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SFP、SFP+与XFP光模块:差异深度解析
日期:2024-04-09 04:32:22


1.
 
认识SFP光模块
 

SFP,即SMALL FORM PLUGGABLE的缩写,可以视作GBIC的进化版。相较于GBIC模块,SFP模块的体积大幅缩减,仅为前者的一半。这种紧凑的设计使得在相同的面板上,能够配置多出一倍以上的端口数量,极大地提升了面板的端口密度。尽管体积有所减小,但SFP模块在功能上却与GBIC保持了高度的一致性,确保了其在网络应用中的稳定性和可靠性。


一些交换机厂商为了方便用户理解,将SFP模块亲切地称为小型化GBIC,即MINI-GBIC。这种SFP模块在体积上实现了显著的缩减,相较于传统的GBIC模块,其体积减少了一半,这意味着在相同的面板上,我们可以配置多出一倍以上的端口数量,极大地提高了设备的端口密度和传输效率。
 
虽然体积有所变化,但SFP模块在功能上与GBIC保持了高度的一致性。它们都是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件,确保数据在网络中稳定、高效地传输。
 
值得一提的是,GBIC在设计上支持热插拔功能,这使得设备在维护和升级时更加便捷。同时,作为一种符合国际标准的可互换产品,GBIC在市场上占据了相当大的份额,其互换性灵活,为用户提供了更多的选择和便利。
 
采用GBIC接口设计的千兆位交换机在市场上也备受欢迎,其灵活性和可靠性赢得了用户的广泛认可。

GBIC模块主要可划分为两大类别:
 
一类是常规级联使用的GBIC模块,它主要用于与其他交换机实现普通连接,确保网络的顺畅通信;
 
另一类是专为堆叠设计的GBIC模块,它的作用在于实现与其他交换机的冗余连接,提升网络的可靠性和稳定性。
 
而SFP模块则通过优化内部设计,将CDR和电色散补偿移至模块外部,从而实现了尺寸的进一步压缩和功耗的降低。
 
1.SFP标准化
SFP收发器的规范是由多家竞争厂商共同参与的多边协议(MSA)所制定。它在设计上继承了GBIC接口的精髓,并允许在主板边缘上配置更高密度的收发器,因此,SFP也被业界亲切地称为“mini-GBIC”。值得注意的是,虽然SFF收发器在尺寸上比SFP更为小巧,但它是以针脚形式焊接到主机板上,而非像SFP那样插入边卡插槽。
 
2.SFP类型多样性
SFP收发器提供了丰富的发送和接收类型选择,用户可以根据实际需求和光纤类型(如多模或单模)来选择合适的收发器,以达到最佳的光学性能。常见的光学SFP模块包括:适用于短距离通信的850纳米波长/550米距离的MMF(SX)模块,以及适用于长距离通信的1310纳米波长/10公里距离的SMF(LX)模块等。此外,SFP收发器还支持铜缆接口,使得原本专为光纤通信设计的主机设备也能轻松接入UTP网络线缆。同时,市场上还存在支持波分复用(CWDM)以及单光纤“双向”通信的SFP模块。
 
3.光纤的分类与应用
光纤主要分为多模光纤和单模光纤两大类。多模光纤因发光器件成本较低且施工简便,广泛应用于短距离通信。其中,62.5um芯径的多模光纤较为常见,但性能上稍逊于50um芯径的光纤。而单模光纤则更适用于远距离通信,其芯径为9um,传输距离可达10公里、20公里、70公里甚至120公里。交换机厂商通常提供10公里和70公里两种型号的单模光纤产品,而20公里产品则能有效降低特定网络方案的总体成本。120公里产品则专为特殊超长运行环境而设计。
 
4.SFP的特色与差异
SFP光模块通常采用双LC接口设计,同时也有单芯SFP光模块可供选择。在速率和光纤类型方面,SFP可分为百兆单多模和千兆单多模四种,满足了不同场景下的通信需求。




2.
 
SFP多模和单模的区别
 

关于多模和单模SFP,首先,它们的波长有所不同。多模SFP的波长通常为850nm,其传输距离限制在2KM以下;而单模SFP的波长则为1310nm或1550nm,其传输距离可以超过2KM。值得一提的是,这三种波长的SFP相比其他波长的价格更为亲民。


在实际操作中,裸模块的标识缺失常常会导致混淆。为了解决这个问题,生产厂家通常会在拉环的颜色上做出区分。例如,黑色拉环通常代表多模SFP,其波长为850nm;而蓝色、黄色和紫色拉环则分别代表不同波长的单模SFP。
 
再来看多模SFP的特性。多模光纤的尺寸通常为50/125μm或62.5/125μm,其带宽范围大致在200MHz到2GHz之间。多模光端机采用发光二极管或激光器作为光源,并通过多模光纤实现长达2公里的传输。这类SFP的拉环或体外颜色通常为黑色。

