詳解光模塊,並認識SFP、SFP+、XFP三種光模塊

一、認識SFP光模塊


SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的縮寫,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,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC一致。

有些交換機廠商稱SFP模塊為小型化GBIC(MINI-GBIC)。 SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC相同。(Mini- GBIC)。 Gigabit Interface Converter的縮寫,是將千兆位電信號轉換為光信號的接口器件。GBIC設計上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國際標準的可互換產品。採用GBIC接口設計的千兆位交換機由於互換靈活,在市場上佔有較大的市場分額

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GBIC模塊分為兩大類:

一是普通級聯使用的GBIC模塊,實現與其他交換機的普通連接;

二是堆疊專用的GBIC模塊,實現與其他交換機的冗餘連接。

SFP模塊則通過將CDR和電色散補償放在了模塊外面,而更加壓縮了尺寸和功耗。

1.SFP 標準化

SFP收發器由一個競爭廠商之間的多邊協議(MSA)進行規範。SFP根據GBIC接口進行設計,允許比GBIC更大的端口密度(主板邊上每英寸的收發器 數目),因此SFP也被稱作“mini-GBIC”。與此相關的小封裝收發器(SFF transceiver)在尺寸上比SFP要小,但SFF是作為一種針腳(as a pin through-hole device)焊接到主機板上,而不是插到邊卡插槽上。

2.SFP類型

SFP收發器有多種不同的發送和接收類型,用戶可以為每個鏈接選擇合適的收發器,以提供基於可用的光纖類型(如多模光纖或單模光纖)能達到的"光學性 能"。可用的光學SFP模塊一般分為如下類別:850納米波長/550米距離的 MMF (SX)、1310納米波長/10公里距離的 SMF (LX)、1550 納米波長/40公里距離的XD、80公里距離的ZX、120公里距離的EX或EZX,以及DWDM。

SFP收發器也提供銅纜接口,使得主要為光纖通信設計 的主機設備也能夠通過UTP網絡線纜通信。也存在波分複用(CWDM)以及單光纖"雙向"(1310/1490納米波長上行/下行)的SFP。

3. 光纖分類

光纖分為多模光纖和單模光纖兩種:其中,多模光纖由於發光器件比較便宜以及施工簡易的特性,廣泛用於短距離的通訊上,多模光纖又分為50um芯徑和62.5um芯徑兩種,其中62.5um的比較常見,但性能上沒有50um的好。

單模光纖一般用於遠距離通訊,芯徑為9um,單模光纖上傳輸距離分別達到10公里、20公里、70公里、120公里。一般交換機廠商在單模上只提供10公 裡和70公里兩種型號,20公里產品可以有效的節約系統集成商特定網絡方案的總體造價。120公里產品用於特殊的超長運行環境。

4.SFP的區別

SFP光模塊通常採用雙LC接口,此外還有單芯SFP光模塊。從速率和光纖類型上可分為百兆單多模、千兆單多模4種。

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二、SFP多模和單模的區別


目前在項目上遇到幾個SFP的問題,有實際上或者可能與光模塊類型相關的問題,所以特意找了些多模和單模的資料。

以下是瞭解到的一些多模和單模SFP的概念和區別。

按照波長分有850nm/1310nm/1550nm/1490nm/1530nm/1610nm,波長為850nm是SFP多模,傳輸距離在2KM以下;

波長為1310/1550nm的是SFP單模,傳輸距離在2KM以上,相對來說這三種波長的價格較其他三種要便宜。

裸模塊如果沒有標識很容易混淆,一般廠家會在拉環的顏色上進行區分,比如:黑色拉環的為多模,波長是850nm,藍色、黃色和紫色拉環的為單模,波長分別是1310nm、1550nm、1490nm。

多模:

幾乎所有的多模光纖尺寸均為50/125μm或62.5/125μm,並且帶寬(光纖的信息傳輸量)通常為 200MHz到2GHz。多模光端機通過多模光纖可進行長達2公里的傳輸。以發光二極管或激光器為光源。拉環或者體外顏色為黑色。

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單模:

單模光纖的尺寸為9/125μm,並且較之多模光纖具有無限量帶寬和更低損耗的特性。而單模光端機多用於長距離傳輸,有時可達到100公里。採用LD或光譜線較窄的LED作為光源。拉環或者體外顏色為藍色、黃色或者紫色。


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區別與連繫:

單模光纖價格便宜,但單模設備較之同類的多模設備卻昂貴很多。單模設備通常既可在單模光纖上運行,亦可在多模光纖上運行,而多模設備只限於在多模光纖上運行。

隨著今年來單模與多模SFP光模塊的拉近,目前單模光纜與單模模塊的採用已經成為主流。單模在使用上明顯優於多模類型。

三、SFP和BIDI SFP的區別


眾所周知,一個常見的SFP模塊通常有兩個端口,一個是TX端口用來發射信號,另一個是RX端口用來接收信號。不同於常見的SFP模塊,BiDi SFP模塊只有一個端口,在一個單一的光纖上採用整體WDM耦合器來發射和接收信號。

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SFP和BIDI SFP連接方法

所有的SFP模塊必須成對使用。對於常見的SFP,我們應該把具有相同波長的兩個SFPs連接在一起。例如,我們在一端使用850nm SFP,那麼在另一端我們必須使用850nm SFP(如下圖所示)。

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對於BiDi SFP,因為它用不同的波長來發射和接收信號,我們應該把具有相反的波長的兩個BiDi SFP連接在一起。例如,我們在一端使用TX1310/RX1550nm BiDi SFP ,那麼在另一端我們應該使用TX1550/RX1310nm BiDi SFP(如下圖所示)。

