1、深圳市易飛揚通信技術(shù)有限公司,2008.10.22,公司光模塊及命名規(guī)則介紹 組件及模塊相關(guān)參數(shù)介紹,一、公司光模塊及命名規(guī)則介紹,1. GBIC部分 GBIC是將千兆位電信號轉(zhuǎn)換為光信號的接口器件。GBIC設(shè)計上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國際標(biāo)準的可互換產(chǎn)品。采用GBIC接口設(shè)計的千兆位交換機由于互換靈活，在市場上占有較大的市場分額。 GBIC是光纖的轉(zhuǎn)接設(shè)備。 GBIC是千兆位接口轉(zhuǎn)換器的簡稱。本公司生產(chǎn)的GBIC產(chǎn)品一頭是一個通用的GBIC公頭，另一頭可以是走光信號的SC，也可以是走電信號的RJ45。 1) 1.25G/bps 雙纖 / BIDI模塊 2) 連接器SC，RJ45

2、 3) VCSEL / FP / DFB / CWDM 發(fā)射激光器 4) 符合RoHS 標(biāo)準 5) +5V電源供電,2. SFP部分 SFP可以簡單的理解為GBIC的升級版本。SFP模塊（體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。由于SFP模塊在功能上與GBIC基本一致，因此，也被有些交換機廠商稱為小型化GBIC（Mini-GBIC）。 1) SFP 雙纖模塊 2) 連接器LC 3) VCSEL / FP / DFB / CWDM 發(fā)射激光器 4) 符合RoHS 標(biāo)準 5) 符合SFF-8472協(xié)議 6) +3.3V電源供電,SFP/GBIC系列 命名規(guī)則 說明:

3、此命名規(guī)則只適用于公司內(nèi)部,銷售對外使用時,不需區(qū)分外殼以及TOSA類型（綠色部份）,且應(yīng)根據(jù)客戶應(yīng)用不同,分為Fiber Channel、SDH/SONET等標(biāo)準,對內(nèi)模塊不需做此劃分，詳見datasheet。,3. BIDI部分 SFP-BIDI，GBIC-BIDI與SFP，GBIC的區(qū)別很少，可以簡單的理解：SFP模塊要運用兩根光纖完成光信號的收發(fā)功能，而SFP-BIDI指需要一根光纖就能完成光信號的收發(fā)功能。 1) 單纖雙向模塊 2) 連接器SC 3) VCSEL / FP / DFB / CWDM 發(fā)射激光器 4) 符合RoHS 標(biāo)準 5) 符合SFF-8472協(xié)議 6) SFP-B

4、IDI +3.3V電源供電；GBIC-BIDI +5V電源供電 本公司生產(chǎn)的BIDI模塊主要是分三個波段： 1490nm、1310nm、1550nm。,BIDI系列命名規(guī)則,二、組件及模塊相關(guān)參數(shù)介紹,1. 發(fā)射組件部分 DFB (Distributed Feed Back)DFB型光發(fā)射機，分布反饋（激光器）。 采用模擬殘留邊帶調(diào)幅（AM-VSB）信號（射頻信號）直接調(diào)制激光二極管，使得光輸 出強度隨著射頻信號強度的變化而變化，因此也稱為直接調(diào)制光發(fā)射機 FP 法布里一泊羅諧振腔由兩個平行的鏡面構(gòu)成,是激光震蕩的基本條件. 光隔離度 光隔離器允許傳輸方向與禁止方向的光功率之比. 正向電壓Vf

5、 當(dāng)正向驅(qū)動電流If為一確定值(如對F-P LD If=Ith+20mA)時對應(yīng)于發(fā)射器件(LD、 LED)上的電壓值. 閾值電流Ith 半導(dǎo)體激光器開始震蕩亦即輸出功率從無到有發(fā)生躍變時的正向驅(qū)動電流. 輸出光功率Pf 通常指帶尾纖發(fā)射器件的出纖光功率,對F-P類LD,Pf為Ith+20mA對應(yīng)的功率. 峰值波長Ip 對LED類產(chǎn)品,光譜圖上最大峰值處對應(yīng)的波長.對LED類產(chǎn)品,在0.01nm分辨峰 率的光譜圖上,根據(jù)其縱模分布按RMS方式計算. 光譜寬度I 對LED類產(chǎn)品,在光譜圖上,相對強度下降-3dB對應(yīng)的光譜寬度即為LED的光譜寬度;對F-P類LD產(chǎn)品,采用ITUTG.957建議最大

