愛華網(wǎng)SFP GBIC XFPSFP+光模塊的區(qū)別雜談
通信網(wǎng)干線傳輸容量的不斷擴大及速率的不斷提高使得光纖通信成為現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸手段，在現(xiàn)在的光通信網(wǎng)絡(luò)中，如廣域網(wǎng)(WAN)、城域網(wǎng)(MAN)、局域網(wǎng)(LAN)所需要的作為核心光電子器件之一的光收發(fā)模塊的種類越來越多，要求也越來越高，復(fù)雜程度也以驚人的速度發(fā)展。光收發(fā)模塊的急劇增加導(dǎo)致了多樣性，需要不斷發(fā)展相關(guān)技術(shù)滿足這樣應(yīng)用需求。
我們先來了解一下什么是光收發(fā)模塊，
一、光收發(fā)一體模塊定義
光收發(fā)一體模塊由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。發(fā)射部分是：輸入一定碼率的電信號經(jīng)內(nèi)部的驅(qū)動芯片處理后驅(qū)動半導(dǎo)體激光器（LD）或發(fā)光二極管（LED）發(fā)射出相應(yīng)速率的調(diào)制光信號，其內(nèi)部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信號功率保持穩(wěn)定。接收部分是：一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉(zhuǎn)換為電信號。經(jīng)前置放大器后輸出相應(yīng)碼率的電信號，輸出的信號一般為PECL電平。同時在輸入光功率小于一定值后會輸出一個告警信號。
二、光收發(fā)一體模塊分類
按照速率分：以太網(wǎng)應(yīng)用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GESDH應(yīng)用的155M、622M、2.5G、10G
按照封裝分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP，各種封裝見圖1～6
1×9封裝–焊接型光模塊，一般速度不高于千兆，多采用SC接口
SFF封裝–焊接小封裝光模塊，一般速度不高于千兆，多采用LC接口。SFF（Small Form.Factor）小封裝光模塊采用了先進的精密光學及電路集成工藝，尺寸只有普通雙工SC（1X9）型光纖收發(fā)模塊的一半，在同樣空間可以增加一倍的光端口數(shù)，可以增加線路端口密度，降低每端口的系統(tǒng)成本。又由于SFF小封裝模塊采用了與銅線網(wǎng)絡(luò)類似的MT-RJ接口，大小與常見的電腦網(wǎng)絡(luò)銅線接口相同，有利于現(xiàn)有以銅纜為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到更高速率的光纖網(wǎng)絡(luò)以滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的急劇增長。
GBIC封裝–熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口。GBIC是Giga Bitrate InterfaceConverter的縮寫，是將千兆位電信號轉(zhuǎn)換為光信號的接口器件。GBIC設(shè)計上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國際標準的可互換產(chǎn)品。采用GBIC接口設(shè)計的千兆位交換機由于互換靈活，在市場上占有較大的市場分額。
