引言

大數據、區塊鏈、云計算、物聯網、人工智能、5G的興起，使得數據流量迅猛增長，數據中心以及移動通信的光互連成為了光通信行業的研究熱點。而在光通訊系統之中，光模塊扮演了一個十分重要的角色，本文將為大家介紹什么是光模塊，光模塊的常見類型以及未來發展方向

什么是光模塊？

在了解光模塊之前，先讓我們簡單了解一下光通信

光通信簡述

光通信就是使用光，向對方傳輸信息的技術。我們身邊的電腦和手機，通過電信號“0和1”發送信息。光通信是由將電信號轉換成光信號的“發送機”、將光信號轉換成電信號的“接收機”，以及傳輸光的回路“光纖”構成。由于光信號與電信號完全不同，光通信相比于電通信具有傳輸距離長、經濟節能、一次性傳輸信息量大、通信速度快等優勢，而上文提到的“發送機”與“接收機”就是今天的主角—光模塊

光模塊的概念

光模塊（Optical Transceiver）全稱為光收發一體模塊，它是光通信中的核心器件，能夠完成光信號的光-電/電-光轉化過程，它由光電子器件、功能電路和光接口等部件組成，其中的光電子器件包括接收和發射兩個部分。簡單的來說，接收部分負責將光信號轉化為電信號，發射部分將電信號轉化為光信號。

光模塊的工作原理及分類

光模塊的工作原理

如上文所說，光模塊主要分為兩個部分，他們的工作原理分別是：
發射部分：輸入一定碼率的電信號經內部的驅動芯片處理后驅動半導體激光器（LD）或發光二極管（LED）發射出相應速率的調制光信號，其內部帶有光功率自動控制電路，使輸出的光信號功率保持穩定。
接收部分：一定碼率的光信號輸入模塊后由光探測二極管轉換為電信號，經前置放大器后輸出相應碼率的電信號。

光模塊的分類

目前光模塊的主要按封裝分類，具體可分為以下類型

1.XFP（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable）是一種可熱交換的，獨立于通信協議的光學收發器，用于10G bps的以太網，SONET/SDH，光纖通道。

2.小型可插拔收發光模塊(SFP)，目前應用最廣闊。

3.GigacBiDi系列單纖雙向光模塊利用的是WDM技術實現一根光纖傳輸雙向信息號(點到點的傳輸。尤其是光纖資源不足，需要1根光纖傳雙向信號)。GigacBiDi包括SFP單纖雙向（BiDi），GBIC單纖雙向（BiDi），SFP+單纖雙向（BiDi），XFP單纖雙向（BiDi），SFF單纖雙向（BiDi）等等。

4.RJ45電口小型可插拔模塊，又稱電模塊或者電口模塊.

5.SFF根據其管腳又分為2x5，2x10等

6.千兆以太網接口轉換器(GBIC)模塊

7.無源光網PON( A-PON，G-PON， GE-PON)光模塊

8.40Gbs高速光模塊。

9.SDH傳輸模塊(OC3，OC12，OC48）

10.存儲模塊，如4G，8G等 [2]

光模塊的應用

在企業網絡部署、數據中心建設都離不開光模塊與交換機。如上文提到，在眾多光模塊中，SFP+光模塊是目前被應用的最多的光模塊之一，在與交換機搭配使用時采用不同的連接方式可實現不同的網絡需求。下面就為大家介紹幾種SFP+光模塊與交換機的實際搭配應用方案。

方案一：10G SFP+萬兆光模塊與交換機之間的連接

依次將4塊10G SFP+光模塊插入一臺交換機的10-Gbps SFP+端口中，再將一塊40G QSFP+光模塊插入另一臺交換機的40-Gbps QSFP+端口中，最后在中間以一根分支光纖跳線進行連接。

該連接方式主要實現了網絡從10G向40G的擴展，可快速、簡便的滿足數據中心的網絡升級需求。

方案二：BIDI SFP+萬兆單纖雙向光模塊與交換機之間的連接

將光模塊分別插入兩臺交換機的SFP+端口中，再用與光模塊連接口對應的LC光纖跳線將兩臺交換機上的光模塊進行連接。
該連接方式有效的實現了最簡單經濟的數據連接，可應用于數據中心、企業布線以及電信運營傳輸的以太網連接中。

方案三：CWDM SFP+萬兆光模塊與交換機之間的連接

該連接方式用了中繼箱、光纖收發器、CWDM粗波分復用器等來將光模塊與交換機進行連接，實現了將10G萬兆以太網交換機上的RJ45電口轉換為CWDM粗波分復用器需要的CWDM波長。

方案四：DWDM SFP+萬兆光模塊與交換機之間的連接

將光模塊插入交換機SFP+端口中，再用鎧裝光纖跳線將其與DWDM密波分復用器進行連接。

該連接方式實現了長途傳輸中對光信號的保護，能最大程度的降低光波損耗，適用于長距離的光信號傳輸。

結論
光模塊可謂是高帶寬、高密度、低能耗數據通信領域的中流砥柱。未來幾年，隨著5G時代的來臨、元宇宙概念的不斷成熟，包括谷歌、微軟、亞馬遜、Facebook、阿里、騰訊、百度等互聯網公司在全球范圍內不斷新建數據中心來應對數據量暴增的挑戰，數通市場的增長將會十分顯著。而數通市場對光模塊/光器件的需求遠大于其他細分行業，100G以上的數據中心交換機以及配套的高速光模塊將迎來發展高潮，市場結構占比將逐年提升，讓我們拭目以待！

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