5/18/2020，光纖在線訊     1969年的今天，國(guó)際電信聯(lián)盟ITU第二十四屆行政理事會(huì)正式通過決議，決定把國(guó)際電信聯(lián)盟的成立日——5月17日定為“世界電信日（World Telecommunications Day）”。過去的一百多年，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，線上教學(xué)/直播、VR、超清視頻會(huì)議、無人駕駛和遠(yuǎn)程醫(yī)療等應(yīng)用使用越來越廣泛，而所有的這些都要基于高速數(shù)據(jù)的傳輸。由于高速信號(hào)在銅纜中迅速衰減無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸，光纖逐漸成為了傳送的主流介質(zhì)，利用光纖光纜傳播光波信號(hào)的通信方式被我們稱之為光纖通信系統(tǒng)。在交換機(jī)、存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)據(jù)是以電信號(hào)的形式處理、傳遞，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)接入到上述系統(tǒng)中呢？光模塊就被設(shè)計(jì)了出來完成這個(gè)功能！接下來，由光為來為大家介紹下光模塊發(fā)展史。

90年代之前，光模塊都是由設(shè)備廠商自己設(shè)計(jì)制造，外形尺寸和機(jī)電接口全憑工程師心情，根本沒有兼容性一說，這樣在運(yùn)營(yíng)商中互通互聯(lián)造成諸多問題。90年代中期，運(yùn)營(yíng)商和主要設(shè)備商坐到一起成立了MSA組織，推動(dòng)了光模塊的標(biāo)準(zhǔn)化，光模塊由此進(jìn)入了快速發(fā)展的通道。下面，從光模塊三個(gè)主要特征來介紹：

||| 封裝

封裝形式是光模塊的最重要特征。最早的封裝形式是1*9，然后GBIC、SFF、SFP、Xenpak、X2、XFP等紛至沓來。由于時(shí)代的限制，2000年代早期的10G光模塊做得無比笨重，比如Xenpak、X2，到現(xiàn)在已被淘汰，被小巧的SFP+代替。

經(jīng)過20多年的大浪淘沙，SFP（小型可插拔）封裝形式綻放燦爛光輝，獲得市場(chǎng)的青睞。10G主流封裝是SFP的進(jìn)化版SFP+，XFP只占少量份額；40G市場(chǎng)上只有QSFP+封裝，除此之外，別無選擇；在100G市場(chǎng)，大家原本以為CFP系列封裝能和QSFP28二分天下，誰知只是曇花一現(xiàn)，CFP系列現(xiàn)在只得龜縮到長(zhǎng)途干線系統(tǒng)一隅。后面的50G、200G、400G系列封裝也是SFP后代的天下：QSFP28、QSFP56、QSFP-DD、OSFP。SFP家族一時(shí)風(fēng)光無限。

然而，世道無常，月滿則虧。在即將到來的800G、1.6T速率上，SFP這種小型可插拔形式能否勝任， Combo+硅光技術(shù)將會(huì)否取代可插拔模塊？很多人持懷疑態(tài)度，可插拔光模塊面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。10年后光模塊會(huì)變成怎樣呢？誰也說不準(zhǔn)，但是我們認(rèn)為可插拔模塊至少在電信領(lǐng)域還會(huì)擁有一席之地。




||| 速率 

早期的光模塊從一開始155Mb/s(一秒鐘傳輸約155百萬個(gè)比特)，而后逐漸攀升：622Mb/s，1.25Gb/s，2.5Gb/s，10Gb/s，現(xiàn)在批量生產(chǎn)的單路激光光模塊SFP28速率達(dá)到了25G/s，4路激光的商用光模塊的QSFP28光模塊已經(jīng)達(dá)到了100G/s的速率。光模塊要想實(shí)現(xiàn)更高的速率，只有提高光源波特率、提高通道數(shù)以及高階調(diào)制三種解決方案。提高光源波特率面臨著III-V族半導(dǎo)體激光器性能瓶頸。目前設(shè)備商推出的50G光源解決方案均為外調(diào)制的EML。提高并行通道數(shù)則會(huì)面臨著體積、功耗、散熱等設(shè)計(jì)封裝難點(diǎn)，并且增加了客戶的光纖資源成本。高階調(diào)制主要有PAM4或相干調(diào)制兩種，PAM4是目前傳統(tǒng)方案下400G光模塊最常用提高單通道速率的方法，較 NRZ 調(diào)制速率提高了2倍，但相應(yīng)增加了DSP和CDR芯片成本。目前各個(gè)器件巨頭都在搶占高端領(lǐng)域400G QSFP-DD模塊的市場(chǎng)，并且QSFP-DD800MSA工作組的成立也官宣了800G高速光模塊領(lǐng)域的戰(zhàn)斗正在醞釀，相信在未來將會(huì)掀起一場(chǎng)光模塊的速度競(jìng)賽。




||| 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。1.25GSFP光模塊可以傳輸160公里，10G SFP+光模塊最遠(yuǎn)能傳輸100公里，25G SFP28模塊可以傳40里，速率越高傳輸?shù)木嚯x越短。如果距離超過了上述極限，我們可以使用和摻鉺光纖放大器（EDFA）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來傳輸。當(dāng)然兩者都不便宜，需要付出額外的成本。

伴隨著5G時(shí)代來臨，互聯(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，必將為通信發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。




世界電信日是通信行業(yè)最值得紀(jì)念的日子，它伴隨著通信企業(yè)一路成長(zhǎng)，也同時(shí)見證著光為光通信十年的輝煌。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）確定今年的主題為“連通目標(biāo)2030：利用ICT促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)（SDG）的實(shí)現(xiàn)”，呼吁各國(guó)利用ICT作為實(shí)現(xiàn)“2030年可持續(xù)發(fā)展議程”和可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的主要驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。相信光為光通信能在5G的發(fā)展浪潮下，盡情奔涌！