SFP封裝–熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達4G，多采用LC接口。SFP是SMALL FORM.PLUGGABLE的縮寫，可以簡單的理解為GBIC的升級版本。SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC一致。有些交換機廠商稱SFP模塊為小型化GBIC（MINI-GBIC）
XENPAK封裝–應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口
XFP封裝–10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口
對上面的概念做一些自己的解讀。首先要知道的是GBIC（GigaStack Gigabit InterfaceConverter）是一個通用的、低成本的千兆位以太網(wǎng)堆疊模塊，可提供Cisco交換機間的高速連接，既可建立高密度端口的堆疊，又可實現(xiàn)與服務(wù)器或千兆位主干的連接，為快速以太網(wǎng)向千兆以太網(wǎng)的過渡，GBIC模塊分為兩大類，一是普通級聯(lián)使用的GBIC模塊，二是堆疊專用的GBIC模塊。
其次是SFP小型可插拔收發(fā)光模塊，可以簡單的理解為GBIC的升級版本。
SFP模塊（體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。由于SFP模塊在功能上與GBIC基本一致，因此，也被有些交換機廠商稱為小型化GBIC（Mini-GBIC）。因為可以直接插在電路板上，在封裝上較省空間與時間。
目前萬兆網(wǎng)常用的SFP+模塊，SFP就是Small Form-factorPluggables，對于SFP和SFP+的區(qū)別，一個是用在萬兆網(wǎng)的，而SFP支持的則是千兆和百兆的速率。對于SFP+，是用于10Gbps以太網(wǎng)和8.5Gbps光纖通道(FibreChannel)系統(tǒng)的最新可插拔光纖模塊尺寸規(guī)格。
SFP+具有比X2和XFP封裝更緊湊的外形尺寸，而且功耗不到1W。此外，它還提供較當前10Gbps器件更高的安裝密度。一種更為新型的設(shè)計已經(jīng)使得SFP+具有與SFP(小型可插拔)行業(yè)標準相同的體積，后者面向數(shù)據(jù)速率高達4Gbps的應(yīng)用。
對于大家都熟知的XFP是10 Gigabit Small Form Factor Pluggable萬兆以太網(wǎng)光模塊收發(fā)器。XFP是用于10GbE領(lǐng)域的串行模塊，是一種下一代的光模塊。但是隨著到底是直接用10G的還是先過渡到4G的話題的不斷討論和4G網(wǎng)絡(luò)標準和產(chǎn)品的出臺，XFP似乎受到了一些打擊。
PECL 正的射極耦合邏輯，具有相當高的速度，差分信號
| 1.5G-3GSDI 光模塊簡介SDI光模塊簡述 SDI光模塊按速率分為3G-SDI光模塊（用于1路純視頻的高清SDI光端機）、1.5G-3G-SDI光模塊， 按封裝可分為單發(fā)單收光模塊（用于1路純視頻的高清SDI光端機）、雙發(fā)雙收SDI光模塊（用于1路純 視頻的高清SDI光端機）、1.5G或3G與155M非對稱速率的3G-SDI光模塊（用于帶反向控制數(shù)據(jù)的高清 SDI光端機）。 SDI光模塊當中又分安防級光模塊和廣電級光模塊，而其中的區(qū)別就是安防級的光模塊不能通SDI病態(tài)碼測試 廣電級光模塊可以通過SDI病態(tài)碼測試。并且兩者的價格相差很大。 