今日和文档君一起学习技术名词：相干光模块（Coherent Optical Module）——确保信号在光纤网络中高效、远距离传输。
随着数字信号处理、光器件制造等关键技术的不断成熟，相干光模块能够支持更高的传输速率和更远的传输距离，具有卓越的性能和广泛的应用潜力。
相干光模块的结构如图所示，主要由光组件和DSP组件组成。
相干驱动调制器：对光信号进行调制，通过改变光信号的某些特性（如幅度、相位或频率）来传输信息。常见的调制方式包括幅度调制、相位调制、偏振+相位调制、偏振+相位+幅度调制等，常见的相干调制技术包括QPSK（四相位偏移键控）、16QAM（16进制相干振幅调制）等，具体参见【秒懂承载】热点技术名词——“高阶调制”。
光模块内部常见名词解释：
| 名词 | 英文 | 说明 |
|---|---|---|
| SERDES | Serializer/ Deserializer | 是一种用于串行和并行数据转换的芯片或模块 |
| ITLA | Integrated Tunable Laser Assembly | 集成可调谐激光器组件 |
| ICRM | Integrated Coherent Receiver and Modulator | 集成相干光收发器 |
| ICR | Integrated Coherent Receiver | 集成相干接收机 |
| DSP | Digtal Singnal Process | 数字信号处理 |
| 数字IP | Digital Intellectual Property | 是指用于集成电路设计的数字电路的知识产权 |
| CDM | Coherent Driver Modulator | 相干驱动调制器 |
| AD/DA | Analog-to-Digital/Digital-to-Analog Converter | 模拟-数字（A/D）和数字-模拟（D/A）转换的缩写 |
| 模拟IP | Analog Intellectual Property | Analog Intellectual Property |
一、按光模块速率划分
自2011年首个MSA（Multi-Source Agreement）标准接口100G光模块发布，OTN相干模块至今已发展了四代，具体如下：
| 代际 | 最大速率 | 调制 方式 | 波特 率 | 速率 可调 | 应用 |
|---|---|---|---|---|---|
| 第一代 | 100G | 100G QPSK | 34 GBd | 不 支持 | 调制模式只有100G QPSK一种， 适用于各种距离传输，如长途干线、城域网等场景。 |
| 第二代 | 200G | 200G PM-16QAM/ 100G QPSK | 45 GBd | 支持 | 调制模式主要为200G PM-16QAM，适用于短距离传输，如数据中心互联、城域网等场景。 |
| 第三代 | 400G/ 600G | 200G QPSK/400G PM-16QAM | 64 GBd | 支持 | 调制模式主要为200G QPSK，适用于长距离传输，如长途干线、海底光缆等场景。 |
| 第四代 | 800G/ 1.2T | 400G QPSK/400G PS-16QAM/800G PM-16QAM | 96 GBd（注）/130GBd | 支持 | 调制模式主要为400G QPSK，适用于长距离、大容量传输场景，如长途干线；此外，800G速率主要用于超大型数据中心互联以及有高带宽需求的场景。 |
注：早期的96GBd模块为固定模块，仅个别厂家测试应用；后续96Gbd可插拔模块应用场景预计更多，将主要采用400G PS-16QAM调制方式。
二：按光模块形态划分
分为固定(MSA)光模块和可插拔光模块两种：
固定光模块（MSA）：安装在设备的内部，不支持插拔操作，功耗和体积都高于可插拔模块。
可插拔光模块：功耗低、适配灵活、部署便捷，市场规模更大。按封装方式又可分为CFP（Centum Form-factor Pluggable）、CFP2、CFP4、QSFP（Quad Small Form-factor Pluggable）、OSFP（Octal Small Form-factor Pluggable）等。
目前，相干光模块正处于800G/1.2T时代，下一步将向1.6T演进。中兴通讯于2023年全球首发800G OTN可插拔方案，相比固定模块，该模块体积缩小60%，单板端口密度提升1倍，Gbit功耗降低68%，同时运维更加便捷。
相干光模块和非相干光模块在光学特性、集成度、部署便捷性和应用场景等方面存在差异。
光调制解调技术
光调制解调技术的应用是相干光模块与非相干光模块最核心的区别，简单示意如下图。
说明：
非相干光模块：对信号幅度和相位采用直接调制和直接检测；
相干光模块：利用外部可调谐激光器对信号进行相干调制和解调，降低接收机对OSNR的要求，有效延长信号的传输距离。
集成度：相干光模块采用光子集成电路、硅光、高集成封装、先进制造工艺和集成驱动电路等技术，具有更高的集成度。
应用场景：非相干光模块多应用于2.5G、10G、40G速率通信场景；而相干光模块多应用于100G、超100G速率通信场景。
随着OTN网络高速传输需求的不断增加及光模块产业链的成熟，相干光模块在长途骨干、城域、接入、DCI网络中广泛应用。当前，100G、200G和400G速率相干光模块已大规模部署应用，目前业界各厂家正在积极探索和推进400G+光模块应用实践。
1.6T相干光模块：固定模块方面，Ciena预计今年发布，其他厂家紧随其后（中兴、华为预计2025，NOKIA预计2026）。可插拔模块方面，业界预期最早或于2025年后发布。
我们是一群平均从业年限5+的通信专业工程师。 关注我们，带你了解通信世界的精彩！
