【安防知識(shí)網(wǎng)】視頻光端機(jī)市場(chǎng)需求的急劇增大，帶來(lái)了光纖帶寬容量和設(shè)備管理的新需求。為了滿足這種變化的要求，作為核心器件之一的光收發(fā)模塊的種類也隨之越來(lái)越多，要求越來(lái)越高，復(fù)雜程度也以驚人的速度發(fā)展。但就總體趨勢(shì)而言，光模塊正朝著小型化、低功耗、高速率、遠(yuǎn)距離、熱插拔、智能化方向發(fā)展。

　　小型化

　　隨著光纖的普及，目前全球的光通信市場(chǎng)都朝著全光網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展，光通信設(shè)備的保有量越來(lái)越大，所以對(duì)設(shè)備的體積要求越來(lái)越小。而接口板包含的接口又越來(lái)越多，進(jìn)一步加劇了設(shè)備的密度，為了適應(yīng)通信設(shè)備對(duì)光器件的要求，光模塊正向高度集成的小封裝發(fā)展。光模塊的接口從ST、FC發(fā)展到SC及更小尺寸的LC、MT-RJ型連接口形式，相應(yīng)的光收發(fā)模塊的封裝形式也從塑料封裝發(fā)展到金屬封裝。管腳排列及封裝由單排9腳(1×9)、雙排5腳(2×5)或10腳(2×10)向金手指接口方向發(fā)展。SFF(Small Form Factor)小封裝光模塊采用了先進(jìn)的精密光學(xué)及電路集成工藝，尺寸只有普通雙工SC(1X9)型光纖收發(fā)模塊的一半，在同樣空間可以增加一倍的光端口數(shù)，可以增加線路端口密度，降低每端口的系統(tǒng)成本。在具體應(yīng)用上，已經(jīng)有部分光端機(jī)廠商在使用SFF、SFP模塊，還有的廠商使用1×9模塊加尾纖LC接口的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)小型化。

　　通信設(shè)備體積的變小，帶來(lái)了一個(gè)散熱的問(wèn)題，這就要求光電器件向低功耗的方向發(fā)展。目前的小封裝(SFF、SFP)光模塊已經(jīng)全部采用低電壓3.3v供電，保證了系統(tǒng)設(shè)備的正常工作。

　　高速率

　　人們對(duì)信息量要求越來(lái)越多，對(duì)信息傳遞速率要求越來(lái)越快，作為現(xiàn)代信息交換、處理和傳輸主要支柱的光通信網(wǎng)，一直不斷向超高頻、超高速和超大容量發(fā)展，傳輸速率越高、容量越大，傳送每個(gè)信息的成本就越來(lái)越小。長(zhǎng)途大容量方面當(dāng)前的熱點(diǎn)是10Gbit/s和40Gbit/s，硅光電子學(xué)研發(fā)在美國(guó)如火如荼，據(jù)Luxtera公司介紹，它能輕松實(shí)現(xiàn)100GBit/s的傳輸速率。IEEE研究小組宣布，他們已就以太網(wǎng)的下一個(gè)目標(biāo)達(dá)成一致，目標(biāo)是將現(xiàn)有以太網(wǎng)的速率提高10倍，從目前的10G/b提高到100G/b，并預(yù)計(jì)，這一目標(biāo)將在2010年實(shí)現(xiàn)。

　　安防市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，光纖施工難度的加大，使得系統(tǒng)對(duì)于光端機(jī)單根光纖的傳輸數(shù)量越來(lái)越高，所以超高速的光模塊已經(jīng)逐漸在光端機(jī)上得到使用。傳輸速率越高、容量越大，傳送每個(gè)視頻的成本就越低?，F(xiàn)在2.5G和CWDM的光模塊已經(jīng)穩(wěn)定應(yīng)用在視頻光端機(jī)上，更高4G、8G和10G的模塊在SDH應(yīng)用上雖然也已經(jīng)成熟，但速率再高，引起的信號(hào)損耗、功率耗散、電磁輻射(干擾)和阻抗匹配等問(wèn)題難以解決，并且目前的價(jià)格太高，視頻光端機(jī)暫時(shí)還沒(méi)有成熟的應(yīng)用，隨著成本的不斷降低和配套IC方案的成熟，相信很快就將得到應(yīng)用。[nextpage]