SDI光模塊典型應(yīng)用 SDI光模塊專用于高清SDI光端機，高清SDI光端機專用3G-SDI光模塊，SD/HD/3G SDI光端機產(chǎn)品最早為廣電行 業(yè)客戶開發(fā)使用，應(yīng)用于電視臺演播廳、 動物拍攝、電影拍攝、大運會直播現(xiàn)場，后來延伸至1080P高清監(jiān)控領(lǐng)域，可帶反向控制數(shù)據(jù)； 速率是1.485G（也稱1.5G，對應(yīng)SMPTE-292M標準，支持720P）和2.97G（也稱3G，對應(yīng)SMPTE-424M標 準，支持FULL HD全高清1080P）。目前市面上做SDI光端機的廠商很多，但是絕大部分產(chǎn)品不能通過 SDI病態(tài)碼測試，傳輸規(guī)格碼率信號的時候勉強可用，但是傳輸不規(guī)則碼率信號的時候問題立即體現(xiàn)， 在1.5G速率下（720P或1080i應(yīng)用）出現(xiàn)問題的概率低一些，在3G速率下（1080P應(yīng)用）出現(xiàn)問題的概 率高，主要表現(xiàn)為高清視頻傳輸過程中時而出現(xiàn)閃屏、黑屏、藍屏，不能保證畫面連續(xù)流暢播放，導(dǎo) 致這些問題的原因主要有二：其一，采用的高清SDI光端機方案不成熟或者設(shè)計缺陷，這個原因占小 部分；其二，成本因素，市面上大部分的SDI光端機采用普通SFP光模塊，即用1.25G速率和2.5G速率 的數(shù)字SFP光模塊來代替SDI光端機專用VIDIO SFP光模塊，這樣不可避免傳輸碼率不規(guī)則的時候出現(xiàn) 大量誤碼。高清SDI光端機的應(yīng)用領(lǐng)域有較高的畫面質(zhì)量要求，自然不可容忍畫面不流暢，所以應(yīng)采 用高質(zhì)量的高清SDI光端機專用3G-SDI光模塊，才能保證高清圖像傳輸過程中無閃屏、黑屏藍屏等現(xiàn)象。 |
目測一般測定方法是，黑白顯示器看分辨率測試圖楔形黑白條紋在哪里分開，無法區(qū)別黑白時，共臨界點即為分辨率。顯示器、鏡頭必須使用性能超過被測攝像機的機器目測必須在以下條件下進行：測定照明條件：光源色溫為3100k +100k；照度為2000lx +100lx。攝像機設(shè)定條件：增益為0dB，AGC OFF；電子快門OFF； 白平衡最佳。選線法目測法是一般的檢測方法，還有一種方法是選擇分辨率圖的相應(yīng)的水平線，利用示波器確認垂直線寬（黑白）的振幅，即利用獲得多少TVL判斷分辨率。垂直分辨率垂直分辨率由電視制式的掃描線數(shù)決定。PAL制式表示1幀有效掃描線為625線，平均1個場有20線垂直消隱時間，因此，實際畫面只出現(xiàn)585TVL。另外，由于CCTV采用的是逐行掃描方式，因此分辨率下降。其比例被稱為凱爾系數(shù)，按照經(jīng)驗，使用0.7數(shù)值。這樣，最終垂直分辨率HV=（625-20x2）x0.7，約410TVL左右是垂直分辨率的界限。如上所述，垂直分辨率由電視制式?jīng)Q定，并不表示攝像機的性能。水平分辨率這是評價CCTV監(jiān)控攝像機性能的重要項目之一。水平分辨率從理論上講，由下述的一般公式表示，與圖像頻率成比例。各項指標規(guī)格如下：N：TVL、f：圖像信號頻率、A：縱橫比（3：4=0.75）、Q：消隱率=（Q=0.16）、fh：水平掃描頻率（f=15.625kHz)時，用N=2fA（1-Q）/fh表示，PAL制式時，代入各值后得出N=f（MHz）x80（TVL/MHz）關(guān)系式是：圖像頻率1（MHz）=80（TVL/MHz）。按照上述關(guān)系，盡量提高圖像頻率后可得到高分辨率，但是實際使用的CCD決定了時鐘頻率和采樣頻率。使用HI-RESO的CCD時的抽樣頻率為14.18MHz，根據(jù)抽樣原理（為了將連續(xù)信號所含的頻率成份正確再現(xiàn)為抽樣值數(shù)據(jù)，抽樣頻率必須為連續(xù)信號擁有頻率上限的2倍以上），圖像信號頻率被限制在約7MHz。