 
相比之下,单模SFP则具有独特的优势。其光纤尺寸为9/125μm,拥有近乎无限的带宽和更低的损耗。单模光端机常用于长距离传输,传输距离有时可达到惊人的100公里。它采用LD或光谱线较窄的LED作为光源,其拉环或体外颜色通常为蓝色、黄色或紫色。

区别与联系解析:
 
单模光纤以其相对较低的价格受到市场的青睐,然而,单模设备的价格却远高于同类多模设备。值得注意的是,单模设备不仅能在单模光纤上运作,也能兼容多模光纤。相对而言,多模设备则仅适用于多模光纤。
 
近年来,随着单模与多模SFP光模块的技术差距逐渐缩小,单模光缆与单模模块的采用已经逐渐成为行业的主流选择。在实际应用中,单模的性能表现明显优于多模类型。


3.
 
SFP与BiDi SFP的差异
 

常见的SFP模块拥有两个端口,TX端口负责信号的发射,而RX端口则负责接收信号。不过,BiDi SFP模块打破了这一常规设计,它仅有一个端口。这一单一端口通过整体WDM耦合器技术,实现了在单一光纤上的信号发射与接收功能,从而展现了其独特的技术优势。


SFP与BiDi SFP的连接方法
 
在使用SFP模块时,有一个重要的原则需要遵循:所有的SFP模块必须成对使用。对于常见的SFP而言,连接的关键在于确保两端的SFP具有相同的波长。举例来说,如果我们在一端使用了850nm的SFP,那么在另一端,我们就必须同样使用850nm的SFP,以确保信号能够顺畅地传输(如图所示)。

对于BiDi SFP模块,由于其特殊的信号处理方式——使用不同的波长来分别发射和接收信号,因此,在连接时,我们必须确保两端的BiDi SFP具有相反的波长。具体来说,如果在一端我们使用了TX1310/RX1550nm的BiDi SFP,那么在另一端,我们就应该选择TX1550/RX1310nm的BiDi SFP与之配对(如图示所示)。


SFP BiDi 的应用
 
当前,BiDi SFP模块在光纤到户(FTTH)及光纤到楼(FTTB)的点对点(P2P)连接部署中发挥着重要作用。在构建有源以太网网络时,它能够将中央局(CO)与客户端设备(CPE)有效地连接起来。BiDi SFP的独特之处在于其能够利用波分复用技术,实现在单根光纤上的双向通信,这一特性极大地简化了CO与CPE之间的连接过程,提高了通信的效率和可靠性。


4.
 
SFP、SFP+与XFP的差异解析
 

很多人对SFP+、SFP和XFP之间的区别感到困惑,这有时会导致不必要的麻烦。10G模块的发展历程经历了从300Pin、XENPAK、X2到XFP的多个阶段,最终实现了与SFP相同尺寸的10G信号传输,这就是SFP+的诞生。SFP+以其小型化、低成本等优势,满足了设备对光模块高密度的需求,目前已逐渐取代XFP,成为10G市场的主流选择。

具体来说,SFP是一种热插拔小封装模块,目前其最高速率可达4G,并多采用LC接口。而SFP+则是标准封装,其工作速率高达10G,完全能够满足以太网10G的应用需求。
 
至于XFP,它代表的是串行10G光收发模块的一种标准化封装。

SFP+光模块的优势:
 
外形小巧:SFP+的封装尺寸与SFP相同,比X2和XFP更为紧凑,适合高密度部署。
 
兼容性强:SFP+能够与同类型的XFP、X2、XENPAK模块直接连接,增强了网络建设的灵活性。
 
成本低廉:相比XFP、X2、XENPAK产品,SFP+的成本更低,有助于降低整体网络建设成本。
 
SFP与SFP+的区别:
 
外观尺寸:SFP与SFP+的外观尺寸一致,均小巧便携。
 
速率差异:SFP的最高速率可达4G,而SFP+的速率则高达10G,满足更高带宽需求。
 
协议规范:SFP遵循IEEE802.3、SFF-8472协议规范;而SFP+支持数字诊断功能,提供更丰富的管理选项。
 
SFP+与XFP的区别:
 
速率与互通性:SFP+和XFP均为10G光纤模块,且能与其他类型的10G模块互通,确保网络连接的多样性。
 
外观尺寸:SFP+在外观尺寸上比XFP更为小巧,更适用于空间有限的环境。
 
功能集成:由于体积更小,SFP+将部分功能如信号调制、串行/解串器、MAC、时钟和数据恢复(CDR),以及电子色散补偿(EDC)等从模块移至主板卡上,实现更高效的集成。
 
协议遵循:XFP遵循XFP MSA协议;而SFP+则遵循IEEE 802.3ae、SFF-8431、SFF-8432等协议规范,确保其广泛兼容性和稳定性。
 
市场接受度:目前,SFP+已成为更主流的设计选择,被广泛应用于各类网络设备中。



 


5.
 
