全网最有趣的光模块科普，请告诉我牛不牛！

相信在座的通信人，都听说过光模块的大名。但对于各种光模块的种类、性能指标、命名方式却总是记不住，到处搜索，难以找全~

所以今天文档君就为大家全方位“盘一盘”光模块，搞了超多有趣的例子，让你一次性记住。先点击个收藏，Let's Go！

光模块作为光通信中的重要组成部分，是实现光信号传输过程中光电互相转换的光电子器件。

光模块通常由光发射组件、光接收组件、激光器芯片、探测器芯片等部件组成。

光模块结构示意图（SFP+封装）

光模块的种类多种多样，外观结构也不尽相同，但是其基本组成结构都包含以下几部分。

• 在发送端，光模块实现电信号→光信号转换。

• 光信号通过光纤传输。

• 在接收端，光模块实现光信号→电信号转换。

如何衡量光模块的性能指标呢？我们左手抓定义，右手抓比喻，一次性把光模块的性能指标牢牢记住！

想象一下，光模块就像是“超级快递员”，它的任务和现实中的快递员一样，在发送端“取件”（电光转换）送到指定的道路上运输，在接收端再“派件”（光电转换）送到目的地址。

为了做好这份工作，超级快递员需要掌握哪些关键技能呢，我们一起来看看~

快递员的“体力”——平均发射光功率

光模块在正常工作条件下发射端光源输出的平均光功率，可以理解为光的强度，单位为dBm。

快递员的“专注力”——OMA光功率&消光比

OMA（Optical Modulation Amplitude，光调制幅度）光功率与光模块的消光比（ER，Extinction Ratio）密切相关，两者都是用来描述光信号中“1”和“0”的区别度，单位为dBm。

OMA光功率是指高电平和低电平时光功率的差值，而消光比则是这两种电平对应的光功率的比值。

OMA光功率与消光比这两个指标可以看作是快递员的“专注力”，它衡量的是信号中的“1”和“0”之间的区分度。快递员需要准确地区分和处理不同的包裹，确保每个包裹能够快速且无误地送达正确的目的地。

如果快递员“专注力”低，有时候可能会把包裹送错地方，这会导致数据传输的不准确。也就是说，在一定范围内，“1”和“0”区分度越大，信号越“清晰”，快递员的“专注力”越高，那么传输的信号质量越好。

快递员的“选路能力”——光模块的中心波长

在光通信系统中，不同的光信号可以通过波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术在同一根光纤中同时传输。为了确保这些信号不会互相干扰，并且能够在光纤中有效传输，每个信号都需要有一个精确的中心波长。

光模块的中心波长即为光模块工作时所使用的中心波长，当光模块与其传输的光信号的中心波长匹配，传输效果最好。同时，根据不同的信号中心波长也需要选取不同的光纤，因为不同的光纤类型对不同波长的光有不同的衰减和色散特性。

例如，单模光纤在1310nm和1550nm这两个波长范围内的衰减较低，因此这两个波长范围被广泛用于长距离和高速率的光通信。

举个例子说明，包裹需要在繁忙的城市中运输，快递员不能随意选择路线，因为那样可能会遇到堵车、道路施工等情况。相反，他需要一个精确规划的路线，这个路线能够让他避开障碍，利用最快的交通方式，确保包裹准时送达。

我们将光纤比作城市的道路网络，中心波长比作快递员选择的路线。如果快递员选择了一条拥堵的道路（错误的波长），那么即使他驾驶得再快，包裹也可能会迟到。相反，如果他选择了一条畅通无阻的道路（正确的波长），那么他就可以更快地到达目的地，包裹的送达时间也会大大缩短。

快递员的“极限负重”——过载光功率

又称饱和光功率，是指光模块在一定的误码率（BER=10▷-12◁）条件下，接收端组件所能接收的最大输入平均光功率。单位是dBm。这相当于快递员的“极限负重”。

过载光功率是指光模块能够承受的最大光功率，超过这个值，信号可能会“爆炸”，导致数据丢失。

快递员的“细心”——接收灵敏度

接收灵敏度是指光模块在一定的误码率（BER=10▷-12◁）条件下，接收端组件所能接收的最小平均输入光功率。如果发射光功率指的发送端的光强度，那么接收灵敏度指的就是光模块可以探测到的光强度，单位是dBm。

接收灵敏度就好比快递员的“细心”，接收灵敏度决定了光模块能够检测到多弱的光信号，如果感知能力弱，一些微弱的信号可能就会被忽略，就像快递员可能会错过一些细小的包裹。

