光模块，入门指南

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文章摘要

光通信技术在现代数据中心和电信网络中扮演着至关重要的角色，而光收发器作为其中的核心组件，其命名和规格往往包含大量专业术语。光互连的定义通常遵循特定格式，包括连接器外形尺寸、基带速度、传输距离、通道数、调制方式、复用方式、光纤模式等要素。这些要素共同决定了光收发器的性能和适用场景。

IEEE 以太网工作组通过IEEE 802.3标准定义了物理层的电气和光学规范，这一系列标准涵盖了信号传输中的光功率、链路预算、误码率和信号编码等关键参数。例如，802.3dj标准定义了使用200 Gbps通道的200 Gbps至1.6 Tbps聚合带宽，被称为超以太网（Ultra Ethernet）。光收发器的命名标准源自这些规范，帮助用户快速识别其功能和性能。

连接器外形尺寸是光收发器命名中的首要部分。QSFP-DD代表双倍密度的四通道小型可插拔连接器，能够在四通道封装中运行八条通道，从而将总带宽翻倍。随着技术发展，更高密度的连接器如OSFP-XD（超高密度）逐渐应用于1.6T或3.2T等更高速率的场景。未来，共封装光模块（CPO）的普及将进一步缩小可插拔模块的尺寸。

总数据速率是光收发器的核心指标之一。“400G”表示总吞吐量为400 Gbps，通常通过多条并行通道实现。随着人工智能和高性能计算的需求增长，光互连速度持续提升，单通道速度和并行通道数量的增加是提高总带宽的关键途径。

传输距离是光通信技术的重要分类依据。从数据中心内的超短距离（VSR）到数百公里的长距离（ZR），不同距离等级对光收发器的设计和成本提出了不同要求。长距离传输需要更复杂的激光技术和信号处理，以克服光信号损耗和失真。

多路复用技术是实现高效数据传输的核心。粗波分复用（CWDM）和密集波分复用（DWDM）是两种主要方案，前者适用于短距离，后者则支持单根光纤上传输100多个波长，适用于超长距离场景。400G-ZR标准的推出进一步将DWDM技术应用于数据中心互连，显著提升了传输效率。

调制方案直接影响光信号的传输质量。四电平脉冲幅度调制（PAM4）通过将两个比特编码为四个不同的激光亮度级别，显著提高了数据传输速率。调制技术分为直接激光调制和外部调制，后者虽然成本较高，但能提供更好的波形质量。

光纤模式的选择同样至关重要。单模光纤（SMF）适用于高速和长距离传输，而多模光纤（MMF）则更适用于短距离场景。渐变折射率多模光纤（OM3/OM4）通过优化光传播路径，减少了脉冲展宽，提升了传输性能。

光收发器技术仍在快速发展中，未来随着共封装光模块和更高速率标准的普及，光互连的性能和效率将进一步提升。理解这些技术细节对于设计高效、可靠的光通信网络至关重要。