BiDi SFP+光模块:线缆故障应对新选择
 

随着通信技术的日新月异,市场上对无线带宽的需求日益旺盛。为了满足这一市场需求,众多光通信产品制造商不断推陈出新。其中,BiDi SFP+光模块便是这一背景下的创新产物。接下来,让我们一同探讨BiDi SFP+光模块的应用及其优势。

BiDi,即Bidirectional,意为双向。BiDi SFP+光模块以其独特的单纤双向设计脱颖而出。它仅拥有一个端口,通过内置的滤波器实现光信号的滤波,同时能够完成1310nm光信号的发射和1550nm光信号的接收,或者进行反向操作。
 
由于这种特殊的设计,BiDi SFP+光模块必须成对使用,其最大的优势在于光纤资源的节约。在实际应用中,BiDi光模块常用的波长组合包括TX1310/RX1550nm、TX1310/RX1490nm以及TX1550/RX1490nm,这些组合能够满足不同场景下的通信需求。

SFP+光模块,即10 Gigabit Small Form Factor Pluggable,是一款可热插拔的光学收发器,独立于通信协议。它通常支持850nm、1310nm和1550nm的光波长,广泛适用于10G bps的SONET/SDH、光纤通道、gigabit Ethernet、10 gigabit Ethernet等应用场景,甚至包括DWDM链路。
 
BiDi SFP+光模块的研发基于CPRI(通用公共无线电接口)和OBSAI(开放式基站架构计划)标准,确保其在无线通信领域的出色性能。这款模块采用SFP+小封装,不仅满足SFF-8431 MSA、SFF-8432和SFF-8472等协议标准,更支持单纤双向传输,实现高效的光纤利用。此外,BiDi SFP+光模块还支持多种传输距离,如10km、20km和40km,满足不同场景下的通信需求。
 
值得一提的是,BiDi SFP+光模块的工作温度范围广泛,从0℃到75℃均可轻松应对,使其成为室内和室外通信网络的理想选择。它能够为网络提供高速、稳定的信号传输通道,确保数据的可靠传输。
 
综上所述,BiDi SFP+光模块具备诸多优势特点:
 
※采用TX1270/RX1330nm波长的传输距离可达10KM、20KM、40KM和60KM;而TX1490/RX1550nm波长的传输距离更是高达80KM。
※采用单电源+3.3V供电,简洁高效。
※支持LVPECL/PECL数据接口,提供丰富的数据交互选项。
※工作温度范围为0℃-70℃,适应各种环境。
※符合GR-468-CORE要求,确保产品质量和性能。
※符合Laser Class 1标准,达到IEC60825-1要求,安全可靠。
※提供符合RoHS规范要求的产品,符合环保标准。

在无线通信领域,BiDi SFP+光模块以其卓越的性能和广泛的应用,成为现有及新建无线通信基站不可或缺的一部分。这款模块不仅为通信基站与光纤天线之间搭建了一座高速、稳定的信号传输桥梁,更以其出色的传输效率和稳定性,赢得了市场的广泛认可。


6.
 
SFP模块老化测试的重要性与流程
 

质量,对于任何产品而言,都是其立足市场的基石。为了确保SFP模块的质量达到最高标准,我们采取了一系列严格的测试措施,包括来料检验、产品参数测试、距离测试、交换机测试,以及至关重要的老化测试。

A.老化测试的目的:
 
故障预警:在发货前,通过老化测试提前识别出潜在故障产品,避免给客户带来不必要的麻烦。
质量把关:确保无故障产品出厂,维护品牌声誉,提升客户满意度。
减少浪费:有效降低废品率,减少资源浪费,提高生产效率。
稳定性保障:确保产品出厂后能够在各种环境下稳定运行,为客户提供持久可靠的服务。
 
B.老化测试的流程:
 
安装模块:首先,将SFP模块精准安装到老化板上,确保连接稳固。
通电准备:接通电源,为模块提供稳定的电力供应。
连接公母插:正确连接公母插,确保信号传输的畅通无阻。
启动老化机:打开老化机开关,启动老化测试程序。
关闭机箱门:关上老化机箱门,确保测试环境的密闭性。
设置参数:在显示屏上点击运行,并将温度设定值设为75℃,湿度设定值为0%,以模拟极端工作环境。
老化运行:让模块在设定的环境下持续老化测试,时间约为24小时。
摆放模块:老化测试完成后,将模块摆放整齐,以便进行后续测试。
收发测试:最后,对模块进行发射和接收测试,确保其性能达到出厂标准。

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