6、均方根寬度定義;對DFB類LD產(chǎn)品,采用ITUTG.957建議最大-20dB寬度定義,即主模中心波長的最大峰值功率跌落-20dB時的最大全寬. 邊模抑制比SMSR 僅對DFB-LD類產(chǎn)品有意義.在0.1nm的分辨峰率下測試對應(yīng)于某一電流值下 的光譜圖,計算全調(diào)制條件下主模與最顯著旁模間相對強度的差值,以dB數(shù)表示即為邊模抑制比.,2. 接收組件部分 暗電流Id 在一定的反向偏執(zhí)電壓VEE (如-5V)下,當(dāng)無外來光功率輸入時,流過光接 收組件之PIN管上的電流即為暗電流. 響應(yīng)度R 在一定的反向偏執(zhí)電壓VEE (如-5V)下,對應(yīng)于一定的輸入光功率P,測試流過光接收組件之PIN管上的電流I,

7、I/P之比值即為響應(yīng)度R. 帶寬BW 接收組件在小信號輸入(AGC無啟動)是輸出的幅頻特性曲線上,當(dāng)幅度下降3dB時對應(yīng)的頻帶寬度稱為寬帶. 接收靈敏度Pr 在一定的誤碼率(如BER=10-9)條件下,接收組件能接收到的最小平均輸入光功率. 飽和光功率Ps 在一定的誤碼率(如BER=10-9)條件下,光接收組件能接收到的最大平均輸入光功率. 動態(tài)范圍Dy 飽和光功率與接收靈敏度的差值,單位dB.,3. 發(fā)射模塊部分 平均光發(fā)射功率Po 在模塊相應(yīng)的速率及按要求輸入信號電平的條件下,模塊輸出的光功率. 消光比(Pon/Poff) 最壞反射條件時,全調(diào)制條件下傳號平均光功率與空號平均光功率比值的最

8、小值. 眼圖模板 在高速率光纖系統(tǒng)中,發(fā)送光脈沖的形狀不易控制,常?？赡苡猩仙?下降沿過沖、下沖和振鈴現(xiàn)象.這些都可能導(dǎo)致接收機靈敏度的惡化,因此必須加以限制,為此 ITUT建議G.957規(guī)范了一個發(fā)送眼圖的模板.,4. 接收模塊部分,DFB光譜,FP光譜,SDH 同步數(shù)學(xué)體系,它是由一些網(wǎng)絡(luò)單元組成的,在光纖或微波上進行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò).它具有全世界統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口和豐富的開銷比特,它有一套標(biāo)準的信息結(jié)構(gòu)等級,分為STM-I(155.52Mb/S),STM-4(622.08Mb/S),STM-16(2488.320Mb/S)等.,光發(fā)射器件參數(shù)定義與符合,ELED 邊發(fā)

9、光二極管,具有與半導(dǎo)體激光器基本相同的結(jié)構(gòu),用腔損耗的辦法抑制激射,光的發(fā)散性小,適合與光纖耦合. DFB(Distributed Feed Back)DFB型光發(fā)射機，分布反饋（激光器）。 采用模擬殘留邊帶調(diào)幅（AM-VSB）信號（射頻信號）直接調(diào)制激光二極管，使得光輸出強度隨著射頻信號強度的變化而變化，因此也稱為直接調(diào)制光發(fā)射機 FP 法布里一泊羅諧振腔由兩個平行的鏡面構(gòu)成,是激光震蕩的基本條件.光隔離度 光隔離器允許傳輸方向與禁止方向的光功率之比. 正向電壓Vf 當(dāng)正向驅(qū)動電流If為一確定值(如對F-P LD If=Ith+20mA)時對應(yīng)于發(fā)射器件(LD、LED)上的電壓值. 閾值電流

10、Ith 半導(dǎo)體激光器開始震蕩亦即輸出功率從無到有發(fā)生躍變時的正向驅(qū)動電流. 輸出光功率Pf 通常指帶尾纖發(fā)射器件的出纖光功率,對F-P類LD,Pf為Ith+20mA對應(yīng)的功率. 峰值波長Ip 對LED類產(chǎn)品,光譜圖上最大峰值處對應(yīng)的波長.對LED類產(chǎn)品,在0.01nm分辨峰率的光譜圖上,根據(jù)其縱模分布按RMS方式計算. 光譜寬度I 對LED類產(chǎn)品,在光譜圖上,相對強度下降-3dB對應(yīng)的光譜寬度即為LED的光譜寬度;對F-P類LD產(chǎn)品,采用ITUTG.957建議最大均方根寬度定義;對DFB類LD產(chǎn)品,采用ITUTG.957建議最大-20dB寬度定義,即主模中心波長的最大峰值功率跌落-20dB時的