一般情况下，速率越高，接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高，就好比当双十一快递量爆炸式增长，只有超牛的快递员才能尽量保证包裹再小都不丢件啦。

快递员的“责任心”——接收光功率

接收光功率是指光模块在一定的误码率（BER=10▷-12◁）条件下，接收端组件所能接收的平均光功率范围。单位是dBm。

接收光功率就好比快递员的“责任心”，接收光功率越低，表示快递员越“卷”，不放过任何小小的包裹和可能的错误。

假设快递员在一天的工作中有各种各样的包裹要处理，有的包裹上的条形码印刷得非常清晰，有的则可能因为各种原因变得模糊不清。如果快递员的“责任心”不够，那么在处理模糊的条形码包裹时就可能出现错误，导致包裹送错地方或者延误送达。同时，也有可能在客户有“迷你”包裹需求的情况下，不去“取件”，彻底躺平……

接收光功率的上限值为过载光功率，下限值为接收灵敏度的最大值。综合来讲，就是当接收光功率小于接收灵敏度，可能无法正常接收信号，因为光功率太弱了。当接收光功率大于过载光功率时，可能也无法正常接收信号，造成光模块损坏。

快递员的“工作效率”——接口速率

光器件所能承载的无误码传输的最大电信号速率，以太网标准规定的有：125Mbit/s、1.25Gbit/s、10.3125Gbit/s、41.25Gbit/s、50Gbit/s、100Gbit/s。这是快递员的“工作效率”。

接口速率决定了光模块每秒可以传输多少数据，就像快递员每小时能送多少个包裹。

快递员的“服务范围”——传输距离

传输距离就是快递员的“服务范围”。这个指标告诉我们光模块可以把信号送到多远的地方，如果服务范围太小，一些远一点的目的地就送不到了。

光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。

损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。损耗限制可以根据公式：损耗受限距离=（发射光功率-接受灵敏度）/光纤衰减量 来估算。光纤的衰减量和实际选用的光纤强相关。

色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。在光模块色散受限方面，其受限距离远大于损耗的受限距离，可以不做考虑。

通过这些关键指标，我们的超级快递员——光模块，就能够高效、准确地完成数据传输的任务啦！

按传输速率分类

为了满足各种传输速率的需求，产生了不同速率的光模块：400GE光模块、100GE光模块、40GE光模块、25GE光模块、10GE光模块、GE光模块、FE光模块等。

按封装类型分类

传输速率越高，结构越复杂，由此产生了不同的封装方式。常见的封装类型有：SFP、SFP+、SFP28、QSFP+、CFP、CFP2 /CFP2-DCO、QSFP28、QSFP-DD。

光模块	外观	说明
SFP		SFP就像是一位自行车快递员，虽然配送速度不是最快的，非常适合小型包裹的短距离配送。
SFP+		SFP+就像是一位电动车快递员，速度更快，效率更高，能够处理更大的包裹。SFP+是自行车快递员（SFP）的升级版，适合中等距离和较大数据量的快速配送。
SFP28		SFP28就像是一位摩托车快递员，是电动车快递员（SFP+）的升级版，他比SFP+处理的货物更多，速率更快，大幅提升工作效率。SFP28适用于需要高密度、高吞吐量的场合，是城市中快速、大量配送的理想选择。
QSFP+		QSFP+光模块就像是一位面包车快递员，一次能配送四个SFP+包裹，它们不仅速度快，而且适应性强，能够在各种恶劣环境下工作，同时处理多个任务，速度和容量都得到了提升。
CFP		CFP就像是一位大型卡车快递员，能够装载更多的货物，提供更高的传输速度。这位卡车快递员擅长处理大宗货物，确保长途配送的稳定和高效，保障于高速网络骨干和跨地域的数据中心互联。
CFP2 /CFP2-DCO		CFP2与CFP-DCO就像是智能大卡车快递员，是CFP的升级版本，体积更小，性能更高。支持多种通道配置，如10个10G通道、4个25G通道、8个25G通道和8个50G通道，就好比在CFP的基础上给货物安排了定制的空间，使得空间利用更加高效。
QSFP28		QSFP28光模块就像是货运火车快递员，火车有多个车厢，每个车厢都能独立运输货物。QSFP28光模块适用于高密度、高性能的网络环境。
QSFP-DD		QSFP-DD光模块就像是双层高铁快递员，它们不仅拥有更大的容量，而且速度超快。QSFP-DD模块通过双密度设计，就像双层高铁在城市间快速穿梭，能够同时配送更多的货物，高效地完成任务。

按模式分类

光模块就介绍到这了，什么？还有文档君没提到的？请留言到评论区，文档君下次安排上！

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