通信光纤是如何分类的，G651～ G657都有啥区别

根据ITU-T的标准，通信光纤分为：G.651～ G.657共7个大类，这几类光纤有什么区别呢。

1、G.651光纤

G.651是多模光纤，而从G.652至G.657都是单模光纤。

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成的，如图1所示。包层的直径通常为125us，涂覆层（着色后）的直径一般为250us；但纤芯的直径就不是个固定值了，因为纤芯直径的不同，直接导致了光纤传输性能的巨大变化。

图1 光纤的结构图

多模光纤的纤芯直径一般为50um～100um，当纤芯直径变小时，光纤的传输性能明显改善。原来光信号在光纤内的传输有多种模式，如图2所示，当纤芯直径变小时，光信号的传输模式也会变少，各传输模式间的干扰变少。

图2 渐变型多模光纤中光信号的传输

当光纤的纤芯直径小到一定值以下时，光信号的传输模式就只剩下了一种，如图3所示，这就成了单模光纤。（图2和图3是老丁头瞎画的，不太严谨）

图3 单模光纤中光信号的传输

2、G.652光纤

G.652光纤是应用最广泛的光纤，目前除了光纤到户(FTTH)的入户光缆外，长途、城域使用的光纤几乎全为G.652光纤。

从光的能量分布来看，单模光纤中的光信号并不仅在纤芯传输，包层中也有光信号。为了描述单模光纤中光能的集中程度，把光纤中光强度降低到轴心处最大光强的1/(e^2)的各点中两点最大距离定义为模场直径，如图4所示。

图4 模场直径的定义

显然，模场直径更能体现单模光纤的传输特性，所以，单模光纤干脆不提纤芯直径了。模场直径是单模光纤的一个重要参数,大小随波长增大而增大。

影响光纤传输距离的最重要因素之一是衰耗，光纤的衰耗系数是和波长相关的。常规单模光纤的衰耗系数见图5。从图中可以看出，光纤在1310nm和1550nm处的衰耗较小，1310nm和1550nm也成了单模光纤最常用的2个波长窗口。

图5 常规单模光纤的衰耗系数

3、G.653光纤

在光通信系统的速率进一步提高后，信号的传输开始受光纤色散的影响。色散是指信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后产生的信号失真（脉冲展宽）现象，如图6所示。

图6 光纤的色散

光纤的色散系数也是和波长有关的，如图7所示。单模光纤在1550nm处的衰耗系数最小，但该波长处的色散系数较大。于是人们就研制出了一种在1550nm处色散系数为0的单模光纤，这种看似完美的光纤就是G.653。

图7 G.652和G.653光纤的色散系数

然而，光纤的色散为0却不适合波分(WDM)系统的使用，所以，G.653光纤很快就被淘汰了。

4、G.654光纤

G.654光纤主要用于海缆通信系统，为适应海缆通信长距离、大容量的需求，G.654光纤主要做了两个方面的改进。

（1）降低光纤的损耗；从G.652的0.22dB/km降到了0.19dB/km（标准值）。

（2）增大光纤的模场直径；光纤的模场直径越大，通过光纤横截面的能量密度就越小，从而改善光纤的非线性效应，提升光纤通信系统的信噪比。

老丁头猜想，增大光纤模场直径最容易的办法就是增加纤芯直径，纤芯直径增加后，光纤的截止波长不就加大了呗。这就不难理解G.654光纤的名称为:截止波长位移光纤了（G.654光纤的截止波长约为1530nm,其他单模光纤一般为1260nm）。当然，纤芯直径也不能增加太多，否则连1550nm的波长范围都不能使用，就成多模光纤了。

5、G.655光纤

G.653光纤因在1550nm波长处的色散为零，不利用WDM系统的使用，于是就研制了一种在1550nm波长处色散很小但不为0的光纤，这就是G.655光纤。G.655光纤在1550nm波长附近衰耗最小、色散较小且不为0，可以用于WDM系统；所以，G.655光纤在2000年前后的20多年时间内，一直是长途干线的首选。G.655光纤的衰耗系数与色散系数见图8。

图8 G.655光纤的衰耗系数与色散系数

但是，这么好的光纤也有面临淘汰的一天。随着色散补偿技术的成熟，G.655光纤居然被G.652光纤取代了。大约从2005年开始，长途干线开始规模使用G.652光纤，目前G.655光纤几乎仅用于原长途线路的维护。

老丁头认为，G.655光纤被淘汰还有一个重要的原因：

G.655光纤的模场直径标准是8～11μm（1550nm），不同光纤厂商生产的光纤模场直径可能差距较大，但光纤的型号却没有任何区别，而模场直径差异较大的光纤接续时有较大的衰耗，这就给维护带来了极大的不便；所以，在干线系统中，即使使用G.652光纤需要更大的的色散补偿成本，用户也不愿意选择G.655光纤。

