应用于高速收发模块的并行光学和WDM波分光学技术
光模块的传输距离分为短距、中距、长距。通常短距离传输是指2km以下的传输距离，中距为10-20km。≥30km的则为长距离传输。根据不同的传输距离，光模块类型分为sr(100m)、dr(500m)、fr(2km)、lr(10 km)、er(40 km)、zr(80 km)几种。
光模块的传输距离
其中，sr, lr, er是由ieee规范的标准统一光模块的结构封装和相关接口，而dr，fr是由msa组织统一定义的。在100g及以下速率的数据中心，sr(short range)短距离光模块多采用多模并行技术。dr短距psm4(parallel single mode 4 channels)是500米传输，采用的是1310nm波长，使用单模并行。fr短距cwdm 4光模块则很好的填补了lr在2km以下成本过高的空白，是lr在500m到2km范围下的替代产品，采用的是波分复用技术。lr(long range)在单模光纤上支持的距离最远为10km，使用cwdm或lwdm波长激光。er表示扩展可达(extended reach)，在单模光纤上支持长达40km的距离，使用lwdm波长激光。 zr也并不是ieee标准，可以通过单模光纤传输达到80公里的距离，使用dwdm波长激光。
光模块提升带宽的方法有两种：1)提高每个通道的比特速率，如直接提升波特率，或者保持波特率不变，使用复杂的调制解调方式(如pam4);2)增加通道数，如提升并行光纤数量，或采用波分复用(cwdm、dwdm)。在数据中心光模块就产生了两种传输方案—并行和波分。在当前100g以及以下速率的数据中心，短距离光模块使用的更多是并行技术。
并行传输&波分复用
什么是并行光学技术?并行光学技术是一种特殊的光通信技术，在链路两端发射并接收信号，通常采用并行光学收发光模块来实现两端的高速信号传输。传统的光纤收发模块无法满足日益增长的高速传输需求，而并行光学技术可以成为 4×50g，8×50gbps传输的经济高效的解决方案。
在并行光学的信号传输中，链路两端的并行光模块中含有多个发射器和接收器，采用多条光纤，信号通过多条路径传输和接收，并行传输利用可支持每秒 10 至 100 gigabit 数据速率的多个通道。如下图所示，8路同时并行传输，这样数量传输速率大大提高。也就是说a端以4个tx端通过四根光纤以每路50gbps的速率传输到b端 rx端接收，达到总和200gbps的传输速率。
并行光学技术
在长距离传输中，光模块一般采用的是wdm波分复用技术。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。
wdm波分复用技术
在光收发器中，为了实现波分复用(mux)和解复用(demux)，最核心的光器件就是mux和demux光组件，mux和demux都属于无源器件。目前光模块的波分复用组件主要有两种实现技术：基于空间光学的tff(薄膜滤波器thin-film filters)，基于plc(集成平面光波导 planar light circuit )的阵列波导光栅(arrayedwaveguide grating，awg)、刻蚀衍射光栅(echelle diffraction grating,edg)、级联mzi阵列(mach-zehnder interferometer, mzi)等。
空间光学&波导光学
tff(thin film filter)薄膜滤光片技术，在光模块里所用的tff技术主要采用z-block方法来实现。利用自由空间光学(free space optics)设计，结合准直器，用4个cwdm波长的滤光片通过微光学的方式进行合波和分波。最早采用的cwdm4组件是基于薄膜滤波片tff的z-block技术,如图所示,8个tff滤波片分两组粘贴在一个斜方棱镜上,一组用于波分复用,另一组用于波分解复用,各滤波片的透射波长分别为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm。
z-block技术
400g集成光学组件
为了简化封装工艺，以减小尺寸和降低成本，人们开发了基于集成光学技术的cwdm4 awg芯片。awg是阵列波导光栅的简称，在电信网中早已成熟应用。awg和z-block都是高速光模块大量应用的光学组件。z-block技术在一定程序上优于awg，性能更好，链路损耗更小，能够传输更远距离。但是对耦合要求比较高，组装比较复杂，对于空间要求较高，不利于更多通道数的应用。相比于 tff 技术，awg 的集成度更高，一个 awg 芯片可完成多个波长的复用及解复用功能， 减少复杂组装工艺，利于降低封装成本，通道数目多，插入损耗较小。在未来更高集成应用上，如果awg在波长稳定以及制作工艺上进行优化升级，可能会更具优势。
