光模块基础知识培训

AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块基础知识培训（初级进阶）供应商管理部王诚刚AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的应用AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想什么是光模块信息物理/模拟变换模/数变换（电端机）电/光变换光纤（信道）光/电变换数/模变换模拟/物理变换信息接受者中国领先的光电变换专家！数字光模块？模拟光模块？数字光模块是必然的发展趋势AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的应用场景物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层开放式系统互联模型（OSI）提供应用程序间的通信接口处理数据格式、加密等建立、维护、管理会话建立主机端到端连接、传输寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输、规定电压、电流、线缆、光口等我们的模块工作在物理层！AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的应用场景硬盘阵列磁盘驱动主机总线适配器光纤通道交换机以太网交换机/路由器网卡服务器/数据中心AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的应用场景FTTx接入网无线接入网SDH/SONET以太网MSTPWDMOTNIP-RANPTN承载网POTNAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想谁在主宰市场AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块厂商的多种经营AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的发展史性能功耗成本AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光的通路——光纤AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤分类按光在光纤中的传输模式分为：单模光纤和多模光纤1多模光纤MMF:可传多种模式的光;纤芯为50/62.5μm;模间色散严重;应用于短距离传输.2单模光纤SMF:只能传输单一模式的光;纤芯为9μm;损耗低;带宽大;存在材料色散和波导色散模间色散严重;可应用于高速长距离传输.3其他类型光纤:用于光纤放大器的掺铒光纤EDF用于色散补偿的色散补偿光纤DCF用于对相位变化引起的偏振效应进行补偿的保偏光纤G.652标准单模光纤,零色散窗口在1.3μmG.653DSF色散位移单模光纤,零色散窗口在1.55μmG.654最低衰耗单模光纤,零色散窗口在1.3μm,1.55μm衰耗最低G.655NZDSF非零色散位移单模光纤,在DSF基础上在1.55μm窗口保留一定的色散AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤的导光原理基本概念：1）数值孔径NA：能使光在光纤内以全反射形式进行传播的接收角的正弦值。数值孔径并不是越大越好。2）截止波长λc：能使光纤实现单模传输的最小工作光波波长。（单模光纤）AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤举例多模光纤的几何尺寸与光学特性单模光纤的几何尺寸与光学特性AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想单模光纤波段划分O波段（原始波段）1260-1360nm.E波段（扩展波段）1360-1460nm.S波段（短波段）1460-1530nm.C波段（常规波段）1530-1565nm.L波段（长波段）1565-1625nm.U波段（超长波段）1625-1675nm.1260136014601530156516251675OESCLUAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤损耗１固有损耗a吸收损耗b散射损耗２附加损耗a微弯损耗b弯曲损耗c连接损耗石英光纤损耗特性曲线典型损耗值：0.85μm－2.5dB/km1.31μm－0.35dB/km1.55μm－0.18dB/kmAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤色散1概念色散描述光脉冲沿光纤传输后脉冲展宽现象，主要是因为光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离不一致。色散是光纤的传输的重要特性之一.光纤的色散引起传输信号的畸变,使传输质量下降,从而限制了通信容量和通信距离.光放大器的广泛应用,目前影响光纤通信系统的制约因数主要是色散。2色散的成因1光源发出的光不是单色光,他包含不同的频率成分.2调制信号有一定的带宽数字系统表现形式为具有一定频率的脉冲信号,若是全”0”或全”1”信号,色散就不会带来任何影响.AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤色散3色散对数字信号传输的影响τλ1λ2λ3输入脉冲输出脉冲τ+Δτ时间时间光功率AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤色散例：G.652光纤在1310nm区域与1550nm区域的色散系数色散系数的定义：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤色散4色散的分类1）模式色散(模间色散)多模光纤中,同一波长但不同模式的传播速度差异引起的色散.2）色度色散（模内色散）指光谱中不同波长在光纤中的群时沿差引起的光脉冲展宽现象(1)材料色散(2)波导色散3）偏振模色散偏振模色散是影响高速(10Gb/s)通信系统传输距离主要因素之一（单模光纤特有，由于单模光纤结构上的缺陷或纤芯折射率分布不均匀等因素造成的）。AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光纤非线性特性一般在WDM系统上反映较多。Why？合波器、分波器的插入损耗，对16路波系统一般相加在10dB左右，对32路波系统一般相加在15dB左右，因此需要EDFA进行放大补偿，在放大光功率的同时，使光纤中的非线性效应大大增加，成为影响系统性能，限制中继距离的主要因素之一。1）散射效应受激布里渊散射SBS、受激拉曼散射SRS2）与克尔效应相关的影响，即与折射率密切相关自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频效应FWMAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块的基本原理AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想目前公司光模块种类模块40GTransponderQSFP+SFPSFFxPONONU/OLTBIDIModuleTriple-playmodule40G/100GCFPXFP/SFP+10G300pinMSA/SFFAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想当前典型结构示例AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块功能框图-SFPNowthedevelopmenttrendofICwhichworkundertherate2.5Gbit/sisintegrationofLDdriver,limitingamplifierandDDMfunctionICTOSALDDriverROSAFiberDisableDatainputFiberLimitingAmplifierDataoutputLOSMCU＋EEPROMSerialdatainterfaceDDM:DigitalDiagnosticMonitoringFunctionIbiasMonImodMonPRXMonPTXMonAccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块功能框图-SFP+TOSALDDriverROSAFiberDisableDatainputFiberLimitingAmplifierDataoutputLOSMCU＋EEPROMSerialdatainterfaceDDM:DigitalDiagnosticMonitoringFunctionIbiasMonImodMonPRXMonPTXMonThefunctionblockdiagramissameasSFPexcepttheworkrateupto10Gbit/s~14Gbit/s,andthemostimportanttheICmustmaitainisthelowpowerconsumptionandlowcost,theintegrationofLDdriverandLimitingamplifieristhechoiceofmostmanufacturer.FortheuncertaintyofDDMfunctionthatcustomerrequireto,thesingleMCUispreferred.Note:SFP+moduleintegratedwithCDRsisthetrend.(seedetailbelow)AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块功能框图-XFPYoucanfindtheXFPmodulehaveanadditionalfunctionwhichisCDR(clockanddatarecovery)comparedtotheSFP+module.ThedevelopmenttrendoftheICisintegrationofLDdriver,LimitingamplifierandCDRwhichcanlowerthepowerconsumptionandthecost,howeverthegoodperformanceofitisagreatchallengefortheICdesign.Note:ThereistrendtheSFP+moduleintegratedwithCDRinsteadofXFPmodule.AccelinkTechnologiesCo.,Ltd.LightingYourDreams|让光引领梦想光模块功能框图-ONU/OLTWhatwefocusonistheBurstmodeICwhichisdifferentfromtheothermodule,suchastheburstmodeLDdriver,burstmodelimitingamplifierandburstmodeTIA(transimpedanceamplifier)ofwhichtheburstmodeLAandTIAishardtogetinthemarket,thuswesuggestyoudotheworkwithrespecttothem.MDLD1490nm1310nmPDWDMBurstmodeLDdriverTIALimitingamplifierDataINBENINTFDataOUTSDONUBOSALDdriverMDLD1490nm1310nmPDWDMBurstmodeTIABurs