　　遠(yuǎn)距離

　　光模塊的另一個(gè)發(fā)展方向是遠(yuǎn)距離。我國(guó)幅員遼闊，再加上光端機(jī)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，使得傳輸距離的要求也越來(lái)越高。影響傳輸距離的因素很多，主要由三個(gè)大方向決定：激光器、傳輸光纖以及接收靈敏度。

　　其它因素確定的情況下，激光器的發(fā)光功率越大，能傳輸?shù)木嚯x越遠(yuǎn)，但并不是說(shuō)激光器功率越大越好，發(fā)光功率過(guò)大會(huì)影響激光器的工作壽命;激光器直接相關(guān)的另外一個(gè)因素就是譜寬，譜寬越小，能傳輸?shù)木嚯x也就越遠(yuǎn)，DFB激光器較FP激光器能達(dá)到更大的輸出功率，同時(shí)譜寬也很小;傳輸光纖對(duì)距離的影響主要表現(xiàn)在損耗和色散方面，不同波段在光纖中傳輸受到的影響也不一樣，如1310nm波段在G652光纖中無(wú)色散，損耗大，而1550nm波段則相反，色散大，損耗相對(duì)較小;接收靈敏度越高能接收到的信號(hào)越微弱，傳輸?shù)木嚯x也就越遠(yuǎn)，主要區(qū)別在PIN-TIA和APD的選擇上。

　　在光端機(jī)上，如果用FP類型、1310nm波長(zhǎng)激光器的光模塊，則8路視頻在典型的G652光纖系統(tǒng)中其傳輸距離也可以達(dá)到20km以上，而1路或2路的光端機(jī)其傳輸距離則可以達(dá)到40km以上。如果使用DFB類型、1550nm波長(zhǎng)的激光器，則8路視頻的光端機(jī)也可以達(dá)到80km的傳輸，當(dāng)然，其價(jià)格也昂貴許多。

　　值得一提的是，為了節(jié)省光纖資源，現(xiàn)在很多光端機(jī)都采用單纖雙向傳輸?shù)姆绞剑饽K上也選用單纖雙向模塊，在正、反向的傳輸分別用1310nm和1550nm波長(zhǎng)的激光來(lái)配對(duì)使用，從成本方面考慮，一般選用FP類型的激光器，那么這個(gè)時(shí)候就要注意，1550nm波長(zhǎng)的光在光纖中其色散特性較為嚴(yán)重，所以限制了它的傳輸距離，一般在低速率下也只能保證40km，如果需要傳輸較長(zhǎng)距離，則要使用DFB類型激光器了。例如，一些公司的常規(guī)產(chǎn)品就能夠滿足8路視頻70公里以內(nèi)的傳輸需要，而使用APD模塊則可以達(dá)到8路視頻傳輸100公里。

　　熱插拔

　　未來(lái)光模塊全部支持熱插拔功能，該功能無(wú)需切斷電源，模塊即可以與設(shè)備連接或斷開。由于光模塊帶熱插拔的功能，網(wǎng)絡(luò)管理人員無(wú)需關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)就可實(shí)現(xiàn)更換或擴(kuò)展，對(duì)系統(tǒng)的連續(xù)工作不會(huì)造成什么影響，這樣大大減少維護(hù)和升級(jí)的成本，使得最終用戶能更好地管理設(shè)備。目前，支持這熱插拔的光模塊目前有GBIC和SFP光模塊。由于SFP的外型比較小，它可以直接插在電路板上，應(yīng)用面相當(dāng)廣。[nextpage]

　　智能化

　　SFP(Small Form Pluggable的縮寫，即小型化封裝可熱插拔模塊)模塊，可以簡(jiǎn)單的理解為GBIC的升級(jí)版本。但SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量，是采用數(shù)字診斷功能的SFP智能化光模塊。現(xiàn)階段，光模塊的智能化體現(xiàn)在兩方面。

　　第一是指光模塊的內(nèi)置IC具有監(jiān)測(cè)光模塊的溫度、供電電壓、激光偏置電流以及發(fā)射和接收光功率等參數(shù)。這五個(gè)參數(shù)的實(shí)現(xiàn)除了經(jīng)過(guò)采集、變換電路外都由模塊內(nèi)部的模擬電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，以二進(jìn)制的形式提供給用戶訪問(wèn)。通過(guò)這些參數(shù)，可以監(jiān)測(cè)光端機(jī)的工作狀態(tài)。