awg cwdm4
电信传输网中的awg被用于复用/解复用dwdm光信号，与cwdm4 awg有些区别，其通道数一般为32/40/48通道，其通道间隔通常为200g或者100g(对应波长间隔1.6nm或者0.8nm)，应用场景主要是电信网的骨干网，典型的结构如图所示，它包括一个输入波导、一个输入星形耦合器(图中自由传输区域fpr)、一组阵列波导、一个输出星形耦合器和数十根输出波导。
阵列波导光栅示意图
z-block技术具有损耗低和信道质量好的优点，基于z-block技术的cwdm4模块，能支持100g或更高速率的信号传输10公里及以上。在应用趋势上，awg多应用于传统光模块接收端，具备极佳的成本优势和封装优势。发射端，awg和tff方案都有应用，而由于tff在性能上更优，早起tff应用更多，但综合考虑成本和性能，awg性能也能大致满足，在传统方案中占比有一定提升。
耐能斩获EE Awards Asia2022“年度最佳AI”殊荣！
某地三家运营商负责人召开会议达成三项共识
了解linux-2.6.26内核中ARM中断实现
坚果成为2018智能家居企业百强榜单中上榜的激光电视代表品牌
品牌与品质并驾齐驱，绘王亮相2023中国品牌博览会
应用于高速收发模块的并行光学和WDM波分光学技术
工信部将按照《政府工作报告》有关部署，在六方面推动提速降费发展
马云要弄NASA计划，李彦宏要弄阿波罗计划，多位大佬扎堆做高科技这是搞事情？
超小型CMOS运算放大器—XC221A系列
汽车熄火的时候是真的睡着了么？
为什么不建议用lora lora无线技术的优缺点
到2024年 消费机器人出货量达到每年3900万台
关于电气火灾监控系统实际应用的详细分析
Flash型单片机的加密与解密
英特尔将推出采用AI技术的最新处理器
Molex LED便携式磁性灯实现绝佳的耐久性与效率
这家PCB行业企业打入英伟达供应链
努比亚Z17曝光：双曲面+双摄的努比亚Z17做出了真正的华为Mate9 Pro？
基于Protel 99的PCB信号完整性分析
波士顿动力机器狗又新增功能：跳绳
光模块的传输距离
其中，sr, lr, er是由ieee规范的标准统一光模块的结构封装和相关接口，而dr，fr是由msa组织统一定义的。在100g及以下速率的数据中心，sr(short range)短距离光模块多采用多模并行技术。dr短距psm4(parallel single mode 4 channels)是500米传输，采用的是1310nm波长，使用单模并行。fr短距cwdm 4光模块则很好的填补了lr在2km以下成本过高的空白，是lr在500m到2km范围下的替代产品，采用的是波分复用技术。lr(long range)在单模光纤上支持的距离最远为10km，使用cwdm或lwdm波长激光。er表示扩展可达(extended reach)，在单模光纤上支持长达40km的距离，使用lwdm波长激光。 zr也并不是ieee标准，可以通过单模光纤传输达到80公里的距离，使用dwdm波长激光。
光模块提升带宽的方法有两种：1)提高每个通道的比特速率，如直接提升波特率，或者保持波特率不变，使用复杂的调制解调方式(如pam4);2)增加通道数，如提升并行光纤数量，或采用波分复用(cwdm、dwdm)。在数据中心光模块就产生了两种传输方案—并行和波分。在当前100g以及以下速率的数据中心，短距离光模块使用的更多是并行技术。
并行传输&波分复用
什么是并行光学技术?并行光学技术是一种特殊的光通信技术，在链路两端发射并接收信号，通常采用并行光学收发光模块来实现两端的高速信号传输。传统的光纤收发模块无法满足日益增长的高速传输需求，而并行光学技术可以成为 4×50g，8×50gbps传输的经济高效的解决方案。
在并行光学的信号传输中，链路两端的并行光模块中含有多个发射器和接收器，采用多条光纤，信号通过多条路径传输和接收，并行传输利用可支持每秒 10 至 100 gigabit 数据速率的多个通道。如下图所示，8路同时并行传输，这样数量传输速率大大提高。也就是说a端以4个tx端通过四根光纤以每路50gbps的速率传输到b端 rx端接收，达到总和200gbps的传输速率。
