光纤和光模块的那点事儿

来源：弱电飞鱼

前言：你在光纤传输布线中是否遇到过下面的问题：光纤收发器怎么接上不亮？光纤收发器和交换机插光模块能不能搭配使用？带光口的球机可以和交换机搭配使用吗？

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你在光纤传输布线中是否遇到过下面的问题：光纤收发器怎么接上不亮？光纤收发器和交换机插光模块能不能搭配使用？带光口的球机可以和交换机搭配使用吗？

一、光纤

由玻璃或塑料制成的纤维，用于传输光信号。传输原理是‘光的全反射’。具有保密性好、重量轻、抗干扰能力强、距离远、数据带宽高的优点，光纤支持的传输速率包括100Mbps，1Gbps，10Gbps及更高。

1、光纤分类

光纤传输的常用波长有：850、1310、1490、1550nm，按照光纤传输光信号模式分为单模光纤（SMF）和多模光纤（MMF）：

单模光工纤：只能传输一种模式的光，适用于长距离传输。

多模光纤：可以传输多种模式的光，适用于机房内等短距离传输。

2、光纤的常见接口类型

二、光模块

负责进行光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。常见的光模块速率：155M(百兆)、1.25G(千兆)、 10G(万兆)、40G。

1、光模块类型

按速率分类：百兆光模块、千兆光模块、10G光模块、40G光模块、100G光模块。

按封装分类：SFP光模块、SFP+光模块、XFP光模块、QSFP+光模块、CFP光模块、QSFP28光模块、CXP光模块、X2光模块、XENPAK光模块。

按模式分类：单模光模块和多模光模块。

2、发射光功率

发射光功率指发射端的光强度，以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数。

3、接收灵敏度

接收灵敏度指可以探测到的光强度，以dBm为单位。一般情况下，速率越高接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高。

4、偏置电流

为了使激光器LD高速开关正常工作，必须对它加上略大于阈值电流ITH的直流偏置电流IBIAS,直接用BIAS表示。BIAS过大会加速器件的老化，BIAS太小激光器无法正常工作。

5、消光比

信号逻辑为1时的光功率与为0时的光功率的大小之比，单位为dB。消光比和光功率成反比关系，在调试过程中会发现把光功率调大消光比会变小，反之把光功率调小消光比会变大。

6）、饱和光功率

在一定的传输速率下，维持一定的误码率时的最大输入光功率。当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。

7）、工作温度

光模块工作温度分两种。商业级：0~70℃，工业级：-40~85℃。

8、光模块配对原则

由于光模块进行传输数据时分为发送和接收两个方向，双纤光模块通过不同的端口区分，单纤光模块通过不同的光波长区分，如下。

因此在使用单纤的光模块时，两端光模块的波长要匹配，即TX/RX相反。

9、光模块组网方式

三、光缆故障的主要产生原因

为保证光传输信号距离远、低损耗的应用特性，一条光缆线路必须满足一定的物理环境条件。任何轻微的光缆弯曲形变或者轻度污染都会造成光信号的衰耗，甚至中断通信。

1、光缆路由线路长

由于光缆本身的物理特性和生产过程中的不均匀性，使其中传播的光信号时刻都在发生着漫射和被吸收。当光缆链路过长时，就会造成整条链路光信号的整体衰耗超过网络规划的需求，光信号衰耗太大，会使通信效果下降。

2、光缆放置弯曲角度过大

光缆弯曲衰耗和受压衰耗其本质上都是由于光缆变形导致光传输过程中满足不了全反射生成的。光纤具有一定的可弯曲性，但当光纤弯曲到一定角度时，将引起光信号在光缆中传播方向的变化，产生弯曲衰耗。这就要求在布线施工时，要特别注意给走线预留充足的角度。

3、光缆受压或断裂

这是光缆故障中最容易出现的故障，光纤受到外力因素或自然灾害的原因，产生微小的不规则弯曲甚至断裂，当断裂发生在接头盒或光缆内部时，从外表是无法发现断点的，但是在光纤断裂点会发生折射率的变化，甚至会形成反射损耗，使光纤的传输信号质量变差。此时，用OTDR光缆测试仪检测反射峰的方式查找光纤内部弯曲衰耗处或断裂点。

4、光纤接头施工熔接故障

在光缆铺设过程中，经常会使用光纤熔接机将两段光纤熔为一条。由于是对光缆纤芯层的玻璃纤维进行熔接，所以在施工现场熔接过程中需要根据光缆的类型正确的使用熔接机，由于操作不符合施工规范以及施工环境的变化，容易使光纤纤维被上沾染污物，从而导致在熔接过程中混入杂质，造成整条链路的通信质量下降。

5、光纤核心线径不同

光纤铺设经常使用多种活动连接的铺设方式，例如法兰连接，经常使用在建筑物里的计算机网络铺设中。活动连接一般损耗较低，但活动连接时光纤的端面或法兰的端面不清洁，核心光纤直径不同，接合不严，将会使接头损耗大大增加。通过OTDR或双端功率进行测试，可以发现核心直径不匹配故障。需要注意的是，单模光纤和多模光纤除了核心光纤直径不同外，光的传输模式、波长和衰耗方式完全不同，所以不能混用。

6、光纤接头污染

尾纤接头污染、跳纤受潮是光缆故障的主要故障原因。尤其是在室内的网络中存在着很多的短纤，和各种网络交换设备，光纤接头的插拔、法兰的更换、转接非常频繁。在操作过程中，灰尘过大、插拔损耗、手指的触碰等都很容易使光纤接头变脏，会使光路无法调通或光衰减过大。应使用酒精棉进行清洁。

7、接头处抛光不良

接头抛光不良也是光纤链路的主要故障之一。现实物理环境中理想的光纤切面是不存在的，都有一些起伏或斜面。当光缆链路中的光遇到此类切面时，由于接合面不规则而产生光的漫散射和光的反射，会使光的衰耗大大增加。在OTDR测试仪的曲线上，抛光不良的切面的衰减区要比正常端面大的多。

四、常见问题解答

1、交换机光口是否需要开启？

未配置过的可网管交换机除了光电复用口的光口需要开启外，其他交换机的光口均是即插即用，无需配置开启。

2、光口不亮怎么处理？

1）检查设备光口和使用的光模块速率是否匹配。

2）检查两端使用的光模块是否配对。

3）检查使用的光纤是否和光模块匹配，单模光模块使用单模光纤，多模光模块使用多模光纤，双纤光模块，一端的两根光纤左右对调下。

4）检查光纤链路是否OK，使用短纤进行测试。

5）光模块或尾纤、光模的瓷芯过脏。

6）光模块或尾纤坏了，或者光纤熔接不好。

光纤相关的故障是调试过程中或维护最常见故障，也是出现最多的故障，所以，需要一个检查光纤发光是否正常的的仪表，这个就不得不说下光纤故障排查神器，光功率计和红光笔，光功率计用来测试光纤传输损耗的，也非常好用、简单，容易上手，是排查光纤故障的不二之选。红光笔是用来查找光纤在哪个光纤盘的。这两种排查光纤故障必备神器，不过现在光功率计和红光笔都结合在一个仪表上了，更加方便。