賀聯(lián)合　羅九強 
　　　　　　　　　　　上海大亞光電通信設(shè)備有限公司 

　　通信網(wǎng)干線傳輸容量的不斷擴大及速率的不斷提高使得光纖通信成為現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)的主要傳輸手段，在現(xiàn)在的光通信網(wǎng)絡(luò)中，如廣域網(wǎng)(WAN)、城域網(wǎng)(MAN)、局域網(wǎng)(LAN)所需要的作為核心光電子器件之一的光收發(fā)模塊的種類越來越多，要求也越來越高，復雜程度也以驚人的速度發(fā)展。光收發(fā)模塊的急劇增加導致了多樣性，需要不斷發(fā)展相關(guān)技術(shù)滿足這樣應用需求。下面就其發(fā)展方向進行分析。 
　　發(fā)展的方向之一：小型化 
　　光收發(fā)模塊作為光纖接入網(wǎng)的核心器件推動了干線光傳輸系統(tǒng)向低成本方向發(fā)展，使得光網(wǎng)絡(luò)的配置更加完備合理。光收發(fā)模塊由光電子器件、功能電路和光接口等結(jié)構(gòu)件組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分，發(fā)射部分包括LED、VCSEL、FP LD、DFB LD等幾種光源；接收部分包括PIN型和APD型兩種光探測器。 
　　目前的光通信市場競爭越來越激烈，通信設(shè)備要求的體積越來越小，接口板包含的接口密度越來越高。傳統(tǒng)的激光器和探測器分離的光模塊，已經(jīng)很難適應現(xiàn)代通信設(shè)備的要求。為了適應通信設(shè)備對光器件的要求，光模塊正向高度集成的小封裝發(fā)展。高度集成的光電模塊使用戶無須處理高速模擬光電信號，縮短研發(fā)和生產(chǎn)周期，減少元氣件采購種類，減少生產(chǎn)成本，因此也越來越受到設(shè)備制造商的青睞。 
　　目前光收發(fā)模塊中的光電器件的封裝由較大尺寸的雙列直插形式為主發(fā)展為以同軸封裝形式為主；光接口等結(jié)構(gòu)件從ST、FC發(fā)展到SC及更小尺寸的LC、MT-RJ型連接口形式，相應的光收發(fā)模塊的封裝形式也從金屬封裝發(fā)展到塑料封裝，由單接口的分離模塊發(fā)展到雙接口的收發(fā)一體模塊。管腳排列及封裝由雙列直插20腳、16腳分離模塊發(fā)展到單排9腳(1X9)、雙排9腳(2X9)以及今后的雙排10腳和雙排20腳的收發(fā)一體模塊。SFF（Small Form Factor）小封裝光模塊采用了先進的精密光學及電路集成工藝，尺寸只有普通雙工SC（1X9）型光纖收發(fā)模塊的一半，在同樣空間可以增加一倍的光端口數(shù)，可以增加線路端口密度，降低每端口的系統(tǒng)成本。又由于SFF小封裝模塊采用了與銅線網(wǎng)絡(luò)類似的MT-RJ接口，大小與常見的電腦網(wǎng)絡(luò)銅線接口相同，有利于現(xiàn)有以銅纜為主的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備過渡到更高速率的光纖網(wǎng)絡(luò)以滿足網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的急劇增長。 
　　小封裝光收發(fā)模塊以其外觀封裝體積小的優(yōu)勢，使網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的光纖接口數(shù)目增加了一倍，單端口速率達到吉比特量級，能夠滿足INTERNET時代網(wǎng)絡(luò)帶寬需求的快速增長�？梢哉f小封裝光收發(fā)模塊技術(shù)代表了新一代光通信器件的發(fā)展趨勢，是下一代高速網(wǎng)絡(luò)的基石。 
　　國外各大光模塊供應商已生產(chǎn)了各種用于不同速率和距離的小封裝光模塊，國內(nèi)一些光器件供應商（像上海大亞光電）也開始研發(fā)和生產(chǎn)各速率SFF小封裝光模塊。 
　　發(fā)展的方向之二：低成本、低功耗 
　　通信設(shè)備的體積越來越小，接口板包含的接口密度越來越高，要求光電器件向低成本、低功耗的方向發(fā)展。 
