浅谈光模块的演变与创新

来源：光电读书

对更高数据传输速率的需求呈指数级增长，是由数据中心、云计算的需求所驱动的。光模块作为光通信系统的基础构件，正处于这一演变的前沿。模块速度和形态从400G到1.6T的演变，速度增强技术，以及实现高速光模块的路径。

光模块带宽和形态的演变

数据中心和骨干网络内部流量的大幅增加，推动了对更高带宽的需求激增。因此，模块速度从100G迅速演变到400G，为数据中心和骨干网络的长期扩展和升级需求奠定了基础。

在400G的基础上，光通信技术的进步，如DSP（数字信号处理）和多通道设计，增加了数据处理能力和网络带宽，加速了800G收发器的商业化和大规模部署。

为了进一步优化光纤资源和端口数量，光模块速度正向1.6T推进，数据传输效率和信息处理能力翻倍。

随着模块带宽的增加，对更快数据速率的需求不断增长，推动收发器向小型化、高速和低功耗方向发展，以适应更高的集成度和更密集的连接需求。

光学的性能和传输带宽逐渐增加，而光模块的形态也在不断演变。如QSFP-DD和OSFP，已经开发出来以适应这些更高的速度，提供增强的灵活性、更高的端口密度和改进的热管理。

推动光模块带宽进步的技术

从400G到1.6T的光收发器传输速率的提升主要是有三种方法：

Advanced Modulation Formats (高级格式)：从传统的NRZ（非归零）调制升级到PAM4，进一步到更高阶的QAM（正交幅度调制），可以增加调制复杂性并提高数据传输速率。

Increased Baud Rate (增加波特率)：通过增加波特率，可以在相同的时间框架内传输更多的数据。将光模块的通道速度从25G升级到50G，进一步到100G甚至200G，显著提升了数据传输能力。

Growing Parallel Lanes (增加并行通道)：可以通过增加更多的并行通道来增加模块带宽。这可以通过两种方式实现：

增加并行通道的数量可以实现更高的传输速率。如从400G SR4模块过渡到800G SR8模块就是通过增加并行通道的数量来实现的。

波分复用（WDM）是一种通过在同一根光纤上传输不同波长的多个信号来增加带宽的技术。例如，100G QSFP28 CWDM4模块利用CWDM（粗波分复用）技术，通过四个不同的波长，每个波长25G，在同一根光纤上传输数据。

实现高速光模块的路径

实现高速400G收发器、800G收发器和1.6T收发器有多种技术解决方案，涉及不同的通道数量、波特率和调制方案的组合。

小结

400G收发器和800G收发器的时代已经全面到来，对1.6T的需求也在增加。未来，1.6T的推广和普及将成为新的趋势。