從上世紀90年代開(kāi)始，以太網(wǎng)和各種網(wǎng)絡(luò )應用蓬勃發(fā)展，人們對帶寬的需求也日益強烈。從最早的10M/100M以太網(wǎng)，到后來(lái)普遍使用的千兆以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò )設備的接口類(lèi)型、傳輸介質(zhì)、數據編碼技術(shù)等也在隨之變化和發(fā)展。針對當今數據中心建設過(guò)程中，服務(wù)器虛擬化、云計算等技術(shù)對高帶寬、高性能的需求，10G（萬(wàn)兆）以太網(wǎng)也已成為主流技術(shù)，廣泛用于數據中心內部互聯(lián)。

為了應對更高的帶寬需求，IEEE 802.3ba工作小組從2008年1月就開(kāi)始開(kāi)發(fā)支持40G/100G的新的以太網(wǎng)標準。至2010年6月，該標準已獲得正式批準。在可以預見(jiàn)的不久的將來(lái)，40G/100G以太網(wǎng)技術(shù)將成為數據中心匯聚到核心互聯(lián)的主要技術(shù)。

數據中心設備的接口可分為光接口和電接口兩類(lèi)。電接口一般用于接口速率要求較低，傳輸距離較近的情況，例如數據中心接入層；而光接口一般用戶(hù)高帶寬遠距離傳輸。電接口連接的是5類(lèi)非屏蔽雙絞線(xiàn)（俗稱(chēng)RJ45接口），傳輸的電信號；光接口連接的是光纖，傳輸的是光信號。

提到光口就不得不介紹一下光模塊。廣義的光模塊（Optical module）包括光接受模塊、光發(fā)送模塊、光收發(fā)一體模塊、光轉發(fā)模塊等。Transponder(光轉發(fā)器)除了具有光電變換功能外，還集成了很多的信號處理功能，如：MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及監控等功能。常見(jiàn)的Transponder 有：200/300pin MSA，XENPAK，以及X2/XPAK 等。

而我們常說(shuō)的通常意義的光模塊實(shí)際上是Transceiver(光收發(fā)一體模塊)，它的主要功能是實(shí)現光電/電光變換，常見(jiàn)的光模塊有：SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。下面將介紹一下幾種常見(jiàn)的光模塊類(lèi)型。

SFF：SFF是Small Form. Factor的簡(jiǎn)稱(chēng)，英特爾將其稱(chēng)為小封裝技術(shù)。SFF光模塊是最早期光模塊產(chǎn)品，主要業(yè)務(wù)速率在2.5Gbps及以下，其電接口有兩種規格：10pin和20pin，兩種版本的主要數據信號接口是一致的。20pin版本的模塊提供額外的管腳用于數據信號之外的時(shí)鐘信號恢復，激光器監視和告警監視功能。SFF的尺寸要比SFP小，并且是以插針的形式焊接到主板上的。

SFP：SFP是Small Form-factor Pluggables的簡(jiǎn)稱(chēng)，即小封裝可插拔光模塊。SFP可以看成是SFF的可插拔版本，它的電接口是20pin金手指，數據信號接口與SFF模塊基本相同。SFP模塊還提供I2C控制接口，兼容SFP-8472標準的光接口診斷。SFF和SFP都不包含SerDes部分，只提供一個(gè)串行的數據接口，將CDR和電色散補償放在了模塊外面，從而使小尺寸、小功耗稱(chēng)為可能。由于受散熱限制，SFF/SFP只能用于2.5Gbps及以下速率的超短距離、短距離和中距離應用。

GBIC：GBIC是Gigabit Interface Converter的縮寫(xiě)，即千兆接口轉換器，是將千兆位電信號轉換為光信號的接口器件。GBIC個(gè)頭比較大，差不多是SFP體積的兩倍，是通過(guò)插針焊接在PCB板上使用。目前基本上被SFP取代。SFP模塊在功能上與GBIC基本一致，也被有些交換機廠(chǎng)商稱(chēng)為小型化GBIC（Mini-GBIC）。

XFP：XFP是10 Gigabit Small Form. Factor Pluggable的簡(jiǎn)稱(chēng)，即10G 小封裝可插拔光模塊，電接口是30pin金手指。不同業(yè)務(wù)類(lèi)型的模塊可支持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解決方案。同SFF/SFP一樣，XFP為了減小體積，將SerDes部分放在了光模塊外部，XFP光收發(fā)器有一個(gè)串行10Gbps電接口，稱(chēng)為XFI，這個(gè)接口是用來(lái)連接外部SerDes器件的。XFP是在XENPAK、X2、XPAK等4信道SerDes光收發(fā)模塊的基礎上發(fā)展而來(lái)的。XFP在XENPAK、X2、XPAK的基礎上，完全去掉了SerDes，從而大大降低了功耗、體積和成本。

SFP+：SFP+跟SFP的外形一樣，也是20pin金手指電接口，只是支持的最大速率比SFP高，達到與XFP同等的10Gbps。與XFP比較，SFP+內部沒(méi)有CDR(時(shí)鐘數據恢復)模塊，所以SFP+的體積和功耗都比XFP小。SFP+一般只支持中短距離傳輸，暫時(shí)還沒(méi)有支持ER(40km)和ZR(80km)的SFP+模塊。SFP+與XFP對比如下圖所示：

光端口的模式共分兩種：?jiǎn)文：投嗄�。工程上要求單�？诨ミB使用單模光纖，多�？诨ミB使用多模光纖。 多模光接口中心波長(cháng)850nm，一般有部分在可見(jiàn)光的紅光頻段的能量。（可見(jiàn)光部分波長(cháng)范圍是：390~760nm，大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光）單模光接口的中心波長(cháng)有兩種：1310nm和1550nm，1310nm一般為短距、中距或長(cháng)距接口，1550nm一般為長(cháng)距、超長(cháng)距接口。都在紅外線(xiàn)頻段，為不可見(jiàn)光。