6、G.656光纤

介绍G.656光纤之前，先回到G.655称霸长途干线的那个年代。

从衰耗特性来看，G.655光纤从1460nm～1625nm（S+C+L波段）的波长范围都可以用于通信，但由于1530nm波长以下光纤的色散系数太小，不适合波分(WDM)系统的使用，所以G.655光纤的可使用波长范围为1530nm～1525nm（C+L波段）。

为了使光纤的1460nm～1530nm波长范围（S波段）也能用于通信，设法降低了G.655光纤的色散斜率，这就是成了G.656光纤。G.656光纤的衰耗系数与色散系数见图9。

图9 G.656光纤的衰耗系数与色散系数

老丁头认为，由于光纤的非线性效应，长途WDM系统的波道数量不会大量增加，而城域光纤的建设成本较低，增加WDM系统的波道数意义也不大，所以，目前的密集波分（DWDM）主要还是80/160波，光纤的C+L波段足以满足需求。除非高速率系统对波道间隔有较大的要求，否则G.656光纤将永远没有规模使用的哪一天。

7、G.657光纤

G.657光纤是除G.652外使用量最大的光纤，FTTH入户的比电话线还细的光缆，里面用的就是G.657光纤。

G.657光纤是一种对弯曲不敏感的光纤，其曲率半径不足G.652光纤的一半。

8、后记

通信光纤的每个大类还分了很多子类，如最常用的G.652光纤是G.652D。由于篇幅的关系，本文对每个大类的子类不做介绍。

作者：一丁一卯

终于有人能把SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP常见的光模块讲明白了

光模块，英文原称是optical module。它包括光接收模块、光发送模块、光收发一体模块、光转发模块等。

光转发模块，英文是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 MSA，XENPAK，以及X2/XPAK 等。

光收发一体模块，英文是Transceiver：主要功能是实现光电/电光变换，常见的有：SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。

1.SFF

SFF是Small Form. Factor的简称，英特尔将其称为小封装技术。SFF光模块是最早期光模块产品，主要业务速率在2.5Gbps及以下，其电接口有两种规格：10pin和20pin，两种版本的主要数据信号接口是一致的。20pin版本的模块提供额外的管脚用于数据信号之外的时钟信号恢复，激光器监视和告警监视功能。SFF的尺寸要比SFP小，并且是以插针的形式焊接到主板上的。

2.SFP

SFP 是Small Form-factor Pluggables的简称，即小封装可插拔光模块。SFP可以看成是SFF的可插拔版本，它的电接口是20pin金手指，数据信号接口与SFF模块基本相同。

SFP模块还提供I2C控制接口，兼容SFP-8472标准的光接口诊断。SFF和SFP都不包含SerDes部分，只提供一个串行的数据接口，将CDR和电色散补偿放在了模块外面，从而使小尺寸、小功耗成为可能。由于受散热限制，SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距离、短距离和中距离应用。

3.GBIC

GBIC是Gigabit Interface Converter的缩写，即千兆接口转换器，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC个头比较大，差不多是SFP体积的两倍，是通过插针焊接在PCB板上使用。目前基本上被SFP取代。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）。

4.XFP

XFP是10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的简称，即10G 小封装可插拔光模块，电接口是30pin金手指。不同业务类型的模块可支持OC192/SMT-64 9.95Gbps，10Gigabit FC 10.5Gbps，G.709 10.7Gbps，10Gigabit Ethernet 10.3Gbps。主要用于需要小型化及低成本10G解决方案。

同SFF/SFP一样，XFP为了减小体积，将SerDes部分放在了光模块外部，XFP光收发器有一个串行10Gbps电接口，称为XFI，这个接口是用来连接外部SerDes器件的。

XFP是在XENPAK、X2、XPAK等4信道SerDes光收发模块的基础上发展而来的。XFP在XENPAK、X2、XPAK的基础上，完全去掉了SerDes，从而大大降低了功耗、体积和成本。

5.SFP+

SFP+跟SFP的外形一样，也是20pin金手指电接口，只是支持的最大速率比SFP高，达到与XFP同等的10Gbps。与XFP比较，SFP+内部没有CDR(时钟数据恢复)模块，所以SFP+的体积和功耗都比XFP小。SFP+一般只支持中短距离传输。

6.300pin MSA

300pin MSA是完备的光接口模块，其特点是体积大，用散热器型金属外壳封装，以利于散热。该类型光模块支持10Gbps和40Gbps两种规格。这两种规格的光模块电接口都工作在16个并行信道上，10G规格模块的单信道电接口速率为622~669MHz，符合OFI的SFI4和IEEE的XSBI规范。

40G规格模块的单信道电接口速率为2.5G~3.125G，符合SFI5规范。该类光模块支持SONET/SDH和10G XSBI。遵循ITU-T G.691和G.693标准，传输距离从600m到80km。

7.XENPAK

XENPAK是4信道SerDes结构，通过70pin的SFP连接器与电路板连接，其数据通道是XAUI接口；Xenpak支持所有IEEE 802.3ae定义的光接口，在线路端可以提供10.3Gbps、9.95Gbps或4*3.125Gbps的速率。