　　目前光器件一般均采用混合集成工藝和氣密封裝工藝，下一步的發(fā)展將是非氣密的封裝，需要依靠無源光耦合(非X-Y-Z方向的調(diào)整)等技術(shù)進一步提高自動化生產(chǎn)程度，降低成本。隨著光收發(fā)模塊市場需求的迅速增長，功能電路部分專用集成電路的供應商也逐漸增多，供應商在規(guī)�；�、系列化方面的積極投資使得此類IC的性能越來越完善，成本也越來越低，從而縮短了光收發(fā)模塊的開發(fā)周期，降低了成本。尤其是處理高速、小信號、高增益的前置放大器采用的是GaAs工藝和技術(shù)，SiGe技術(shù)的發(fā)展，使得這類芯片的成品率及制造成本得到很好的控制，同時可進一步降低功耗。另外采用非制冷激光器也進一步降低了光模塊的制造成本。目前的小封裝光模塊也都采用低電壓3.3v供電，保證了端口的增加不會提高系統(tǒng)的功耗。 
　　發(fā)展的方向之三：高速率 
　　人們對信息量要求越來越多，對信息傳遞速率要求越來越快，作為現(xiàn)代信息交換、處理和傳輸主要支柱的光通信網(wǎng)，一直不斷向超高頻、超高速和超大容量發(fā)展，傳輸速率越高、容量越大，傳送每個信息的成本就越來越小。長途大容量方面當前的熱點是10 Gbit/s 和40Gbit/s，據(jù)ElectroniCast最新的市場研究，10 Gbit/s數(shù)據(jù)通信收發(fā)模塊的全球總消費量將從2001年的1.57億美元增長到2010年的90億美元。2001年早期使用10 Gbit/s數(shù)據(jù)通信收發(fā)器的數(shù)量不到10萬個，但到2003年，10 Gbit/s數(shù)據(jù)通信收發(fā)模塊將增加到200萬個。在接下來的幾年內(nèi)仍將會猛烈增長，2005年將會達到700萬個。在整個消費領(lǐng)域，繼10-gigabit 光纖通道之后，10-gigabit以太網(wǎng)將會有強烈的影響。 
　　目前SDH單通道光系統(tǒng)正向40Gbit/s沖擊。高速系統(tǒng)和器件方面,很多公司今年推出了40Gbit/s系統(tǒng)。40Gbit/s方面目前的重點產(chǎn)品技術(shù)是：大功率波長可調(diào)/固定激光器、 40G調(diào)制器（Inp EAM、LiNbO3EOM、Polymer EOM）、高速電路（InP、GeSi材料）、波長鎖定器、低色散濾波器、動態(tài)均衡器、喇曼放大器、低色散開關(guān)、40Gbit/sPD（PIN、APD）、可調(diào)色散補償器組件（TU-DCM），前向糾誤（FEC）等。 
　　從現(xiàn)階段電路技術(shù)來說，40Gbit/s已接近“電子瓶頸”的極限。速率再高，引起的信號損耗、功率耗散、電磁輻射（干擾）和阻抗匹配等問題難以解決，即使解決，則要花費非常大的代價。 
　　發(fā)展的方向之四：遠距離 
　　光收發(fā)模塊的另一個發(fā)展方向是遠距離。如今的光網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)距離越來越遠，這要求遠程收發(fā)器來與之匹配。典型的遠程收發(fā)器信號在未經(jīng)放大的條件下至少能傳輸100公里，其目的主要是省掉昂貴的光放大器，降低光通訊的成本。基于傳輸距離上的考慮，很多遠程收發(fā)器都選擇了1550波段(波長范圍約為1530到1565nm)作為工作波段，因為光波在該范圍內(nèi)傳輸時損耗最小，而且可用的光放大器都是工作在該波段。 
　　發(fā)展的方向之五：熱插拔 
　　未來的光模塊必須支持熱插拔，即無需切斷電源，模塊即可以與設(shè)備連接或斷開，由于光模塊是熱插拔式的，網(wǎng)絡(luò)管理人員無需關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)就可升級和擴展系統(tǒng)，對在線用戶不會造成什么影響。熱插拔性也簡化了總的維護工作，并使得最終用戶能夠更好地管理他們的收發(fā)模塊。同時，由于這種熱交換性能，該模塊可使網(wǎng)絡(luò)管理人員能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)升級要求，對收發(fā)成本、鏈路距離以及所有的網(wǎng)絡(luò)拓撲進行總體規(guī)劃，而無需對系統(tǒng)板進行全部替換。支持這熱插拔的光模塊目前有GBIC和SFP（Small Form pluggable），由于SFP與SFF的外型大小差不多，它可以直接插在電路板上，在封裝上較省空間與時間，且應用面相當廣，因此，其未來發(fā)展很值得期待，甚至有可能威脅到SFF的市場。