别为:Finisar 美国(保持第一)、Innolight 中国( 2013 年不在 top10 )、Hisense 中国(上升 4 位)、Accelink 中国( WTD 和光迅合并,保持第 4 )、FOIT ( Avago ) 美国(下降 3 位)、Lumentum 美国(下降 3 位)、Acacia 美国( 2013 年不在 top10 )、Intel 美国( 2013 年不在 top10 )、AOI 美国( 2013 年不在 top10 )、Sumitomo 日本(下降 4 位)

2020年排名在整理中。

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