带你了解光模块

原标题:“不夸张，没有光模块就没有光通信”

100多年来，人类从简单的电报通信发展到今天的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、智能家居等应用越来越广泛。这些都需要建立在高速数据传输的基础上。

由于高速信号在铜缆中衰减很快，无法实现长距离传输。同时，由于光的传输频率比无线电信号高1000倍以上，有效提高了信息的传输速率。因此，光纤逐渐成为主流传输介质。

在计算机、存储器和开关中，数据以电信号的形式进行处理和传输。那么，如何将电信号转换成光信号，进入光纤呢？或者说如何将光纤中的光信号转换成电信号接入通信系统？

于是，通信领域的魔术师——光模块应运而生！他实现了光电转换。

1.光模块的江湖地位

光模块自诞生以来，在江湖上一直占据着不可动摇的地位！通信界大佬们是这样评价的:

"没有光模块就没有光通信."

“所有5G承载技术都需要光模块。”

“无论是哪种5G承载标准和技术，最终都离不开光模块的支持。长距离、低成本和高速光模块是实现5G低成本和广覆盖的关键要素。”

……

2.光学模块的功能

光学模块通常由光发射部件、光接收部件(包括探测器)、驱动电路、光电接口等组成。结构如下图所示。

在光通信中，信息的发送和接收是通过光模块实现的:

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

它是光模块5G网络物理层的基本单元，广泛应用于无线和传输设备中。对于5G承载，将在前向、中间和返回接入层逐步引入25/50/100 Gb/s高速光模块，在返回汇聚和核心层引入N×100/200/400 Gb/s高速光模块。

光模块的发展趋势和技术路线如下图所示。

介绍光学模块的以下三个主要特征。

包裹

封装形式标准的确定使得各制造商生产的光模块能够兼容和互连。

封装形式是光模块最重要的特征。随着光电子器件的发展，器件和芯片的带宽逐渐增加。随着光子集成技术的发展，光模块实现了更高的传输速率和更小的封装尺寸。

下图显示了光模块封装的发展。

传输速度

高速数据传输使5G的各种应用成为可能。

传输速率是指每秒传输的比特数，单位为Mb/s或GB/s，从早期的155 Mb/s开始，光模块逐渐攀升: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。

为了达到更高的速率，通常有以下3种解决方案:

传输距离

在光通信领域，走得更快更远一直是通信者不懈的追求。

光模块传输距离前期主要有SR、LR(10公里)、ER(40公里)、ZR(80公里)。随着数据中心网络的建设，DR(500米)和FR(2公里)传输距离进一步延伸，以实现更具成本效益的布线。常见的光模块传输距离如下:

速率越高，传输距离越短。如果距离超过上述限制，可以使用EDFA等光纤放大器对微弱的光信号进行放大，使其能够传输得更远；或者使用相干光模块传输。当然，两者都不便宜，都需要付出额外的成本。

随着5G时代的到来和物联网的普及，产生的信息呈爆炸式增长，这对整个通信系统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，将继续为通信的发展做出贡献。