真不是夸張，沒(méi)有光模塊就沒(méi)有光通信
100 多年來(lái)，人類從簡(jiǎn)單的電報(bào)通信發(fā)展到如今的 5G 通信，生活發(fā)生了翻天覆地的變化，直播、VR / AR、超清視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛和智能家居等應(yīng)用越來(lái)越廣泛。而所有這些，都需要基于高速的數(shù)據(jù)傳輸。
因?yàn)楦咚傩盘?hào)在銅纜中迅速衰減而無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，同時(shí)，由于光比無(wú)線電信號(hào)的傳輸頻率高出 1000 倍以上，有效提高了信息的傳輸速率；于是，光纖逐漸成為了主流的傳輸介質(zhì)。
在計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、交換機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以電信號(hào)的形式處理和傳遞的。那么，如何把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)進(jìn)入光纖？又或者如何把光纖中的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，接入到通信系統(tǒng)中呢？
于是，光模塊 —— 通信界的魔法師，就此應(yīng)運(yùn)而生！他實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。
1、光模塊的江湖地位
光模塊從誕生至今，一直擁有著不可撼動(dòng)的江湖地位！通信界的大佬們這么評(píng)價(jià)：
“沒(méi)有光模塊就沒(méi)有光通信?！?/p>
“光模塊是所有 5G 承載技術(shù)都需要的?！?/p>
“無(wú)論哪種 5G 承載標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)，最終都離不開(kāi)光模塊的支持，長(zhǎng)距離、低成本、高速率的光模塊是實(shí)現(xiàn) 5G 低成本廣覆蓋的關(guān)鍵要素?！薄?/p>
2、光模塊的功能
光模塊通常由光發(fā)射組件（含激光器）、光接收組件（含探測(cè)器）、驅(qū)動(dòng)電路和光電接口等組成，結(jié)構(gòu)如下圖所示。
光模塊結(jié)構(gòu)示意圖（SFP + 封裝）（圖片來(lái)源于光模塊白皮書）
在光通信中，信息的傳送與接收都是靠光模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
1. 在發(fā)送端，光模塊完成電 / 光轉(zhuǎn)換。
2. 光在光纖中傳輸。
3. 在接收端，光模塊實(shí)現(xiàn)光 / 電轉(zhuǎn)換。
3、光模塊的發(fā)展
光模塊是 5G 網(wǎng)絡(luò)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，廣泛應(yīng)用于無(wú)線及傳輸設(shè)備。面向 5G 承載，25/50/100 Gb / s 高速光模塊將逐步在前傳、中傳和回傳接入層引入，N×100/200/400 Gb / s 高速光模塊將在回傳匯聚和核心層引入。
光模塊的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)路線，如下圖所示。
下面從光模塊的 3 個(gè)主要特征來(lái)介紹
封裝形式
封裝形式標(biāo)準(zhǔn)的確定，使得各個(gè)廠商生產(chǎn)的光模塊得以兼容、互聯(lián)互通。
封裝形式是光模塊最重要的特征。隨著光電子器件的發(fā)展，器件和芯片帶寬逐漸增加。器件和芯片的帶寬增加，伴隨著光子集成技術(shù)的發(fā)展，光模塊也實(shí)現(xiàn)了更高速率傳輸，更小尺寸封裝。
下圖展示了光模塊封裝形式的發(fā)展。
傳輸速率
高速率的數(shù)據(jù)傳輸，使得 5G 的各種應(yīng)用成為可能。
傳輸速率指每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，單位為 Mb / s 或 Gb / s。光模塊從早期的 155 Mb / s，逐漸攀升：622 Mb / s、1.25Gb / s、2.5Gb / s、10Gb / s、25、50、100 Gb / s、200 Gb / s、400 Gb / s、800 Gb / s。
為了實(shí)現(xiàn)更高的速率，通常有以下 3 種解決方案：
傳輸距離
在光通信領(lǐng)域，更快更遠(yuǎn)一直是通信人的不懈追求。
光模塊傳輸距離，前期主要有 SR（100 m）、LR（10 km）、ER（40 km）、ZR（80 km）幾種，隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為了更具性價(jià)比的布線，又進(jìn)一步衍生出了 DR（500 m）、FR（2 km）兩種傳輸距離。
常見(jiàn)的光模塊傳輸距離如下：
速率越高傳輸?shù)木嚯x越短。如果距離超過(guò)了上述極限，可以使用 EDFA（Erbium Doped Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器）等光纖放大器放大微弱的光信號(hào)，使其傳輸更遠(yuǎn)；或者使用相干光模塊傳輸。當(dāng)然兩者都不便宜，需要付出額外的成本。
伴隨著 5G 時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的普及，產(chǎn)生的信息呈爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)的物理層提出了更高的傳輸性能要求。光模塊作為重要的組成部分，必將持續(xù)為通信發(fā)展貢獻(xiàn)必要的力量！
