✨“光纤通信新篇章：BiDi单纤模块的原理与应用”

💡目录

❓什么是BiDi单纤模块？

🔧BiDi光模块的工作原理

🌟BiDi光模块的优势

🌵BiDi光模块类型介绍

🌠BiDi SFP光模块

🌠BiDi SFP+光模块

🌠BiDi X2光模块

🌠BiDi XFP光模块

🌐BiDi光模块与普通光模块的区别

📚BiDi光模块种类的应用介绍

📌BiDi单纤双向光模块

🎨BiDi双纤双向光模块

✨BiDi光模块将在5G应用中大显身手

🚀最后结论

🌱BiDi（Bi-Directional）双向通信技术利用同一根光纤在两个方向（发送方和接收方）上处理数据。不同于普通光模块（使用双纤传输数据，一根用于发射，一根用来接收），采用BiDi技术的光模块允许互联的网络设备如交换机、路由器等在一根光纤上发送/接收数据（如图1所示）。使用BiDi光模块，用户能简化其网络布线系统，同时增加网络容量、降低网络成本。因此，该产品也备受5G应用关注🌱

10G SFP+普通模块vs10G SFP+ BiDi模块

❓什么是BiDi单纤模块？

BiDi光模块是一款使用WDM（波分复用）双向传输技术的光模块，实现了在一根光纤上同时进行光通道内的双向传输。和常规光模块（有两个光纤插孔）不同的是，BiDi光模块只有一个插孔（如下图），它通过整合的双向耦合器在一根光缆上进行信号的发射与接收。

小知识：在日常的工作中，我们常常会听到对于单纤双向光模块不同的叫法，除了BiDi光模块之外，还有单模单芯光模块、单芯光模块、单芯双向光模块、单纤双向传输模块，其实这些描述都是一个意思。

🔧BiDi光模块的工作原理

BiDi光模块和普通光模块的主要区别在于，BiDi光模块配备了波分复用（WDM）耦合器，也就是双工器，根据波长的不同将在一根光纤上传输的数据进行汇合和分离。

为了能够高效地工作，BiDi光模块必须配对使用，通过调谐双工器以匹配发射器和接收器的期望波长，实现数据的双向传输。例如，若配对的BiDi光模块与设备A（上行）和设备B（下行）进行了连接，如下图所示，那么：光模块A的双工器必须有一个1550nm的接收波长和一个1310nm的发射波长。光模块B的双工器必须有一个1310nm的接收波长和一个1550nm的发射波长。

🌟BiDi光模块的优势

使用BiDi光模块，如：SFP+ BiDi和SFP BiDi光模块，最为明显的优势在于减少了光纤布线基础设施的成本。BiDi光模块减少了光纤跳线面板上的端口数量，也减少了专门用于光纤管理的托盘占用空间，更减少了所需使用的光缆数量。

尽管BiDi光模块的价格高于普通光模块，但它们每单位传输距离上所使用的光线数量却减少了一半。对于许多网络而言，使用更少的光纤所节约的成本远远超过了普通光模块相对较高的购买金额。

💫单纤BiDi光模块比较贵，但节省光纤资源，只需要1根光纤，对于光纤资源不足的用户来说是个更好的选择。

💫普通光模块不需要配对使用，任意两个光模块都可以连接，价格比单纤BiDi光模块便宜，但是需要多用一跟光纤，如果光纤资源充足可以选择普通光模块。

🌵BiDi光模块类型介绍

BiDi光模块可以分为BiDi SFP、BiDi SFP+、BiDi XFP、BiDi X2。

🌠BiDi SFP光模块

BiDi SFP光模块是利用WDM技术发送和接受两个方向的不同的中心波长，而实现单个光纤应用于高性能集成的双工数据链路中。如果传输距离在40km以内，应选用波长为1310nm/1550nm、1310nm/1490nm的BiDi SFP光模块；若传输距离在40km以上，则选用波长为1550nm/1490nmBiDi SFP光模块。

🌠BiDi SFP+光模块

BiDi SFP+光模块是增强型SFP光模块，其速率是10G，被用于1330/1270nm发射器和1270/1330nm接收器的双向10G串行光通信中，主要应用在10GBASE LR Ethernet以太网，10G LW Fibre Channel光纤通道等领域。

🌠BiDi X2光模块

BiDi X2光模块由发射器部分使用1330/1270nm DFB激光器组成，接收器部分使用集成1270/1330nm前置放大器和后置放大器，它主要用于双向10G串行光通信中。

🌠BiDi XFP光模块

BiDi XFP光模块
是一种内置数字诊断功能的XFP MSA封装光模块，它的发射波长和接收波长分别为1330nm/1270nm、1270nm/1330nm，一般和带状SMF一起使用，最大传输距离可达10km。BiDi XFP光模块的功耗小于2W，应用于10G以太网中。

