详解：光模块和光通信知识.docxVIP

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详解

光模块和光通信知识

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导读

光模块(OpticalTransceiver)是指进行光电和电光转换的光电子器件。光模块的发送端把电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为电信号，主要由光纤接口、信号处理单元、电路接口三部分组成。

1、光模块发展

光模块(OpticalTransceiver)是指进行光电和电光转换的光电子器件。光模块的发送端把电信号转换为光信号，接收端把光信号转换为电信号，主要由光纤接口、信号处理单元、电路接口三部分组成。广泛应用于数据中心（云）、电信网络（管）、接入终端（端）领域。

伴随着“光进铜退”，光模块开始崛起。当通信进入现代科技阶段，首先以电为研究对象。从早期的固定电话，到2G、3G无线通信基本都是基于电的通信方式。但受限于电缆本身的特性无法实现高速率信号的长距离传输。用电传输信号，随着传输距离增加频率越高，损耗越大，信号变形越厉害，从而引起了接收机的判断错误，导致通信失败。为了克服这个限制，光模块把电信号在发射端转成光信号,即发送器Transmitter），负责将设备产生的电信号转换成光信号发出；而在接收端再把收到的光信号转换成电信号，即为接收器（Receiver）。

把Transmitter和Receiver封装在一个模块里，组合成为Transceiver，既可以发送也可以接收，即为光模块opticaltransceiver）。

1.1、光模块种类、功能不断演进

光模块自身进化经历了速率提升、封装形式改变、接入应用改变和功能提升等方面。其中SFP(SmallForm-FactorPluggable)的Transceiver模块,也称为小封装可插拔模块，支持热插拔，即插即用。SFP的速率越做越高，从1.25G、2.5G、4G、6G、到了10Gb/s以后,原先的封装大小已无法满足，因此定义了新的标准XFP。

XFP指的是10Gb/s速率的可插拔光模块。随着集成工艺的提升，可以实现将XFP装进SFP，这种新的SFP的Transceiver称作SPF+，即增强型SFP模块。SFP和SFP+尺寸大小，但比早期的XFP光模块外观尺寸缩小了约30%。和SFP连接器定义，功能完全相同，简化了设计，功耗更小。为了区分，把支持8Gb/s以5G上的SFP称为SFP+。

1.2、光模块将向高速、小型、长距和热插拔发展

目前，扩展速率通信网络传输容量的增大光纤通信已成为主要通信方式。对光收发模块的要求逐渐提升，主要表现为高速率、小型化、低功耗、远距离和热插拔。人们的需求越来越多的信息量，信息传输速度的要求越来越快，光通信网络作为现代信息交换、处理和传输的中流砥柱，是超高频率、高速度、大容量、传输速率高、大容量、发送每个信息成本越来越小。

光学装置一般采用混合集成技术和密封的包装过程，下一步将有望向不气密发展，需要依靠被动光学耦合技术来提升自动化生成程度，降低成本。光学网络铺设距离增加要求远程收发器相匹配，要求光模块向远距离发展。光模块未来需支持热插拔，即没有切断电源时光模块可以连接或断开设备。

网络管理人员可以在不关闭网络时升级和扩展的系统，不影响在线用户使用。热插拔可以简化了维护工作，使最终用户更好地管理他们的光模块。同时，由于换热性能,光模块可以让网络管理人员根据网络升级需求，总体规划，链接距离输电费用和所有网络的拓扑结构，而不需要更换所有的系统板。光学模块支持热插拔有GBIC和SFP(小形式可插入)，因为SFP和外观差不多的大小，设定触发器可以直接插在电路板，应用范围广，因此其未来发展值得期待。

硅光模块有望成为推动光通信产业新动力。硅光子技术是基于硅和硅基衬底材料(如SiGe/Si、SOI等)，利用现有CMOS工艺进行光器件开发和集成的新一代技术，结合了集成电路技术的超大规模、超高精度制造的特性和光子技术超高速率、超低功耗的优势，是应对摩尔定律失效的颠覆性技术。硅光模块优势十分明显，包括低能耗、低成本、带宽大、传输速率高等。

但同时由于硅光芯片在材料和生产技术方面的复杂，目前仍存在着明显的劣势，比如成本高、技术成熟度低等。随着硅光技术探索的不断深入，未来硅市场有望迎来迅猛增长。Yole的数据显示，2018-2024年硅光市场规模年复合增长率为2024年有望增长到40亿美元。

2、?光模块市场发展

光模块是信息光电子技术领域核心的光电子器件，是构建现代高速信息网络的基础。2012年工信部颁布《电子信息制造业“十二五”发展规划》，明确指出将推动智能光网络和大容量、高速率、长距离光传输、光纤接入（F