3.5.2　光纤接口介绍

将光纤与设备连接起来需要用到光模块和光纤接口连接器。光模块的主要作用是进行光电信号的转换，将设备中的电信号转换为光信号以便在光纤上进行传输，光模块上都提供有光纤接口。光纤接口连接器就是用于将光纤与光模块上的光纤接口连接在一起，从而能够将光模块中的光信号通过光纤进行传输。下面对光模块和光纤接口连接器进行简单地介绍。

光纤模块（Optical Module），由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。发射部分是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，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是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。

光纤模块包括了光接收模块、光发送模块、光收发一体模块（Optical Transceiver）和光转发模块（Optical Transponder）等。其中的光收发一体模块主要功能是实现光电/电光变换，包括光功率控制、调制发送、信号探测、IV转换以及限幅放大判决再生等功能，通常将其简称光模块或者光纤模块，是光纤通信系统中重要的器件。光转发模块除了具有光电变换功能外，还集成了很多信号处理功能，如MUX/DEMUX、CDR、功能控制及监控等功能。下面主要介绍光收发一体模块。

光纤模块按照不同的指标有很多分类方式，比如，按照激光类型可以分为LED、VCSEL、FP LD、DFB LD等；按照发射波长分为：850nm、1 310nm、1 550nm等；按照使用方式分为非热插拔方式和可热插拔方式；按照光纤的传输方式分为多模光纤和单模光纤，其中单模光纤使用的波长通常是1 310nm和1 550nm，而多模光纤使用的波长通常是850nm和1 310nm；按照封装的方式不同可分为GBIC、SFP、XFP、SFF等，如图3-20所示。

GBIC（Giga Bitrate Interface Converter），是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可支持热插拔。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品，采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活使用较为广泛，但是GBIC体积较大，且容易坏，当前应用在慢慢减少，支持SC、ST光纤接口。

图3-20　光模块示意图

SFP（Small Form-factor Pluggables）可以简单地理解为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，也被有些交换机厂商称为小型化GBIC（Mini-GBIC），由于体积小并且便宜，应用非常广泛，支持LC等光纤接口类型。

SFF（Small Form Factor）是一种小封装光模块，采用了先进的精密光学及电路集成工艺，尺寸只有普通双工SC（1X9）型光纤收发模块的一半，在同样空间可以增加一倍的光端口数，提高线路端口密度，降低每端口的系统成本。由于SFF小封装模块采用了与铜线网络类似的KT-RJ接口，大小与常见的计算机网络铜线接口相同，有利于现有以铜缆为主的网络设备过渡到更高速率的光纤网络以满足网络带宽需求。

SFP Combo端口与其对应的10/100/1000BASE-T以太网端口在逻辑上光电复用，用户可根据实际组网情况选择其一使用，但二者不能同时工作，并且在二者都连通的情况下，只有光口处于有效的工作状态。

XFP（10Gigabit Small Form Factor Pluggable）是一种可热交换的，独立于通信协议的光学收发器，用于10Gbit/s的以太网和SONET/SDH，多采用LC光纤接口。

GigacBiDi系列单纤双向光模块利用的是WDM技术实现一根光纤传输双向信号，尤其是光纤资源不足，需要1根光纤传双向信号。GigacBiDi包括SFP单纤双向（BiDi）、GBIC单纤双向（BiDi）、SFP＋单纤双向（BiDi）、XFP单纤双向（BiDi）、SFF单纤双向（BiDi）等。

光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口，其原理是利用光从光密介质进入光疏介质发生的全反射。光纤接口连接器用于连接光模块及光纤传输媒质，光纤通信系统中不可缺少的无源器件，使光通道间能够实现可拆式连接，既方便了光系统的调测与维护，又使光系统的转接调度更加灵活。光纤连接器按照连接头形式可分为FC、SC、ST、LC、MU、MTRJ等，目前常用的有FC、SC、ST、LC，如图3-21所示。

图3-21　光接口连接器示意图

FC（Ferrule Connector）是圆型带螺纹的接头，其外部加强方式采用金属套，接头是金属接头，紧固方式采用螺纹锁紧机构，即螺丝扣，一般用在光纤配线架（Optilal Distribufion Frane，ODF）侧，这是因为FC是金属接头，而ODF不会有高温问题，并且金属接头的可插拔次数比塑料要多。FC连接器是发明较早、使用最多的一种光纤接口连接器。

SC是模塑插拔耦合式连接器，接头是标准方型接头，其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形，插头套管（插针）由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构。SC采用工程塑料，能够耐高温，不容易氧化。传输设备侧光接口一般常用SC接头。SC的紧固方式为插拔销式，不用螺纹连接，可直接插拔，与FC连接器相比具有价格低廉、操作空间小、使用方便的特点。低端以太网产品中也比较常见，例如100Base-FX。

LC（Lucent Connector，朗讯连接器）是一种Mini型的SC连接器，具有更小的体积，已得到广泛应用，是今后光纤接口连接器发展的一个方向。低端以太网产品中非常常见。LC接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。

ST连接器采用卡口式锁紧机构，主要参数指标与FC和SC连接器相当，通常用在多模器件连接上，此外，在厂家设备间对接时使用也较多，通常用于10Base-F。

在网络设备上或者其扩展的接口板上会有不同种类光模块的接口，如图3-22所示，将光模块插到设备上相应接口中，再将光纤插入到光模块的光接口中即可完成光纤的连接。

图3-22　光纤接口板和XFP光模块