光模塊基本原理

光收發一體模塊（Optical Transceiver）

光收發一體模塊是光通信的核心器件，完成對光信號的光-電/電-光轉換。由兩部分組成：接收部分和發射部分。接收部分實現光-電變換，發射部分實現電-光變換。

發射部分：

輸入一定碼率的電信號經內部的驅動芯片處理后驅動半導體激光器（LD）或發光二極管（LED）發射出相應速率的調制光信號，其內部帶有光功率自動控制電路（APC），使輸出的光信號功率保持穩定。

接收部分：

一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉換為電信號，經前置放大器后輸出相應碼率的電信號，輸出的信號一般為PECL電平。同時在輸入光功率小于一定值后會輸出一個告警信號。

光模塊的選用（主要參考依據）

1、光纖連接器的分類和主要規格參數

光纖連接器是在一段光纖的兩頭都安裝上連接頭，主要作光配線使用。 按照光纖的類型分：單模光纖連接器（一般為G.652纖：光纖內徑9um，外徑125um），多模光纖連接器

按照光纖連接器的連接頭形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC。

按照光纖連接器連接頭內插針端面分：PC，SPC，UPC，APC 按照光纖連接器的直徑分：Φ3，Φ2， Φ0.9。

光纖連接器的性能主要有光學性能、互換性能、機械性能、環境性能和壽命。其中最重要的是插入損耗和回波損耗這兩個指標。

2、光模塊發射光功率和接收靈敏度

發射光功率指發射端的光強，接收靈敏度指可以探測到的光強度。兩者都以dBm為單位，是影響傳輸 距離的重要參數。光模塊可傳輸的距離主要受到損耗和色散兩方面受限。損耗限制可以根據公式：損耗受限距離＝（發射光功率-接收靈敏度）/光纖衰減量 來估算。光纖衰減量和實際選用的光纖相關。一般目前的G.652光纖可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纖在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。對于百兆、千兆的光模塊色散受限遠大于損耗受限，可以不作考慮。10GE光模塊遵循802.3ae的標準，傳輸的距離和選用光纖類型、光模塊光性能相關。

光模塊的主要參數

1. 傳輸速率

傳輸速率指每秒傳輸比特數，單位Mb/s 或Gb/s。主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和萬兆。

2.傳輸距離

光模塊的傳輸距離分為短距、中距和長距三種。一般認為2km 及以下的為短距離，10～20km 的為中距離，30km、40km 及以上的為長距離。

光模塊的傳輸距離受到限制，主要是因為光信號在光纖中傳輸時會有一定的損耗和色散。

注意：

損耗是光在光纖中傳輸時，由于介質的吸收散射以及泄漏導致的光能量損失，這部分能量隨著傳輸距離的增加以一定的比率耗散。

色散的產生主要是因為不同波長的電磁波在同一介質中傳播時速度不等，從而造成光信號的不同波長成分由于傳輸距離的累積而在不同的時間到達接收端，導致脈沖展寬，進而無法分辨信號值。

因此，用戶需要根據自己的實際組網情況選擇合適的光模塊，以滿足不同的傳輸距離要求。

3.中心波長

中心波長指光信號傳輸所使用的光波段。目前常用的光模塊的中心波長主要有三種：850nm 波段、1310nm 波段以及1550nm 波段。

850nm 波段：多用于≤2km短距離傳輸

1310nm 和1550nm 波段：多用于中長距離傳輸，2km以上的傳輸。