100 多年來(lái)，人類從簡(jiǎn)單的電報(bào)通信發(fā)展到如今的 5G 通信，生活發(fā)生了翻天覆地的變化，直播、VR / AR、超清視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程醫(yī)療、自動(dòng)駕駛和智能家居等應(yīng)用越來(lái)越廣泛。而所有這些，都需要基于高速的數(shù)據(jù)傳輸。
因?yàn)楦咚傩盘?hào)在銅纜中迅速衰減而無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，同時(shí)，由于光比無(wú)線電信號(hào)的傳輸頻率高出 1000 倍以上，有效提高了信息的傳輸速率；于是，光纖逐漸成為了主流的傳輸介質(zhì)。
在計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、交換機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以電信號(hào)的形式處理和傳遞的。那么，如何把電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)進(jìn)入光纖？又或者如何把光纖中的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，接入到通信系統(tǒng)中呢？
于是，光模塊 —— 通信界的魔法師，就此應(yīng)運(yùn)而生！他實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。
1、光模塊的江湖地位
光模塊從誕生至今，一直擁有著不可撼動(dòng)的江湖地位！通信界的大佬們這么評(píng)價(jià)：
“沒(méi)有光模塊就沒(méi)有光通信?！?/p>
“光模塊是所有 5G 承載技術(shù)都需要的。”
“無(wú)論哪種 5G 承載標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)，最終都離不開(kāi)光模塊的支持，長(zhǎng)距離、低成本、高速率的光模塊是實(shí)現(xiàn) 5G 低成本廣覆蓋的關(guān)鍵要素。”……
2、光模塊的功能
光模塊通常由光發(fā)射組件（含激光器）、光接收組件（含探測(cè)器）、驅(qū)動(dòng)電路和光電接口等組成，結(jié)構(gòu)如下圖所示。
光模塊結(jié)構(gòu)示意圖（SFP + 封裝）（圖片來(lái)源于光模塊白皮書）
在光通信中，信息的傳送與接收都是靠光模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
1. 在發(fā)送端，光模塊完成電 / 光轉(zhuǎn)換。
2. 光在光纖中傳輸。
3. 在接收端，光模塊實(shí)現(xiàn)光 / 電轉(zhuǎn)換。
3、光模塊的發(fā)展
光模塊是 5G 網(wǎng)絡(luò)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元，廣泛應(yīng)用于無(wú)線及傳輸設(shè)備。面向 5G 承載，25/50/100 Gb / s 高速光模塊將逐步在前傳、中傳和回傳接入層引入，N×100/200/400 Gb / s 高速光模塊將在回傳匯聚和核心層引入。
光模塊的發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)路線，如下圖所示。
下面從光模塊的 3 個(gè)主要特征來(lái)介紹
封裝形式
封裝形式標(biāo)準(zhǔn)的確定，使得各個(gè)廠商生產(chǎn)的光模塊得以兼容、互聯(lián)互通。
封裝形式是光模塊最重要的特征。隨著光電子器件的發(fā)展，器件和芯片帶寬逐漸增加。器件和芯片的帶寬增加，伴隨著光子集成技術(shù)的發(fā)展，光模塊也實(shí)現(xiàn)了更高速率傳輸，更小尺寸封裝。
下圖展示了光模塊封裝形式的發(fā)展。
傳輸速率
高速率的數(shù)據(jù)傳輸，使得 5G 的各種應(yīng)用成為可能。
傳輸速率指每秒傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)，單位為 Mb / s 或 Gb / s。光模塊從早期的 155 Mb / s，逐漸攀升：622 Mb / s、1.25Gb / s、2.5Gb / s、10Gb / s、25、50、100 Gb / s、200 Gb / s、400 Gb / s、800 Gb / s。
為了實(shí)現(xiàn)更高的速率，通常有以下 3 種解決方案：
傳輸距離
在光通信領(lǐng)域，更快更遠(yuǎn)一直是通信人的不懈追求。
光模塊傳輸距離，前期主要有 SR（100 m）、LR（10 km）、ER（40 km）、ZR（80 km）幾種，隨著數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，為了更具性價(jià)比的布線，又進(jìn)一步衍生出了 DR（500 m）、FR（2 km）兩種傳輸距離。
常見(jiàn)的光模塊傳輸距離如下：
速率越高傳輸?shù)木嚯x越短。如果距離超過(guò)了上述極限，可以使用 EDFA（Erbium Doped Fiber Amplifier，摻鉺光纖放大器）等光纖放大器放大微弱的光信號(hào)，使其傳輸更遠(yuǎn)；或者使用相干光模塊傳輸。當(dāng)然兩者都不便宜，需要付出額外的成本。
伴隨著 5G 時(shí)代的到來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)的普及，產(chǎn)生的信息呈爆炸式增長(zhǎng)，對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)基礎(chǔ)的物理層提出了更高的傳輸性能要求。光模塊作為重要的組成部分，必將持續(xù)為通信發(fā)展貢獻(xiàn)必要的力量！