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光模块 工作原理简介 目录 摘要 2 关键词 2 1 引用的文档和参考标准说明 2 2 缩写说明 2 3 正文 2 第 1 / 6 页 摘要 以SFP 光模块为例，介绍光模块内部的组成和工作原理。 关键词 SFP 光模块 1 引用的文档和参考标准说明 2 缩写说明 SFP：Small Form-factor Pluggable 小型化可插拔 3 正文 光模块是我们群路科都要用到的 PHY 层的器件，虽然封装，速率，传输距离有所不同，但是其内部 组成基本是一致的。SFP 收发合一 Transceiver 因其小型化，热插拔方便，支持 SFF8472 标准，模拟量 读取方便 （IIC 读取），且检测精度高 （+/-2dBm 以内）而逐渐成为运用的主流，下面就以SFP 光模块为 例，介绍其内部的组成和相关的工作原理。 SFP 内部结构图 SFP 光模块的内部结构： 由上图可见，光模块主要部分是由光发射组件，激光驱动器，光接收组件 （L16.2 光模块光接收部 分使用 APD 接收机，还需要升压电路），限幅放大器和控制器组成的。驱动芯片和限幅放大器一般都支 持从 155Mb/s 到 2.67Gb/s 多速率。速率不同，传输距离不同的光模块有很多只是前端光组件的差别，高 速率 SFP 光模块 BOM 成本的 90％都集中在光组件上。由上图还可以看出，为了保证上电顺序，SFP 光模 块的金手指部分的长度是不一样的，最长的是信号地，其次是电源，最短的是信号，这样在插拔的时候 就保证了地－电源－信号的顺序。 光发射组件 TOSA （Transmiter Optical Sub-Assembly）： 常用的光发射组件由两大类，一类是采用发光二极管 LED 封装的 TOSA，一类是采用半导体激光二极 第 2 / 6 页 管 LD 封装的 TOSA。前者谱线宽，耦合效率低 （虽然 LED 可以发出几毫瓦的光功率，但是方向性差，能 耦合到光纤中用于传输的部分只占 1％－2％），但是价格低，使用寿命长，在低速短距的情况下还是有 少量的运用，常用于百兆以太网多模光纤中短距离的数据传输，波长一般是 1300nm。我们接触到的光模 块一般都是采用的激光二极管。 激光器的种类 1.VCSEL 激光器 （垂直表面腔发射激光器）：850nm 波长，用于千兆以太网多模光纤短距传输，千兆以太 网交换机大量使用该类型的光模块，传输光板不会用到，不详细介绍 2.FP 和 DFB 激光器 二者的区别在于输出光特性的不同，FP 激光器是多纵模激光器 MLM，能够产生包含有若干离散波长 的光，除了中心波长的主模外，其他波长的次模也具有较高的幅度，而且主模和次模也处于动态的竞争 当中，不过频带范围十分狭窄。DFB 激光器是单纵模激光器 SLM，主模光功率占到整个发光功率的 99％ 以上，其他少量的次模可以忽略不计。 对于这两种不同类型激光器的光模块，用光谱仪测试其谱宽的时候方法是不一样的。 FP 激光器光模块，测试其发送侧的谱宽是测试 RMS 谱宽 DFB 激光器光模块，测试其发送侧的谱宽是测试－20dB 的谱宽，而且要求测试边模抑制比。 目前在我们所使用的光模块中，155M，622