另外，如果圖像信號成份存在超過抽樣頻率1/2的頻率成份，將產(chǎn)生折疊現(xiàn)象，產(chǎn)生假信號/摩爾紋圖像不純，很難參照來說明。為了防止這種現(xiàn)象，需要使用高效帶通濾器7MHz以上頻率。但在當時實際上很難制造出這樣的濾波器，因此，圖像信號頻率變?yōu)?MHz左右，水平分辨率達到480TVL。JVC攝像機的高分辨比JVC在滿足上述條件的同時，反復(fù)討論如何實現(xiàn)高分辨化，并在行業(yè)首次實現(xiàn)了水平分辨率540TVL商品化。如上所述，如何才能在不產(chǎn)生假信號的情況下將圖像頻率擴展到高帶寬是問題的要點。為此，我們將注意力放到了以下方面：如何實現(xiàn)采用高像素CCD；優(yōu)化光學LPF（帶通濾波器）；電路寬帶化。本文將就如何擴展電路的寬帶化進行特別說明。通過新開發(fā)的DSP，附加與此前的亮度Y信號不同的僅有高頻成份的信號，從而實現(xiàn)擴展圖像頻率，得到?jīng)]折疊失真的高分辨率圖像。最低被攝物體的照度（靈敏度）CCTV監(jiān)控攝像機的另外一個重要性能是最低被攝物體的照度（靈敏度）。所謂最低被攝物體照度，就是“為了獲得可識別被攝物體最低限界的圖像輸出水平而所需的必要的被攝物體照度”，用lx（勒克斯）表示。簡單地說，就是攝像機在黑暗的地方能夠拍攝出什么程度的亮度，數(shù)字越?。ㄕ斩鹊停┍硎緮z像機的靈敏度能夠拍攝出很暗的地方，表示性能越好。最低被攝物體照度的測定方法方法一是使用標準灰度卡測試圖，使圖像正好充滿監(jiān)視器（欠掃描時）的邊框。測定照明條件必須滿足：光源色溫為3100k+100k；攝像機設(shè)定條件：增益（最大）；AGC（ON）；電子快門（OFF）；白平衡：最佳。第二種方法是，降低照度使灰度梯級中央的白色達到50%（0.35V）圖像水平，顯示達到規(guī)定水平時的照度。注意確認項目盒型攝像機的最低被攝物體照度的測定是隨著被選鏡頭的亮度（F值）而變化的。一般選用亮度為F1.2的鏡頭，在最低被攝物體照度的測定值上會明確標明鏡頭指標。測定時，一般情況下標明灰度階梯至亮度電平為50%（0.35V）時的照度，不過也有些廠家是25%（0.18V）或最低，甚至有些廠家不標出測試時的亮度電平。如上所述，因測定條件不同，故不能夠只比較絕對值，而是需要看所標示的條件。同時，使用亮度為F1.0鏡頭時照度為1/1.4；在白色水平25%（0.18V）下測定時，照度變成1/2，區(qū)別很大。或許，還存在有些標明的攝像機靈敏度看似很好，但實際上性能卻完全不一樣的情況。提高最低被攝物體照度（靈敏度）的方法 提高攝像機的最低被攝物體照度可以考慮下面幾點
增大固體攝像元件1個象素的開口面積。由于攝像元件的尺寸固定，增大1個象素的開口面積，象素數(shù)會減少，分辨率也會減少。例：29萬象素1個象素尺寸 9.8u x6.3u 0.55lx（TK-C750EC）；44萬象素 1個象素尺寸 6.5u x6.25u1.5lx（TK-C920EC）。要在不減少分辨率的情況下增大開口面積，可將固體攝像元件的尺寸改為1/2型，如：44萬象素1個象素尺寸 8.6u x8.3u0.6lx（TK-C1480BEC）。增加AGC 如果提高增益靈敏度，噪音成份同時也會增加，通常增加20dB~26dB左右的增益，在產(chǎn)品目錄中標示為AGCMAX規(guī)格。追加B&W切換功能白天變暗時，將彩色圖像自動切換為黑白模式提高靈敏度，近年來，這種方式利用得越來越多。這種方法有2種類型：EasyDay/Night及True Day/Night方式。