“網絡”，對于大部分當代人來說已經成為了“必需品”。大家也常有對于這一現象的調侃，比如以下這個“被與時俱進”的馬斯洛需求層次理論：

這樣便利的網絡時代之所以能夠到來，“光纖通信技術”可謂是功不可沒。

1966年，英籍華人高琨提出了光導纖維的概念，在全世界范圍內掀起了發展光纖通信的高潮。1978年工作于0.8μm的第一代光波系統被正式投入商業應用，而早期采用多模光纖的第二代光波通信系統，也很快在20世紀80年代初問世。到1990年，工作于2.4Gb／s，1.55μm的第三代光波系統，則已能提供商業通信業務了。

“光纖之父”高琨，因在“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”做出了突破性貢獻，其被授予了2009年的諾貝爾物理學獎。

光纖通信如今已成為現代通信的主要支柱之一，在現代電信網中起著舉足輕重的作用。也被看作是世界新技術革命的重要標志，以及未來信息社會中各種信息的主要傳送工具。

近年來，大數據、云計算、5G、物聯網以及人工智能等應用市場快速發展，將要來臨的無人駕駛應用市場，給數據流量帶來了爆炸性增長，數據中心互聯逐漸發展成為光通信的研究熱點。

谷歌大型數據中心內部

目前的數據中心已不再僅僅是一座或幾座機房，而是一組數據中心集群。為實現各種互聯網業務和應用市場的正常工作，要求數據中心之間協同運轉。數據中心之間信息實時海量交互，這就產生了數據中心互聯網絡需求，光纖通信則成為了實現互聯的必要手段。

與傳統的電信接入網傳輸設備不同，數據中心互聯需要實現信息量更大、更密集的傳輸，就要求交換設備擁有更高速率、更低功耗，以及更加小型化。而決定這些性能是否能夠實現的一個核心因素，則是其中的光收發模塊。

關于光收發模塊的一些基礎知識

信息網絡主要以光纖作為傳輸介質，但目前計算、分析還必須基于電信號，光收發模塊是實現光電轉換的核心器件。

光模塊的核心組件由Transimitter（光發射次模塊）／Receiver（光接收次模塊）或Transceiver（光收發一體模塊）、電芯片，另外還包括透鏡、分路器、合束器等無源器件及外圍電路組成。

在發射端：電信號通過Transimitter轉換為光信號，再由光適配器輸入到光纖；在接收端：光纖中的光信號通過光適配器被Receiver接收并轉變成電信號，并輸送到計算單元進行處理。

光收發模塊示意圖

伴隨著光電集成技術的發展，光收發模塊的封裝形式也經歷了一些變化。在光模塊行業成型之前，早期由各大電信設備制造商各自開發，接口五花八門，不能通用，這樣導致光收發模塊不能互換。為了行業的發展，最終“多源協議（MSA，Multi Source Agreement）”應運而生。有了MSA標準之后，獨立專注于開發Transceiver的公司開始嶄露頭角，隨之行業興起。

光收發模塊按封裝形式可分為SFP、XFP、QSFP、CFP 等：

· SFP（Small Form－factor Pluggable）是一種緊湊型、可插拔的收發器模塊標準，用于電信和數據通信應用，最高可支持10Gbps傳輸速率。

· XFP（10 Gigabit Small Form Factor Pluggable）是10G速率的小型可插拔收發器模塊標準，支持多種通信協議，如10G 以太網、10G 光纖通道和SONETOC－192。XFP收發器可用于數據通信和電信市場，并提供比其他10Gbps 收發器更好的功耗特性。

· QSFP（Quad Small Form－factor Pluggable）是一種緊湊型、可插拔的收發器標準，主要用于高速數據通信應用。根據速度可將QSFP 分為4×1G QSFP、4×10GQSFP＋、4×25G QSFP28光模塊等。目前QSFP28已廣泛應用于全球數據中心。

· CFP（Centum gigabits Form Pluggable）是基于標準化的密集波分光通信模塊，傳輸速率可達100－400Gbps。CFP模塊的尺寸比SFP／XFP／QSFP更大，一般用于城域網等長距離傳輸。

應用于數據中心通信的光收發模塊

數據中心通信可按照連接類型分為三類：

（1）數據中心到用戶，由訪問云端進行瀏覽網頁、收發電子郵件和視頻流等終端用戶行為產生；

（2）數據中心互聯，主要用于數據復制、軟件和系統升級；

（3）數據中心內部，主要用于信息的存儲、生成和挖掘。根據思科預測，數據中心內部通信占數據中心通信70％以上的比例，數據中心建設的大發展，也就催生了高速光模塊的發展。

數據流量持續增長，數據中心大型化、扁平化趨勢推動光模塊向兩方面發展：

· 傳輸速率需求提升

· 數量需求增長

目前全球數據中心光模塊需求已經由10／40G光模塊向100G光模塊更迭。中國阿里云宣傳2018年將成為100G光模塊大規模應用元年，預計2019年進行400G光模塊的升級。

審核編輯：符乾江