为了降低300pin MSA光模块的成本，光模块的电接口向两个方向发展：4信道并行接口和10Gbps单通道串行接口，它们的代表者就是XENPAK和XFP。

XENPAK是面向10G以太网的第一代光模块，采用4*3.125G接口。XENPAK是从16信道并行XSBI过渡到4信道的XAUI的。XENPAK选用XAUI是因为它的管脚少，不需要时钟，速率能达到3.125G，能立即用在标准CMOS电路中。而且通过XAUI的数据是自动排列的，也就是说SerDes器件自动平衡使用4个信道。

Xenpak光模块安装到电路板上时需要在电路板上开槽，实现较复杂，无法实现高密度应用。

8.XPAK/X2

虽然与300pin MSA相比，XENPAK的体积已经减小了很多，但是还是不够理想。目前小型化是10G光模块的一种趋势，XPAK是XENPAK的直接改进型，体积缩小一半，光接口、电接口与原来的保持一致。

9. BIDI

BiDi是Bidirectional的缩写，即单纤双向的意思。利用WDM技术,发送和接收两个方向使用不同的中心波长。实现一根光纤双向传输光信号。一般光模块有两个端口，TX为发射端口，RX为接收端口；而该光模块只有1个端口，通过光模块中的滤波器进行滤波，同时完成1310nm光信号的发射和1550nm光信号的接收，或者相反。因此该模块必须成对使用，他最大的优势就是节省光纤资源。

BIDI 模块必须成对使用，例如若一端使用了GACS-Bi1312-10，另外一端就必须使用GACS-Bi1512-10。

10. CWDM

CWDM 是Coarse Wavelength Division Multiplexing，稀疏波分复用器，也称粗波分复用器。与之对应的是DWDM，Dense Wavelength Division Multiplexing ，密集波分复用器，DWDM的价格比CWDM贵很多。

CWDM光模块采用CWDM 技术，可以通过外接波分复用器，将不同波长的光信号复合在一起，通过一根光纤进行传输，从而节约光纤资源。同时，接收端需要使用波分解复用器对复光信号进行分解。

相对于DWDM系统中0.2nm到1.2nm的波长间隔而言，CWDM具有更宽的波长间隔，业界通行的标准波长间隔为20nm。由于CWDM系统的波长间隔宽，对激光器的技术指标要求较低。由于波长间隔达到20nm，所以系统的最大波长偏移可达－6.5℃～＋6.5℃，激光器的发射波长精度可放宽到±3nm，而且在工作温度范围(－5℃～70℃)内，温度变化导致的波长漂移仍然在容许范围内，激光器无需温度控制机制，所以激光器的结构大大简化，成品率提高。

另外，较大的波长间隔意味着光复用器/解复用器的结构大大简化。例如，CWDM系统的滤波器镀膜层数可降为50层左右，而DWDM系统中的100GHz滤波器镀膜层数约为150层，这导致成品率提高，成本下降，而且滤波器的供应商大大增加有利于竞争。CWDM滤波器的成本比DWDM滤波器的成本要少50%以上，而且随着自动化生产技术和批量的增大会进一步降低。

（来源：网络）

相关问答

[回答]◆多种规格的传输距离无中继点对点传输距离为40km,80km,120km,及以上。◆具有良好的可扩展性:2波至16波任意选择,加DWDM波道可升级到32波以上。多...

[回答]多种速率业务灵活透明接入提供多种速率业务接口,支持以太网、PDH、SDH、CATV及专网等业务。◆具有1+1光复用端保护功能。光路倒换时间≤30ms,保证线...

光纤的种类很多,分类方法也是各种各样的。从材料角度分按照制造光纤所用的材料分类,有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光...

OSN1800系列产品包括OptiXOSN1800I/II紧凑型设备(简称OSN1800I/II紧凑型设备)、OptiXOSN1800II分组型设备(简称OSN1800II分组型)、Opt...

[回答]方便扩容:具有EXPRESS扩容接口,多台CWDM1000设备可以叠加使用,通道数量成倍增长。具有1+1光复用端保护功能。光路倒换时间≤30ms,保证线路的安全可...

[回答]所有波分复用器系统都具有以下特点:1、充分利用光纤的带宽资源光纤具有巨大的带宽资源(低损耗波段),波分复用技术使一根光纤的传输容量比单波长传...

[回答]生产波分复用器的厂家:森润达、WTD、F-toneNetworks、Finisar、华为。这几家的波分复用器产品质量都很不错,其中北京森润达世纪信息技术有限公司的...

[回答]多种规格的传输距离无中继点对点传输距离为40km,80km,120km,及以上。具有良好的可扩展性:2波至16波任意选择,加DWDM波道可升级到32波以上。...

[回答]波分复用器简单的来说就是把不同波长的光信号复合到一根光纤上进行传输的部件,它的存在为商家节约了不少光纤资源,所以说波分复用器是在组网的时候...

[回答]需要具体到型号才能确定光模块的价格哈。光模块价格几十到上万的都有。现在一般的都会买兼容光模块,质量有保障,价格相对于原厂品牌要低很多很多,性...