11、最大全寬. 邊模抑制比SMSR 僅對DFB-LD類產(chǎn)品有意義.在0.1nm的分辨峰率下測試對應(yīng)于某一電流值下的光譜圖,計算全調(diào)制條件下主模與最顯著旁模間相對強度的差值,以dB數(shù)表示即為邊模抑制比.,光接收組件的參數(shù)定義與符合,暗電流Id 在一定的反向偏執(zhí)電壓VEE (如-5V)下,當(dāng)無外來光功率輸入時,流過光接收組件之PIN管上的電流即為暗電流. 響應(yīng)度R 在一定的反向偏執(zhí)電壓VEE (如-5V)下,對應(yīng)于一定的輸入光功率P,測試流過光接收組件之PIN管上的電流I, I/P之比值即為響應(yīng)度R. 帶寬BW 接收組件在小信號輸入(AGC無啟動)是輸出的幅頻特性曲線上,當(dāng)幅度下降3dB時對應(yīng)的頻帶寬

12、度稱為寬帶. 接收靈敏度Pr 在一定的誤碼率(如BER=10-9)條件下,接收組件能接收到的最小平均輸入光功率. 飽和光功率Ps 在一定的誤碼率(如BER=10-9)條件下,光接收組件能接收到的最大平均輸入光功率. 動態(tài)范圍Dy 飽和光功率與接收靈敏度的差值,單位dB.,光發(fā)射模塊的參數(shù)定義與符號,平均光發(fā)射功率Po 在模塊相應(yīng)的速率及按要求輸入信號電平的條件下,模塊輸出的光功率. 消光比(Pon/Poff) 最壞反射條件時,全調(diào)制條件下傳號平均光功率與空號平均光功率比值的最小值. 眼圖模板 在高速率光纖系統(tǒng)中,發(fā)送光脈沖的形狀不易控制,常常可能有上升沿,下降沿過沖、下沖和振鈴現(xiàn)象.這些都可能

13、導(dǎo)致接收機靈敏度的惡化,因此必須加以限制,為此 ITUT建議G.957規(guī)范了一個發(fā)送眼圖的模板.,接收模塊的參數(shù)定義,光接收靈敏度Pr 在模塊的工作速率下,當(dāng)誤碼為某一數(shù)值(如BER=10-9)時的最小接收光功率,即為模塊的靈敏度Pr. 飽和光功率Ps 在模塊的工作速率下,當(dāng)誤碼為某一數(shù)值(如BER=10-9)是的最大接收光功率,即為模塊的飽和光功率Ps. 告警信號閾值(PH-L) 在模塊的工作速率下,由大到小改變輸入模塊的光功率,當(dāng)光功率減小到某一數(shù)值時,模塊的告警輸出信號電平出現(xiàn)反轉(zhuǎn),這時的光功率即為告警信號閾值(PH-L). 告警信號閾值(PL-H) 在模塊的工作速率下,有小到大改變輸入

14、模塊的光功率,當(dāng)光功率增加到某一數(shù)值時,模塊的告警輸出信號電平出現(xiàn)反轉(zhuǎn),這時的光功率即為告警信號閾值(PL-H). 信號檢滯后 告警信號閾值(PH-L)和告警信號閾值(PL-H)的差值.,光模塊的組成單元,光纖的色散,用一塊三棱鏡對著太陽光或者日光燈，我們可以看見光被分成了赤、橙、黃、綠、青、藍、紫七種顏色；還有雨后的彩虹，這些都是最簡單的色散現(xiàn)象。顧名思義，色散就是指一束同顏色的光通過透光物質(zhì)后被散開成不同顏色的光的現(xiàn)象。 色散是光纖的一個重要參數(shù)。色散使得光纖中傳輸?shù)墓饷}沖發(fā)生展寬。色散和帶寬都是衡量光脈沖展寬大小的參數(shù)。色散越小，帶寬就越大，所產(chǎn)生的脈沖展寬就越?。辉诠饫w通信中，色散和帶

15、寬是一對矛盾。,1550FP 1.25G模塊在G652光纖里傳輸示意圖。,色散的分類光纖的色散主要由模式色散、材料色散和波導(dǎo)色散組成。其中，材料色散與波導(dǎo)色散都與波長有關(guān)，所以又統(tǒng)稱為波長色散。 模式色散 在多模光纖中，傳輸?shù)哪Ｊ胶芏啵煌哪Ｊ剑鋫鬏斅窂讲煌?，所?jīng)過的路程就不同，到達終點的時間也就不同，這就引起了脈沖的展寬。我們知道，在同一根光纖中，高次模到達終點走的路程長，低次模走的路程短，這就意味著高次模到達終點需要的時間長，低次模到達點需要的時間短。在同一條長度相等的光纖上，最高次模與最低次模到達終點所用的時間差，就是這段光纖產(chǎn)生的脈沖展寬。模式色散是多模光纖具備的，單摸不具備。影響