并行光学技术
在长距离传输中，光模块一般采用的是wdm波分复用技术。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。
wdm波分复用技术
在光收发器中，为了实现波分复用(mux)和解复用(demux)，最核心的光器件就是mux和demux光组件，mux和demux都属于无源器件。目前光模块的波分复用组件主要有两种实现技术：基于空间光学的tff(薄膜滤波器thin-film filters)，基于plc(集成平面光波导 planar light circuit )的阵列波导光栅(arrayedwaveguide grating，awg)、刻蚀衍射光栅(echelle diffraction grating,edg)、级联mzi阵列(mach-zehnder interferometer, mzi)等。
空间光学&波导光学
tff(thin film filter)薄膜滤光片技术，在光模块里所用的tff技术主要采用z-block方法来实现。利用自由空间光学(free space optics)设计，结合准直器，用4个cwdm波长的滤光片通过微光学的方式进行合波和分波。最早采用的cwdm4组件是基于薄膜滤波片tff的z-block技术,如图所示,8个tff滤波片分两组粘贴在一个斜方棱镜上,一组用于波分复用,另一组用于波分解复用,各滤波片的透射波长分别为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm。
z-block技术
400g集成光学组件
为了简化封装工艺，以减小尺寸和降低成本，人们开发了基于集成光学技术的cwdm4 awg芯片。awg是阵列波导光栅的简称，在电信网中早已成熟应用。awg和z-block都是高速光模块大量应用的光学组件。z-block技术在一定程序上优于awg，性能更好，链路损耗更小，能够传输更远距离。但是对耦合要求比较高，组装比较复杂，对于空间要求较高，不利于更多通道数的应用。相比于 tff 技术，awg 的集成度更高，一个 awg 芯片可完成多个波长的复用及解复用功能， 减少复杂组装工艺，利于降低封装成本，通道数目多，插入损耗较小。在未来更高集成应用上，如果awg在波长稳定以及制作工艺上进行优化升级，可能会更具优势。
awg cwdm4
电信传输网中的awg被用于复用/解复用dwdm光信号，与cwdm4 awg有些区别，其通道数一般为32/40/48通道，其通道间隔通常为200g或者100g(对应波长间隔1.6nm或者0.8nm)，应用场景主要是电信网的骨干网，典型的结构如图所示，它包括一个输入波导、一个输入星形耦合器(图中自由传输区域fpr)、一组阵列波导、一个输出星形耦合器和数十根输出波导。
阵列波导光栅示意图
z-block技术具有损耗低和信道质量好的优点，基于z-block技术的cwdm4模块，能支持100g或更高速率的信号传输10公里及以上。在应用趋势上，awg多应用于传统光模块接收端，具备极佳的成本优势和封装优势。发射端，awg和tff方案都有应用，而由于tff在性能上更优，早起tff应用更多，但综合考虑成本和性能，awg性能也能大致满足，在传统方案中占比有一定提升。
耐能斩获EE Awards Asia2022“年度最佳AI”殊荣！
某地三家运营商负责人召开会议达成三项共识
了解linux-2.6.26内核中ARM中断实现
坚果成为2018智能家居企业百强榜单中上榜的激光电视代表品牌
品牌与品质并驾齐驱，绘王亮相2023中国品牌博览会
应用于高速收发模块的并行光学和WDM波分光学技术
工信部将按照《政府工作报告》有关部署，在六方面推动提速降费发展
马云要弄NASA计划，李彦宏要弄阿波罗计划，多位大佬扎堆做高科技这是搞事情？
超小型CMOS运算放大器—XC221A系列
汽车熄火的时候是真的睡着了么？
为什么不建议用lora lora无线技术的优缺点
到2024年 消费机器人出货量达到每年3900万台
关于电气火灾监控系统实际应用的详细分析
Flash型单片机的加密与解密
英特尔将推出采用AI技术的最新处理器
Molex LED便携式磁性灯实现绝佳的耐久性与效率
这家PCB行业企业打入英伟达供应链
努比亚Z17曝光：双曲面+双摄的努比亚Z17做出了真正的华为Mate9 Pro？
基于Protel 99的PCB信号完整性分析
波士顿动力机器狗又新增功能：跳绳