單模有多種型號，中心波長(cháng)在1310nm的單�？趥鬏斁嚯x有10Km、30Km、40Km等，中心波長(cháng)在1550nm的單�？趥鬏斁嚯x有40Km、70Km、100Km等。實(shí)際傳輸距離取決于對應型號光模塊的實(shí)際發(fā)射功率、光路上的傳輸衰減和光口的接收靈敏度。

多�？诎l(fā)射功率比單�？谛�，與GBIC或SFP的型號直接相關(guān)，一般在-9.5dBm到-4dBm之間；單模光口的范圍一般在0dBm左右，一些超長(cháng)距接口會(huì )高達+5dBm。多�？诮邮展β室话阍�-20dBm到0dBm之間；單模在-23 dBm到0dBm之間。

最大可接收功率叫做過(guò)載光功率，最小可接收功率叫做接收靈敏度。工程上要求正常工作接收光功率小于過(guò)載光功率3－5dBm，大于接收靈敏度3－5dBm。一般來(lái)講不管單模接口還是多模接口，實(shí)際接收功率在-5－-15dBm之間算比較合理的工作范圍。

光功率異常損耗的原因有：

（1）光連接器未連接好；

（2）光纖曲率半徑過(guò)小，整個(gè)光路上的任何部分光纖轉彎半徑不能小于4cm；

（3）光纖接頭或光接口被污染。

（4）工程上對光口及其互連的要求匯總

（5）未使用的光接口要關(guān)閉發(fā)射端，處于shutdown狀態(tài)。

（6）單�？诮�距離尾纖互連，注意分析是否需要添加合適的光衰。

（7） 整個(gè)光路上的任何部分光纖轉彎半徑不能小于4cm。

（8）未連接到光口的尾纖接頭、未連接尾纖的光口一定要安裝保護帽。

（9）正常工作接收光功率小于過(guò)載光功率3－5dBm，大于接收靈敏度3－5dBm。

（10）法蘭盤(pán)引入的光功率衰減：每個(gè)接插件衰減應該小于0.3dBm。

（11）光纖距離引入的光功率衰減：每公里光纖衰減應該小于0.8dBm。

（12） 單�？诨ミB使用單模光纖，多�？诨ミB使用多模光纖。

（13）無(wú)論是路由設備之間還是路由設備與傳輸設備之間，都要求直連口中心波長(cháng)一致，不能一端是1310nm、另一端是1550nm。

下面結合H3C產(chǎn)品，介紹一下端口問(wèn)題的一般處理思路。常見(jiàn)的端口問(wèn)題可分為端口報文異常和端口頻繁UP/DOWN兩類(lèi)。

入端口報文異常的處理思路如下：

（1）如果端口狀態(tài)LINK DOWN，建議測試鏈路、調整端口工作模式；

（2）如果通過(guò)display interface命令，端口入包統計不增加，同時(shí)對端出包統計也不增加，建議排查對端設備；

（3）如果端口入包的錯誤統計頻繁增加：

1、建議測試鏈路，鏈路質(zhì)量差或者線(xiàn)路光衰大會(huì )導致報文在傳輸過(guò)程中出錯；

2、通過(guò)display interface命令，查看兩端端口的工作模式是否相同；

3、排查對端設備；

4、更換光模塊；

出端口報文異常的處理思路如下：

（1）如果端口狀態(tài)LINK DOWN，建議測試鏈路、調整端口工作模式；

（2）通過(guò)display interface命令，查詢(xún)對端的入包統計，如果overruns、ignored計數增加，建議排查對端設備，如果CRC、frame、throttles計數增加，建議測試鏈路，鏈路質(zhì)量差或者線(xiàn)路光衰大會(huì )導致報文在傳輸過(guò)程中出錯；

（3）更換自身設備的光模塊。

接口頻繁UP/DOWN的問(wèn)題處理思路如下：

（1）如果是光口，則通過(guò)查看光模塊alarm信息來(lái)排查兩者光模塊以及中間光纖問(wèn)題。對于H3C認證的光模塊可以查看光模塊diagnosis信息確認是否光功率處于光模塊的臨界值。

[H3C]display transceiver diagnosis interface G2/0/1

GigabitEthernet2/0/1 transceiver diagnostic information:

Current diagnostic parameters:

Temp.(℃) Voltage(V) Bias(mA) RX power(dBM) TX power(dBM)

40 3.34 1.13 -10.43 0.20

光模塊光功率標準范圍可以通過(guò)下面命令查看

[H3C_hidecmd]_display transceiver interface G5/0/1

GigabitEthernet5/0/1 transceiver information:

Transceiver Type : 1000_BASE_LX_SFP

Connector Type : LC

Wavelength(nm) : 1310

Transfer Distance(km) : 10(9um)

Digital Diagnostic Monitoring : YES

Vendor Name : H3C

Ordering Name : SFP-GE-LX10-SM1310

Max. TX Power(dBm) : -3.0

Min. TX Power(dBm) : -9.5

Min. RX Power(dBm) : -20.0

Max. RX Power(dBm) : -3.0

Original Manufacturer : AGILENT

Part Number : HFCT-5710LP-H3C

Rev Number : N

Serial Number : AA05011023

Product Date : 08-03-01

（2）如果是電口，則可能會(huì )在自協(xié)商情況下因為協(xié)商不穩定導致問(wèn)題。這種情況下可以嘗試設置強制速率雙工。