沒有光模組就沒有光通訊，真的嗎？

100多年來，人類從簡單的電報通訊發展到如今的5G通訊，生活發生了翻天覆地的變化，直播、VR/AR、超清視訊會議、遠端醫療、自動駕駛和智慧家居等應用越來越廣泛。而所有這些，都需要基於高速的資料傳輸。

因為高速訊號在銅纜中迅速衰減而無法實現長距離傳輸，同時，由於光比無線電訊號的傳輸頻率高出1000倍以上，有效提高了資訊的傳輸速率;於是，光纖逐漸成為了主流的傳輸介質。

在計算機、儲存器、交換機內部，資料是以電訊號的形式處理和傳遞的。那麼，如何把電訊號轉化成光訊號進入光纖?又或者如何把光纖中的光訊號轉化為電訊號，接入到通訊系統中呢?

於是，光模組——通訊界的魔法師，就此應運而生!他實現了光電轉換。

光模組的江湖地位

光模組從誕生至今，一直擁有著不可撼動的江湖地位!通訊界的大佬們這麼評價：

“沒有光模組就沒有光通訊。”

“光模組是所有5G承載技術都需要的。”

“無論哪種5G承載標準與技術，最終都離不開光模組的支援，長距離、低成本、高速率的光模組是實現5G低成本廣覆蓋的關鍵要素。”

光模組的功能

光模組通常由光發射元件(含鐳射器)、光接收元件(含探測器)、驅動電路和光電介面等組成，結構如下圖所示。

光模組結構示意圖(SFP+封裝)(圖片來源於光模組白皮書)

在光通訊中，資訊的傳送與接收都是靠光模組來實現的：

1. 在傳送端，光模組完成電/光轉換。

2. 光在光纖中傳輸。

3. 在接收端，光模組實現光/電轉換。

光模組的功能

光模組的發展

光模組是5G網路物理層的基礎構成單元，廣泛應用於無線及傳輸裝置。面向5G承載，25/50/100 Gb/s高速光模組將逐步在前傳、中傳和回傳接入層引入，N×100/200/400 Gb/s高速光模組將在回傳匯聚和核心層引入。

光模組的發展趨勢和技術路線，如下圖所示。

下面從光模組的3個主要特徵來介紹。

1.封裝形式

封裝形式標準的確定，使得各個廠商生產的光模組得以相容、互聯互通。

封裝形式是光模組最重要的特徵。隨著光電子器件的發展，器件和晶片頻寬逐漸增加。器件和晶片的頻寬增加，伴隨著光子整合技術的發展，光模組也實現了更高速率傳輸，更小尺寸封裝。

下圖展示了光模組封裝形式的發展。

2.傳輸速率

高速率的資料傳輸，使得5G的各種應用成為可能。

傳輸速率指每秒傳輸的位元數，單位為Mb/s或Gb/s。光模組從早期的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。

為了實現更高的速率，通常有以下3種解決方案：

3.傳輸距離

在光通訊領域，更快更遠一直是通訊人的不懈追求。

光模組傳輸距離，前期主要有SR(100 m)、LR(10 km)、ER(40 km)、ZR(80 km)幾種，隨著資料中心網路的建設，為了更具價效比的佈線，又進一步衍生出了DR(500 m)、FR(2 km)兩種傳輸距離。常見的光模組傳輸距離如下：

速率越高傳輸的距離越短。如果距離超過了上述極限，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訊號，使其傳輸更遠;或者使用相干光模組傳輸。當然兩者都不便宜，需要付出額外的成本。

伴隨著5G時代的到來，物聯網的普及，產生的資訊呈爆炸式增長，對整個通訊系統基礎的物理層提出了更高的傳輸效能要求。光模組作為重要的組成部分，必將持續為通訊發展貢獻必要的力量!