光纤作为光通信的传播媒介，分为多模光纤和单模光纤。

光纤通信的主要优点：大容量，损耗低，中继距离长，保密性强，体积小，重量轻，光纤的原材料取之不竭。

缺点：易折断，连接困难，怕弯曲。

目前常规通用的光模块主要包括：光发送器，光接收器， Transceiver （光收发一体模块）以及 Transponder（光转发器）。

Transceiver 的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功能，此外还有些防伪信息查询、 TX-disable 等功能，常见的有： SIP9、SFF、SFP、GBIC、XFP等。

Transponder除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信号处理功能，如： MUX/DEMUX 、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。

常见的Transponder有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK等。

光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。一般认为 2km及以下的为短距离， 10～20km的为中距离，30km、40km及以上的为长距离。

光模块的传输距离受到限制，主要是因为光信号在光纤中传输时会有一定的损耗和色散。

损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失， 这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。

色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等， 从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。

损耗和色散：损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。这两个参数主要影响光模块的传输距离，在实际应用过程中，1310nm光模块一般按 0.35dBm/km计算链路损耗，1550nm光模块一般按 0.20dBm/km计算链路损耗，色散值的计算非常复杂，一般只作参考。

因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。

中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模块的中心波长主要有三种： 850nm波段、1310nm波段以及 1550nm波段。

单位纳米（ nm），目前主要有 3种：

指每秒钟传输数据的比特数（ bit），单位 bps，目前常用的有 4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。

传输速率一般向下兼容，因此 155M光模块也称 FE（百兆）光模块，1.25G光模块也称GE（千兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外，在光纤存储系统（ SAN）中它的传输速率有 2Gbps、4Gbps和8Gbps；

指光信号无需中继放大可以直接传输的距离， 单位千米（也称公里，km）,光模块一般有以下几种规格： 多模550m，单模15km、40km、80km和120km等等，详见第一项说明。

光收发一体模块种类繁多：

按封装可分为：1*9，SFF，SFP，SFP+，XFP，GBIC，X2，XENPARK ，300Pin等；

其中，可热插拔封装： SFP，SFP+，XFP，GBIC，X2，XENPARK，300Pin；

不可热插拔封装（带插针）：1*9，SFF；

（1）1*9封装--焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用 SC接口。

（2）SFF封装--焊接小封装光模块，一般速度不高于千兆，多采用 LC接口。

SFF（Small Form Factor）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（1*9)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，可以增加线路端口密度，降低每端口的系统成本。又由于 SFF小封装模块采用了与铜线网络类似的 MT-RJ接口，大小与常见的电脑网络铜线接口相同，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的急剧增长。

（3）GBIC封装--热插拔千兆接口光模块，采用 SC接口。

GBIC是Giga Bitrate Interface Converter 的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。 GBIC设计上可以为热插拔使用。 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，在市场上占有较大的市场份额。

（4）SFP封装--热插拔小封装模块，目前最高速率可达 4G，多采用LC接口。

SFP是Small Form Pluggable 的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比 GBIC模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。 SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称 SFP模块为小型化 GBIC（MINI-GBIC）。

（5）XENPAK封装--应用在万兆以太网，采用 SC接口。

（6）XFP封装--10G光模块，可用在万兆以太网， SONET等多种系统，多采用 LC接口。

按速率可分为单位 Mb/s或Gb/s。主要涵盖了以下速率：低速率、百兆（ 155M，622M）、千兆、1.25G、2.5G、4.25G、4.9G、6G、8G、10G和40G等。

按波长可分为常规波长， CWDM ，DWDM等几类；

按颜色可区分为单模光纤（黄色）和多模光纤（橘红色）；

光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。通常有 SC、LC、FC、ST等几种类型。

光纤接口：SFP光模块都是LC接口的，GBIC光模块都是 SC接口的，其他接口还有 FC和ST等。

下面就是几种接口类型的图片。

（1）光功率:

光发射器的光功率值，单位： dBm。由激光器发送光功率决定，光功率对光信号传输距离起着决定性作用。理论上来说，光功率越大，光信号传输距离越远（中继距离长） ，但实际上，光功率越大，对激光器的寿命会有很大的影响。