16、光纖時延差的因素有兩個：纖芯包層相對折射率差和光纖的長度。光纖的時延差與纖芯包層相對折射率差成正比。,其中是纖芯的折射率，是包層的折射率。越大，時延差就會越大，光脈沖展寬也越大。從減小光纖時延差的觀點上看，希望較小為好，這種小的光纖稱為弱導(dǎo)光纖。通信用光纖都是弱導(dǎo)光纖。另外，光纖越長，時延差也越大，色散也越大。,材料色散 材料色散是由光纖材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率，嚴格來說，并不是一個固定的常數(shù)，而是對不同的傳輸波長有不同的值。光纖通信實際上用的光源發(fā)出的光，并不是只有理想的單一波長（如FP多縱模激光器），而是有一定的波譜寬度。當(dāng)光在折射率為n的介質(zhì)中傳播時，其速度v與空氣中的光速C

17、之間的關(guān)系為： v=C/n 光的波長不同，折射率n就不同，光傳輸?shù)乃俣纫簿筒煌?。（找下折射率公式）因此，?dāng)把具有一定光譜寬度的光源發(fā)出的光脈沖射入光纖內(nèi)傳輸時，光的傳輸速度將隨光波長的不同而改變，到達終端時將產(chǎn)生時延差，從而引起脈沖波形展寬。 波導(dǎo)色散 光纖的第三類色散是波導(dǎo)色散。由于光纖的纖芯與包層的折射率差很小，因此在交界面產(chǎn)生全反射時，就可能有一部分光進入包層之內(nèi)。這部分光在包層內(nèi)傳輸一定距離后，又可能回到纖芯中繼續(xù)傳輸。進入包層內(nèi)的這部分光強的大小與光波長有關(guān)，這就相當(dāng)于光傳輸路徑長度隨光波波長的不同而異。把有一定波譜寬度的光源發(fā)出的光脈沖射入光纖后，由于不同波長的光傳輸路徑不完全相同

18、，所以到達終點的時間也不相同，從而出現(xiàn)脈沖展寬。具體來說，入射光的波長越長，進入包層中的光強比例就越大，這部分光走過的距離就越長。這種色散是由光纖中的光波導(dǎo)引起的，由此產(chǎn)生的脈沖展寬現(xiàn)象叫做波導(dǎo)色散。,三種色散的比較 一般來說，光纖三種色散的大小順序是： 模式色散材料色散波導(dǎo)色散 對于多模光纖，總色散等于三者相加，在限制帶寬方面起主導(dǎo)作用的是模式色散，其他兩個色散影響很小。對于單模光纖，因只有一個傳輸模式，故不存在模式色散，其總色散為材料色散和波導(dǎo)色散之和。為減小總的波長色散，要盡量選用窄譜線激光器作光源。對光纖用戶來說，一般只關(guān)心光纖的總帶寬或總色散。光纖光纜在出廠時，也只標(biāo)明光纖的總帶寬或

19、總色散。 怎樣看待色散 光源發(fā)出的光脈沖信號耦合進光纖，在光纖中傳輸時，因光纖的色散特性造成了脈沖展寬。為了解光纖的傳輸容量特性，就必須知道該光纖的帶寬究竟有多寬，以便安排它的傳輸信息量。,三種色散的比較 一般來說，光纖三種色散的大小順序是： 模式色散材料色散波導(dǎo)色散 對于多模光纖，總色散等于三者相加，在限制帶寬方面起主導(dǎo)作用的是模式色散，其他兩個色散影響很小。對于單模光纖，因只有一個傳輸模式，故不存在模式色散，其總色散為材料色散和波導(dǎo)色散之和。為減小總的波長色散，要盡量選用窄譜線激光器作光源。對光纖用戶來說，一般只關(guān)心光纖的總帶寬或總色散。光纖光纜在出廠時，也只標(biāo)明光纖的總帶寬或總色散。 怎

20、樣看待色散 光源發(fā)出的光脈沖信號耦合進光纖，在光纖中傳輸時，因光纖的色散特性造成了脈沖展寬。為了解光纖的傳輸容量特性，就必須知道該光纖的帶寬究竟有多寬，以便安排它的傳輸信息量。,按傳輸模式分 按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。 多模光纖的纖芯直徑為5062.5m，包層外直徑125m，單模光纖的纖芯直徑為8.3m，包層外直徑125m。光纖的工作波長有短波長0.85m、長波長1.31m和1.55m。光纖損耗一般是隨波長加長而減小，0.85m的損耗為2.5dB/km,1.31m的損耗為0.35dB/km，1.55m的損耗為0.20dB/km，這是光纖的最低損耗，波長1.65m以上的損耗趨向加大。由于OH的吸收作用，0.901.30m和1.341.52m范圍內(nèi)都有損耗高峰，這