🌐BiDi光模块与普通光模块的区别

通过上面对于BiDi光模块的介绍，它与普通光模块的区别已经很明显：

📍1、BiDi光模块采用了WDM技术，普通光模块不用；

📍2、BiDi光模块需要成对使用，普通光模块不需要；

📍3、BiDi光模块结构比普通光模块复杂一些，在光模块上需要引入分光合光器；

📍4、BiDi光模块之间只需一根光纤，普通光模块需要两根；

📍5、一般来讲，单模光模块比多模光模块价格高，原因有以下几个方面：

单模光纤芯径小，仅允许一个模式传输，色散小，与光器件的耦合相对困难；多模光纤芯径大，允许上百个模式传输，色散大，与光器件的耦合相对容易，且耦合部件尺寸与多模光纤配合好；单模光模块既可在单模光纤上运行，也可在多模光纤上运行，而多模光模块只能在多模光纤上运行。

📚BiDi光模块种类的应用介绍

市场上，BiDi光模块采取两种不同的接口设计，即BiDi单纤双向光模块，BiDi双纤双向光模块。

📌BiDi单纤双向光模块

通常，BiDi单纤双向光模块只有一个端口。该光模块可与LC单工单模光纤搭配使用，市场上该品类模块产品包括1G SFP BiDi光模块，10G SFP+ BiDi光模块，25G SFP28 BiDi光模块，50G QSFP28 BiDi光模块等。

目前，BiDi单纤双向光模块通常用于1/10/25/50Gbps传输速率的ISP网络，FTTX或数据中心等网络。BiDi单纤双向光模块可以安装在交换机、光纤收发器、OEO转换器等设备，以提供高速、稳定的光学传输。以下将以10G BiDi光模块为例，详述BiDi单纤双向光模块应用场景。

📍应用场景1：用于10G交换机直连。一对10G BiDi光模块分别安装在两端的交换机上，利用LC单工跳线建立10G传输。

图例：10G BiDi光模块在交换机通信的应用

📍应用场景2：10G BiDi光模块用于连接光纤转换器。一对SFP+ BiDi光模块分别插入两端的光纤转换器，并通过一根单模跳线连接。同时，用户使用网线连接交换机和光纤转换器。这样，即可实现以太网-光纤的传输。

图例： SFP+ BiDi光模块在光纤转化器的应用

📍应用场景3：10G BiDi光模块可用于连接OEO转换器。如图4所示，在此连接中，SFP+ BiDi光模块分别部署在两端的OEO转换器上，从而实现多模-单模传输。

图例：10G SFP+光模块在OEO转换器的应用

值得注意的是，由于BiDi光模块能帮助用户节省光纤资源，并支持高带宽、超低延迟、高可靠性的数据传输，高速率的25/50G BiDi光模块将在5G应用中发挥重要作用。

🎨BiDi双纤双向光模块

40G QSFP+ BiDi双纤双向光模块是一种特殊的BiDi光模块，它使用LC双工接口设计。如图5所示，40G BiDi光模块采用两个20Gbps通道进行数据传输，每个通道都可以通过LC双工多模光纤（波长为850nm，900nm）同时发送、接收信号。此时，使用OM3跳线的传输距离为100m，使用OM4跳线的传输距离为150m。

图例：：40G QSFP+ BiDi光模块工作图例

40G BiDi光模块是10G-40G网络升级的高效解决方案。如图6所示，MTP跳线通常用于连接40G光模块（如40G SR4，40G PLR4光模块等）进行数据传输，而传统的10G网络传输则使用LC跳线进行数据传输。这种情况下，如果用户计划将现有的10G网络升级到40G，需要升级现有的布线系统，这将导致用户网络成本增加。现在，如果使用40G QSFP+ BiDi光模块进行网络升级，用户可以继续使用现有的10G LC光纤布线，从而实现零成本的布线系统的迁移。

图例：：使用40G BiDi光模块进行10G-40G网络升级

注意，BiDi光模块必须成对使用，即互联的BiDi光模块的发送端（TX）和接收端（RX）的波长必须一一对应。例如，10G SFP+ BiDi的TX端波长为1310nm，RX端波长为1490nm，该模块只能和TX端波长为1490nm, RX端波长为1310nm的SFP+ BiDi光模块搭配使用。

✨BiDi光模块将在5G应用中大显身手

5G应用中，前传、中传、回传网络需要以高速率，低延迟和高可靠性的方式进行数据传输，从而支持远程医疗，自动驾驶等应用。考虑到节省光纤资源和降低成本的需求，高速率的25/50G BiDi光模块是在5G通信物理层进行数据传输的最佳选择。

5G前传网络中，有源天线单元AUU（Active Antenna Unit）使用光纤跳线与分布单元DU（Distribute Unit）实现点对点连接，因此需要大量的跳线完成此连接。同时，5G相比于4G在下载速率上至少有10倍的提升，因此要求使用更高速率的传输。考虑到以上两个因素，25G BiDi光模块是5G前传网络的极佳选择。（点击了解更多25G光模块在5G的应用的信息）

在5G中传及回传网络中，采用脉幅调制PAM4设计的50G BiDi光模块能满足其聚合层及核心层的100/200G的传输速率要求，从而满足5G承载网络对大容量、网络切片的负载需求。