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BiDi SFP應用

目前,BiDi SFP主要用於光纖到戶部署P2P(點對點)的連接。一個FTTH/FTTB有源以太網網絡由一箇中央局(CO)連接到客戶端設備(CPE)組成。BiDi SFP允許利用波分複用在單纖上雙向通信,這使得CO和CPE連接更簡單。

四、SFP、SFP+和XFP的區別


很多人不清楚SFP+與SFP、XFP的區別,所以有時候帶來不必要的麻煩(安防弱電圈)。10G模塊經歷了從300Pin,XENPAK,X2,XFP的發展,最終實現了用和SFP一樣的尺寸傳輸10G的信號,這就是SFP+。SFP+憑藉其小型化低成本等優勢滿足了設備對光模塊高密度的需求,目前已經逐漸取代XFP成為10G市場主流。

SFP封裝---熱插拔小封裝模塊,目前最高速率可達4G,多采用LC接口 。

SFP+封裝---標準封裝,工作速率是10G,可以滿足以太網10G的應用。

XFP封裝---串行10G光收發模塊的一種標準化封裝。

SFP+光模塊優點:

  • 1、SFP+具有比X2和XFP封裝更緊湊的外形尺寸(與SFP尺寸相同);
  • 2、可以和同類型的XFP,X2,XENPAK直接連接;
  • 3、成本比XFP,X2,XENPAK產品低。

SFP和SFP+的區別:

  • 1、SFP 和SFP+ 外觀尺寸相同;
  • 2、SFP的最高速率可達4G,SFP+的速率是10G;
  • 3、SFP協議規範:IEEE802.3、SFF-8472 ;
  • 4、SFP+支持數字診斷。


SFP+ 和XFP 的區別:

  • 1、 SFP+和XFP 都是10G 的光纖模塊,且與其它類型的10G模塊可以互通;
  • 2、 SFP+比XFP 外觀尺寸更小;
  • 3、 因為體積更小,SFP+將信號調製功能,串行/解串器、MAC、時鐘和數據恢復(CDR),以及電子色散補償(EDC)功能從模塊移到主板卡上;
  • 4、 XFP 遵從的協議:XFP MSA協議;
  • 5、SFP+遵從的協議:IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432;
  • 6、SFP+是更主流的設計;
  • 7、SFP+ 協議規範:IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432。


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五、BIDI SFP+光模塊的優勢


隨著通信的飛速發展,市場上對無線帶寬的要求越來越高,於是很多光通信產品製造商不斷的開發新的產品來滿足市場需求。BiDi SFP+ 光模塊也是在這種情況下產生的,接下來跟大家分享BiDi SFP+光模塊的使用。

BIDI是單纖雙向的光模塊。即BiDi(Bidirectional)。BIDI光模塊只有1個端口,通過光模塊中的濾波器進行濾波,同時完成1310nm光信號的發射和1550nm光信號的接收,或者相反。

由此這種模塊必須成對使用,其最大的優勢就是節省光纖資源。BIDI光模塊常用的波長有TX1310/RX1550nm;TX1310/RX1490nm; TX1550/RX1490nm。

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SFP+光模塊,(10 Gigabit Small Form Factor Pluggable)是一種可熱插拔的,獨立於通信協議的光學收發器,通常傳輸光的波長是850nm, 1310nm或1550nm,用於10G bps的SONET/SDH,光纖通道,gigabit Ethernet,10 gigabit Ethernet和其他應用中,也包括DWDM鏈路。

因此, BiDi SFP+光模塊是基於CPRI(通用公共無線電接口)和OBSAI(開放式基站架構計劃)標準開發設計研發的。BiDi SFP+光模塊採用SFP+小封裝,滿足SFF- 8431 MSA、SFF-8432和 SFF -8472等協議標準,支持單纖雙向傳輸。不僅如此,還支持不同傳輸距離,包括10km, 20km 以及40 km等。另外,工作溫度範圍非常廣,從0℃-75℃可輕鬆運營,成為室內和室外通信網絡的首選,為其提供高速、穩定的信號傳輸通道。

綜上所述, BiDi SFP+光模塊的優勢特點:

  • 波長TX1270/RX1330nm的傳輸距離是10KM/20KM/40KM/60KM; 波長TX1490/RX1550nm的傳輸距離是80KM
  • 單電源+3.3V供電
  • LVPECL/PECL數據接口
  • 工作溫度0℃-70℃※ 符合GR-468-CORE要求
  • 符合Laser Class 1,達到IEC60825-1要求
  • 可供應符合RoHS規範要求的產品


BiDi SFP+光模塊廣泛用於現有無線通信基站和新建的無線通信基站,併為通信基站和光纖天線間架起高速、穩定的信號傳輸橋樑。深圳巨烽光電子有限公司是一家致力於光通信網絡產品研發設計、生產、銷售、服務於一體的公司,為滿足廣大市場需求,不斷開發創新,巨烽光電研發的 BiDi SFP+光模塊,得到了很多客戶的好評和反饋。

六、SFP模塊的老化測試


質量對所有產品都很重要。

為了控制產品的質量,我們會進行一些測試,包括來料檢驗,產品參數測試,距離測試,交換機測試以及老化測試。

A.老化測試的目的:

  • 1.發貨前提前找出故障產品
  • 2.禁止故障產品出廠
  • 3.降低廢品率
  • 4.保證產品出廠後的工作穩定性


B.老化測試的流程:

  • 1.安裝模塊到老化板上
  • 2.開電源
  • 3.連接公母插
  • 4.啟動老化機開關
  • 5.關上老化機箱門
  • 6.點擊顯示屏上的運行
  • 7.溫度設定值為75,溼度設定值為0
  • 8.老化時間大概24小時
  • 9.老化完成,擺放好
  • 10.測試發射和接收


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