　　第二是指光模塊具有數(shù)字診斷功能。在SFF-8472 MSA中，規(guī)范了數(shù)字診斷功能及有關(guān)SFF-8472的詳細(xì)內(nèi)容。SFF-8472保留了原來(lái)SFP/GBIC在地址A0h處的地址映射，并在地址A2h處又新增了一個(gè)256字節(jié)的存貯單元。這個(gè)存貯單元除了提供參數(shù)偵測(cè)信息外，還定義了報(bào)警標(biāo)志或告警條件以及各個(gè)管腳的狀態(tài)鏡像。根據(jù)該規(guī)范規(guī)定，在模塊內(nèi)部的電路板上偵測(cè)和數(shù)字化參數(shù)信號(hào)。然后，提供經(jīng)過(guò)標(biāo)定的結(jié)果或提供數(shù)字化的測(cè)量結(jié)果及標(biāo)定參量。被監(jiān)測(cè)的信息被存貯在標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)中，通過(guò)雙纜串行接口進(jìn)行讀取。光模塊中的數(shù)字診斷功能為系統(tǒng)提供一種性能監(jiān)測(cè)手段，可以幫助系統(tǒng)管理預(yù)測(cè)光模塊的壽命、定位并隔離系統(tǒng)故障。故障隔離特性可以使系統(tǒng)管理員快速定位鏈路故障的位置，無(wú)論是在模塊內(nèi)還是在線路上，是在本地模塊還是在遠(yuǎn)端模塊上。通過(guò)快速定位故障，減少了系統(tǒng)的故障修復(fù)時(shí)間。

　　另外，為了配合光模塊熱插拔的特點(diǎn)，智能化模塊還預(yù)留有一定的存儲(chǔ)單元?？蛻艨梢栽诖鎯?chǔ)單元內(nèi)寫入密碼或協(xié)議等信息，限制未授權(quán)者隨意更換SFP模塊，從而保證生產(chǎn)廠商的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和客戶利益。

　　由于SFP模塊易于互換，跟傳統(tǒng)焊接模塊相比，光電或者光纖網(wǎng)絡(luò)更容易升級(jí)和維護(hù)?？梢谱呋蛘咛娲鷨蝹€(gè)模塊來(lái)修理或者升級(jí)，而不是替換包含多個(gè)焊接模塊的整個(gè)電路板。這能大大減小維護(hù)和升級(jí)的成本。并且SFP具有多種優(yōu)勢(shì)：

　　·高性能，具有突出的機(jī)械和光電特性，并且對(duì)用戶友好;

　　·互聯(lián)距離長(zhǎng)，支持1000Base-LH標(biāo)準(zhǔn)，采用單模光纖時(shí)，最長(zhǎng)距離可達(dá)70km;

　　·可以連接多種光纖，除了有支持1000Base-LH標(biāo)準(zhǔn)的SFP，還有支持1000Base-SX和1000Base-LX標(biāo)準(zhǔn)的SFP。

　　雖然在目前的視頻光端機(jī)上，1×9模塊占據(jù)了絕大部分應(yīng)用，但就模塊的發(fā)展趨勢(shì)而言，具備以上優(yōu)點(diǎn)的SFP光模塊已逐漸成為主流光模塊。未來(lái)光元器件的熱點(diǎn)將主要集中在三大塊，廣域網(wǎng)、接入(PON)網(wǎng)絡(luò)以及LAN/SAN的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)，基于MSA模塊以及PON網(wǎng)絡(luò)的有源器件將是未來(lái)一個(gè)非?；鸨氖袌?chǎng)，同時(shí)隨著城域接入和數(shù)據(jù)通信的迅速增長(zhǎng)，而SFP光模塊的出現(xiàn)則滿足了視頻光端機(jī)后續(xù)的發(fā)展需要。與不斷增長(zhǎng)的通信系統(tǒng)一樣，智能SFP模塊技術(shù)代表了新一代光模塊的發(fā)展趨勢(shì)，將是下一代高速光模塊的基石。