从上世纪90年代开始，以太网和各种网络应用蓬勃发展，人们对带宽的需求也日益强烈。从最早的10M/100M以太网，到后来普遍使用的千兆以太网，网络设备的接口类型、传输介质、数据编码技术等也在随之变化和发展。针对当今数据中心建设过程中，服务器虚拟化、云计算等技术对高带宽、高性能的需求，10G（万兆）以太网也已成为主流技术，广泛用于数据中心内部互联。

为了应对更高的带宽需求，IEEE 802.3ba工作小组从2008年1月就开始开发支持40G/100G的新的以太网标准。至2010年6月，该标准已获得正式批准。在可以预见的不久的将来，40G/100G以太网技术将成为数据中心汇聚到核心互联的主要技术。

数据中心设备的接口可分为光接口和电接口两类。电接口一般用于接口速率要求较低，传输距离较近的情况，例如数据中心接入层；而光接口一般用户高带宽远距离传输。电接口连接的是5类非屏蔽双绞线（俗称RJ45接口），传输的电信号；光接口连接的是光纤，传输的是光信号。

提到光口就不得不介绍一下光模块。广义的光模块（Optical module）包括光接受模块、光发送模块、光收发一体模块、光转发模块等。Transponder(光转发器)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。

而我们常说的通常意义的光模块实际上是Transceiver(光收发一体模块)，它的主要功能是实现光电/电光变换，常见的光模块有：SFF、SFP、SFP+、GBIC、XFP 等。下面将介绍一下几种常见的光模块类型。

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。

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、小功耗称为可能。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。

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）。

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。

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，暂时还没有支持ER(40km)和ZR(80km)的SFP+模块。SFP+与XFP对比如下图所示：

光端口的模式共分两种：单模和多模。工程上要求单模口互连使用单模光纤，多模口互连使用多模光纤。 多模光接口中心波长850nm，一般有部分在可见光的红光频段的能量。（可见光部分波长范围是：390~760nm，大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光）单模光接口的中心波长有两种：1310nm和1550nm，1310nm一般为短距、中距或长距接口，1550nm一般为长距、超长距接口。都在红外线频段，为不可见光。

单模有多种型号，中心波长在1310nm的单模口传输距离有10Km、30Km、40Km等，中心波长在1550nm的单模口传输距离有40Km、70Km、100Km等。实际传输距离取决于对应型号光模块的实际发射功率、光路上的传输衰减和光口的接收灵敏度。

多模口发射功率比单模口小，与GBIC或SFP的型号直接相关，一般在-9.5dBm到-4dBm之间；单模光口的范围一般在0dBm左右，一些超长距接口会高达+5dBm。多模口接收功率一般在-20dBm到0dBm之间；单模在-23 dBm到0dBm之间。

最大可接收功率叫做过载光功率，最小可接收功率叫做接收灵敏度。工程上要求正常工作接收光功率小于过载光功率3－5dBm，大于接收灵敏度3－5dBm。一般来讲不管单模接口还是多模接口，实际接收功率在-5－-15dBm之间算比较合理的工作范围。

光功率异常损耗的原因有：

（1）光连接器未连接好；

（2）光纤曲率半径过小，整个光路上的任何部分光纤转弯半径不能小于4cm；

（3）光纤接头或光接口被污染。

（4）工程上对光口及其互连的要求汇总

（5）未使用的光接口要关闭发射端，处于shutdown状态。

（6）单模口近距离尾纤互连，注意分析是否需要添加合适的光衰。

（7） 整个光路上的任何部分光纤转弯半径不能小于4cm。

（8）未连接到光口的尾纤接头、未连接尾纤的光口一定要安装保护帽。

（9）正常工作接收光功率小于过载光功率3－5dBm，大于接收灵敏度3－5dBm。

（10）法兰盘引入的光功率衰减：每个接插件衰减应该小于0.3dBm。

（11）光纤距离引入的光功率衰减：每公里光纤衰减应该小于0.8dBm。

（12） 单模口互连使用单模光纤，多模口互连使用多模光纤。

（13）无论是路由设备之间还是路由设备与传输设备之间，都要求直连口中心波长一致，不能一端是1310nm、另一端是1550nm。

下面结合H3C产品，介绍一下端口问题的一般处理思路。常见的端口问题可分为端口报文异常和端口频繁UP/DOWN两类。

入端口报文异常的处理思路如下：

（1）如果端口状态LINK DOWN，建议测试链路、调整端口工作模式；

（2）如果通过display interface命令，端口入包统计不增加，同时对端出包统计也不增加，建议排查对端设备；

（3）如果端口入包的错误统计频繁增加：

1、建议测试链路，链路质量差或者线路光衰大会导致报文在传输过程中出错；

2、通过display interface命令，查看两端端口的工作模式是否相同；

3、排查对端设备；

4、更换光模块；

出端口报文异常的处理思路如下：

（1）如果端口状态LINK DOWN，建议测试链路、调整端口工作模式；

（2）通过display interface命令，查询对端的入包统计，如果overruns、ignored计数增加，建议排查对端设备，如果CRC、frame、throttles计数增加，建议测试链路，链路质量差或者线路光衰大会导致报文在传输过程中出错；

（3）更换自身设备的光模块。

接口频繁UP/DOWN的问题处理思路如下：

（1）如果是光口，则通过查看光模块alarm信息来排查两者光模块以及中间光纤问题。对于H3C认证的光模块可以查看光模块diagnosis信息确认是否光功率处于光模块的临界值。

[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

光模块光功率标准范围可以通过下面命令查看

[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）如果是电口，则可能会在自协商情况下因为协商不稳定导致问题。这种情况下可以尝试设置强制速率双工。