100 多年来，人类从简单的电报通信发展到如今的 5G 通信，生活发生了翻天覆地的变化，直播、VR / AR、超清视频会议、远程医疗、自动驾驶和智能家居等应用越来越广泛。而所有这些，都需要基于高速的数据传输。

因为高速信号在铜缆中迅速衰减而无法实现长距离传输，同时，由于光比无线电信号的传输频率高出 1000 倍以上，有效提高了信息的传输速率；于是，光纤逐渐成为了主流的传输介质。

在计算机、存储器、交换机内部，数据是以电信号的形式处理和传递的。那么，如何把电信号转化成光信号进入光纤？又或者如何把光纤中的光信号转化为电信号，接入到通信系统中呢？

于是，光模块 —— 通信界的魔法师，就此应运而生！他实现了光电转换。

1、光模块的江湖地位

光模块从诞生至今，一直拥有着不可撼动的江湖地位！通信界的大佬们这么评价：

“没有光模块就没有光通信。”

“光模块是所有 5G 承载技术都需要的。”

“无论哪种 5G 承载标准与技术，最终都离不开光模块的支持，长距离、低成本、高速率的光模块是实现 5G 低成本广覆盖的关键要素。”

……

2、光模块的功能

光模块通常由光发射组件（含激光器）、光接收组件（含探测器）、驱动电路和光电接口等组成，结构如下图所示。

光模块结构示意图（SFP + 封装）（图片来源于光模块白皮书）

在光通信中，信息的传送与接收都是靠光模块来实现的：

1. 在发送端，光模块完成电 / 光转换。

2. 光在光纤中传输。

3. 在接收端，光模块实现光 / 电转换。

3、光模块的发展

光模块是 5G 网络物理层的基础构成单元，广泛应用于无线及传输设备。面向 5G 承载，25/50/100 Gb / s 高速光模块将逐步在前传、中传和回传接入层引入，N×100/200/400 Gb / s 高速光模块将在回传汇聚和核心层引入。

光模块的发展趋势和技术路线，如下图所示。

下面从光模块的 3 个主要特征来介绍。

封装形式

封装形式标准的确定，使得各个厂商生产的光模块得以兼容、互联互通。

封装形式是光模块最重要的特征。随着光电子器件的发展，器件和芯片带宽逐渐增加。器件和芯片的带宽增加，伴随着光子集成技术的发展，光模块也实现了更高速率传输，更小尺寸封装。

下图展示了光模块封装形式的发展。

传输速率

高速率的数据传输，使得 5G 的各种应用成为可能。

传输速率指每秒传输的比特数，单位为 Mb / s 或 Gb / s。光模块从早期的 155 Mb / s，逐渐攀升：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。

为了实现更高的速率，通常有以下 3 种解决方案：

传输距离

在光通信领域，更快更远一直是通信人的不懈追求。

光模块传输距离，前期主要有 SR（100 m）、LR（10 km）、ER（40 km）、ZR（80 km）几种，随着数据中心网络的建设，为了更具性价比的布线，又进一步衍生出了 DR（500 m）、FR（2 km）两种传输距离。常见的光模块传输距离如下：

速率越高传输的距离越短。如果距离超过了上述极限，可以使用 EDFA（Erbium Doped Fiber Amplifier，掺铒光纤放大器）等光纤放大器放大微弱的光信号，使其传输更远；或者使用相干光模块传输。当然两者都不便宜，需要付出额外的成本。

伴随着 5G 时代的到来，物联网的普及，产生的信息呈爆炸式增长，对整个通信系统基础的物理层提出了更高的传输性能要求。光模块作为重要的组成部分，必将持续为通信发展贡献必要的力量！

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