其中EasyDay/Night方式表示白天照度適當時輸出彩色圖像，變暗時關(guān)閉彩色成份變?yōu)楹诎讏D像，進一步提高AGC。黑白狀態(tài)下，增加AGC的部分靈敏度會提高。采用這種方式的攝像機有TK-C920EC/C921EC、TK-C205EC。而TrueDay/Night方式表示使用對近紅外線靈敏度高的固體攝像元件，獲得白天適當?shù)恼斩葧r，插入（紅外）CUT過濾器，輸出彩色圖像，光線變暗后，除去IR（紅外）CUT過濾器，讓紅外光成份進入攝像機，輸出高靈敏度的黑白圖像，TK-C1430EC、TK-C1460EC、TK-C655BEC則使用了這種方式。追加累積電子快門功能這種方式是將固體攝像元件的圖像信號以幀或場為單位累積或加到畫像存儲器，延長固體攝像元件的存儲時間提高靈敏度。因快門時間變長，靈敏度雖然得到提高，但噪音成份也在增加，并且對移動被攝物體圖像會產(chǎn)生模糊現(xiàn)象。這種方式多用于使用寬視角監(jiān)控移動少的被攝物體、背景。上述測定條件：鏡頭F1.2，白色水平（50%），AGC（MAX），電子增感（X32）前面雖然列出了最低被攝物體照度一覽表，但是，攝像機的功能、性能存在差異，選擇攝像機時不能僅要考慮最低照度，百且需要考慮到前面所講到的分辨率等因素，結(jié)合自己的使用目的進行選擇，這才是正確的選擇攝像機的方法。SONY一體化FCB-EX480CP機芯真假如何分辯一、FCB的主要特性
SONY作為CCD的龍頭，他擁有許多在圖像處理方面的國際專利。尤其在圖像還原和一體化攝像機聚焦速度都是在同類產(chǎn)品中遙遙領(lǐng)先的。SONY的FCB-EX480CP已經(jīng)是SONY一體化攝像機的第三代更新產(chǎn)品，其支持先進的隱私區(qū)域遮蔽功能，以便能進行復(fù)雜的遮蔽操作。同時支持高性能的數(shù)字信號DSP技術(shù)，能提供比傳統(tǒng)一體化攝像機更優(yōu)秀的圖像質(zhì)量及簡易操控性。同時FCB-EX480CP采用了SONY的ExviewHADCCD,并配以SMART鏡頭以獲取水平視角范圍內(nèi)的清晰圖像，在最低照度在0.7Lx（F1.4）環(huán)境下仍能正常進行圖像拍攝。此外，F(xiàn)CB-EX480CP使用了無鉛焊劑和無鹵素安裝版，從而能夠?qū)崿F(xiàn)較低的能量消耗。
1、18倍光學變焦（4.1-73.8mm）鏡頭
2、智能鏡頭控制
3、自動紅外線濾除模式
4、隨機附有鍵盤控制接口CN601以實現(xiàn)外部設(shè)備對攝像機的控制
5、多種用戶自定義設(shè)置
6、低能量消耗（電機停止時1.6W）
7、無電池EEPROM備份系統(tǒng)
8、16字節(jié)數(shù)據(jù)記錄內(nèi)存空間，可記錄產(chǎn)品序列號和攝像機、系列標識符
9、無鉛焊劑和無鹵素安裝版
10、支持用戶設(shè)計功能：24個遮蔽塊、電子翻轉(zhuǎn)功能、報警功能、圖像凍結(jié)功能、高性能數(shù)字信號DSP技術(shù)、高速串行接口38.4Kb/s和TTL信號水平控制、內(nèi)/外同步
二、對于一體化攝像機選擇性
通過對國內(nèi)主流制造廠商的了解，大家在采購一體化攝像機芯時候最關(guān)注的指標總結(jié)如下：
1、圖像分辨率和聚焦速度與精度
80％的廠商都認為一體化攝像機芯最重要的就是圖像分辨率和聚焦速度與精度。作為快球的核心部件，機芯的圖像分辨率和聚焦速度與精度直接決定了我們是否可以快速捕捉到清晰的監(jiān)控畫面
2、光學變焦倍數(shù)
光學變焦倍數(shù)也是一體化攝像機芯的重要性能。光學變焦焦距的大小，直接影響到實際監(jiān)控范圍，根據(jù)工程的需要選購相當倍數(shù)的機芯也是至關(guān)重要的