目前比较常用的激光器类型有： FP和DFP，当然还有其他几种类型，如 VCSEL，EML等；LED发光二级管也可以作为光源使用，只是一般用于低速率（ 155M）、短距离（2KM）场合。

几种常用半导体光发射器件的比较如下表：

类型

主要波长 (nm）

优点

缺点

主要应用场合

LED

1310nm

线性度较好； 温度特性好； 价格低、寿命最长、使用简单

谱线较宽； 耦合效率低

低速（ 155M）； 短距离（ 2KM）

VCSEL

850nm

谱线窄； 功耗低； 调制速率高； 耦合效率最高； 成本低

线性度较差； 温度特性较差

155M~16G； 短距离（ 500M）

FP

1310 nm~1550 nm

多纵模； 谱线较窄； 调制速率高； 成本较低

耦合效率低； 线性度、 温度特性较差

155M~10G； 中距离（ 40KM）

DFB

1270 nm~1610 nm

单纵模； 谱线窄； 调制速率高； 波长稳定性好

耦合效率较低； 温度特性较差； 成本高

2.5G~40G； 长距离（ 80KM）

EAM（EML电吸收调制激光器）

驱动电压低； 功耗低； 调制带宽高； 体积小； 结构紧凑

成本高

比传统 DFB 激光器更适合高速率、 长距离的传输

FP与DFB：都是边缘发光，谐振腔结构不同，多用于单模中长距离传输，可以把此两种激光器归为同一类，两者主要区别就是， DFB激光器内置一个隔离器，可以滤掉不需要的波长，降低色散度，因此可以传得更远，但是价格要贵一些；

LED与VCSEL（垂直腔面发射激光器）：都是面发光，谐振腔结构不同，多用于多模短距离传输，主要传输波长为 850nm；

EAM（EML）：电吸收调制激光器，光电集成器件，由 TEC致冷器，激光二极管， EA调制器，背光检测二极管，热敏电阻等组成，常用于超长距离传输，价格就更贵一些。

在光纤通信中，占主要地位的是半导体激光二极管，它主要用于长距离和大容量（高码速）的光纤通信系统中，其次是发光二级管，可用于短距离、低容量系统或者用于模拟系统。

（2）谱宽：

光源器件的谱线宽度，越窄越好。越窄，引起的光色散就越小，就越利于进行大容量传输。

（3）消光比：

“1”码光脉冲功率与“ 0”码光脉冲功率之比。通常希望光发送机的消光比大一些为好。

（4）边模抑制比（ SMSR）：

针对使用单纵模激光器（ DFB）的光发送机而言，主纵模的光功率与最大边模光功率之比， SMSR>30dB，主光功率是最大边模光功率的 1000倍以上。

FP激光器色散比 DFB激光器色散大，主要用于 20KM~40KM中距离传输，DFB色散小，主要用于 40KM以上长距离传输。

FP激光器：光谱特性不好，存在多个边模，存在色散问题，只能用于中低速率（ 1G~2G以下速率），短距离的应用（小于 10KM）。

OC-48速率，用于2KM产品组；（注：OC-48速率：48倍光学载波，传输速度为 2488.32Mbit/s ，SONET光缆基本速率 OC-1的48倍。）

激光器是光模块中最核心的器件，将电流注入半导体材料中，通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光。

目前最常用的激光器有 FP和DFB激光器，它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同， DFB激光器的价格比 FP激光器贵很多。传输距离在 40KM以内的光模块一般使用 FP激光器；传输距离≥ 40KM的光模块一般使用 DFB激光器；

注：光发射器参数最重要的是光功率以及消光比，其他的只做了解。

半导体光接收器件的特性参数：

由于PIN光二极管无倍增效应，暗电流也很小，本身产生的附加噪声也很低，对光接收机灵敏度产生的影响并不显著。

在光通信中使用的 光接收器件（光探测器件） 有2大类，即PIN光电二极管与 APD雪崩光电二极管。

两者比较如下表：

类型

响应波段

优点

缺点

主要应用

GaAs/InGaAs PIN PD( 无倍增效应）

830nm~860nm/1100nm~1600nm

噪声小； 工作电压低 （仅