光纤知识分享3-光纤模块

下面图片是一些光模块

光模块一般指光收发一体模块（Optical Transceiver），是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。主要核心由两部分组成：接收部分（TOSA）和发射部分（ROSA）。接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。

TOSA: Transmitting Optical Sub-Assembly

光发射组件：

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。

ROSA: Receiving Optical Sub-Assembly

光接收组件：

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。

PIN-TIA（二极管-跨阻放大器）是用于光通信系统中将微弱的光信号转换成电信号并将信号进行一定强度低噪声放大的探测器件，其工作原理是：PIN的光敏面受探测光照射时，由于p-n结处于反向偏置，光生载流子在电场的作用下产生漂移，在外电路产生光电流；光电流通过跨阻放大器放大输出，这样就实现了光信号转换成电信号进而将电信号初步放大的功能。

随着工艺水平技术的发展，可以将小模块做得更小的尺寸，TOSA和ROSA通过同轴耦合过程集成了光源的收发（LD和PIN/APD），再加上分离器，光纤和其他组件，实现双工收发一体的组件就叫BOSA（Bi-Directional Optical Sub-Assembly,双向光发射接收组件）。

单模单纤:SM-BIDI,AB端成对使用，一根单模光纤连接。

单模单纤:SM-BIDI,AB端成对使用，一根单模光纤连接。

光模块的类型

SFP家族：

因为体积小而快速多样的发展。

CFP家族：

Centum gigabits Form Pluggable，密集波分光通信模块。传输速率可达100－400Gbps。

光模块演进时间轴

1995年，GBIC（Gigabit Interface Converter）千兆电光转换接口，是最早成为光电转换标准接口，这是光模块的起头。

1X9封装的光模块产品最早产生于1999年，是固定的光模块产品，通常直接固化（焊接）在通讯设备的电路板上，作为固定的光模块使用，有时候也叫9针或9PIN光模块。

速率为1.25Gbps及以下的低速。

SFP（Small Form-factor Pluggables）可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块（体积比GBIC模块减少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口数量。由于SFP模块在功能上与GBIC基本一致，因此，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC（Mini-GBIC）。

光模块按照速率来分有155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G，市场上常用的多为155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps和10Gbps速率光模块，在光纤存储系统中光模块还有2Gbps、4Gbps和8Gbps这3种速率。SFP光模块支持千兆以太网、SONET、光纤通道和其他通信标准。

SFP28模块，基于SFP+的封装形式，支持25G以太网标准。SFP28能提供25Gb/s的无误码传输。

100G QSFP28光模块新一代100G光模块的封装方式，原理与40G QSFP+光模块的类似，采用4×25Gbps的方式传输100G光信号。因有体积小、端口密度大、功耗低等优势而被广大厂商喜爱，现在已经成为100G光模块的主流封装。

100G CFP光模块是一种外形封装可插拔模块，支持热插拔。CFP系列光模块从推出到现在共经历了CFP、CFP2到如今的CFP4光模块，但是它的体积依旧比QSFP28光模块大，类别较少，灵活性不高，散热情况好。

早期的100G CFP光模块，通过10个10G的通道，达到100G的传输速率，而现在的100G CFP4光模块通过4个25G通道，实现100G传输，所以传输效率更高，稳定性更强。

400G，是目前光通信产业的主要竞争方向。现在400G也是规模商用的初期阶段。目前有3种支持400Gbps的光模块，分别是CFP8 、OSFP和QSFP-DD。

CFP8:

CFP8是专门针对400G提出的封装形式，其尺寸与CFP2相当。支持25Gbps和50Gbps的通道速率，通过16x25G或8x50电接口实现400Gbps模块速率。

OSFP 和QSFP-DD：

在光口侧主要是使用8路53Gbps PAM4或者4路106Gbps PAM4实现400G的信号传输，在电口侧使用8路53Gbps PAM4电信号，采用OSFP或QSFP-DD的封装形式。

封装的尺寸