3、低照度
當然低照度也是一體化機芯的被關(guān)注焦點。特別在道路、交通的夜間正常監(jiān)控應(yīng)用當中。不過現(xiàn)在有些廠家出于對市場推廣的考慮，在低照度指標方面摻有水分。正如我們所知，在沒有光圈數(shù)值等參數(shù)條件下，單純的照度指標是沒有任何意義的。SONY是目前較少數(shù)光圈值在F1.4情況下，做到0.7Lx低照度的。
4、其它
另外還有40％的廠商認為一體化機芯的色彩還原能力、寬動態(tài)功能、DSP處理模塊和線路設(shè)計以及價格這四方面因素也很重要。
三．一體化機芯技術(shù)發(fā)展趨勢
對于未來一體化攝像機芯技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化處理技術(shù)將是最主要的發(fā)展趨勢。隨著數(shù)字化技術(shù)的普及發(fā)展。安防領(lǐng)域必將迎來一個嶄新的時代。同時高變倍數(shù)和高清也會成為一體化機芯的發(fā)展趨勢。另外寬動態(tài)、低照度和網(wǎng)絡(luò)功能也會成為趨勢。總之，無論是哪方面，主要還是跟著用戶的使用需求來發(fā)展的。
針對目前國內(nèi)一體化攝像機芯市場魚龍混雜的現(xiàn)狀，附SONY公司一款應(yīng)用最廣泛的一體化攝像機機芯的真?zhèn)伪鎰e文章，供各制造商和用戶參考：
FCB-EX480CP模塊真假辯別目前市場上假FCB-EX480CP模塊，有FCB-EX45CP和FCB-EX48CP兩種模塊改裝而成為主。
其中以FCB-EX45CP改裝區(qū)別方式較為簡單，只要試測其機器的電子快門就可以，F(xiàn)CB-EX45CP的電子快門為1/50—1/10000，而FCB-EX480CP的電子快門為1/1—1/10000。
關(guān)于FCB-EX48CP改裝的FCB-EX480CP由于電子快門是一樣的，就需要通過其他幾種測試方式來辯別真假。
1、看馬達：真FCB-EX480CP的馬達表面金屬感強，有光澤。假FCB-EX480CP的馬達表面看的出很粗糙，很容易有銹跡
2、連接線：在馬達與電路板間有一根橙色的由寬漸窄的連接線，寬的連接線一頭由雙焊點焊接在馬達上，窄線一頭接在電路板表面白色接插口中。假FCB-EX480CP用的是一根較細的連接線，馬達一頭為單點焊接，另一頭直接焊在電路板的背面，電路板表面也看不到白色接插口。
3、數(shù)據(jù)線接口板：假FCB-EX480CP的機器尾部數(shù)據(jù)線接口板顏色明顯與其他所有電路板的顏色不同，顏色較深，同時比真FCB-EX480CP長出一些。為自己改裝換板的原因。
數(shù)據(jù)線接口板
4、測試ID號：如果有條件的客戶，在開機的時候可以通過測試其機器本身的ID號來區(qū)別真假。FCB-EX480CP只有一個ID號就是0435。
5、遮擋住攝像機的鏡頭，轉(zhuǎn)成黑白后，屏幕上出現(xiàn)“B&W”字樣的為假，出現(xiàn)一眼睛圖標的為真。
6、送到專業(yè)檢測中心檢測是：如果客戶不能肯定機器的真假，我們建議客戶送到當?shù)豐ONY專業(yè)維修中心去檢測或通過北京總部查詢010-82842233?；蛑苯勇?lián)系SONY辦事處人員021-61216841.
以上方法不盡全面，以后將補全。
誤碼率（BER：bit error ratio）是衡量數(shù)據(jù)在規(guī)定時間內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸精確性的指標。誤碼率=傳輸中的誤碼/所傳輸?shù)目偞a數(shù)*100%。如果有誤碼就有誤碼率。
