标签: 光模块

人工智能（AI）和大语言模型的快速发展，正推动数据中心和AI集群计算对高速光收发模块的需求激增，数据传输速率和能耗也被推向前所未有的高度。光模块的速率正从100 Gbps和400 Gbps迅速迈向800 Gbps，并进一步指向1.6 Tbps乃至更高速率。 高速率的演进不仅推动了光模块在传输速率上的突破，同时也对其内部和外部的微连接产品提出了更高要求。高速光收发模块的微连接解决方案需在满足高速率需求的同时，兼顾高可靠性、紧凑封装以及更优的耦合效率。基于七大核心技术平台，HYC可为客户提供完整的高速光收发模块微连接产品。 ① 8大基础组件 亿源通搭建了八大大基础组件：MT/Mini MT， 激光切割（Jumper），光纤阵列(FA)，Receptacle, 隔离器（FSI），Fiber lens，Block，Prism，并基于这八大基础货架产品进行产品的组合，通过系统的工艺设计和产品管理，深度参与客户产品开发的Design-in 阶段，提供定制化光组件微连接方案，产品组合如2×MT-3×FA，FA+Isolator，FA+Lens array等。 ②并行光学组件 – 应用于400G/800G/1.6T DR/PSM 收发模块 应用于DR/PSM光模块的并行光学组件典型产品如应用于800G光模块的MT-FA+硅透镜， FA+隔离器，Receptacle-Collimator等。 新产品MT-FA贴lens array主要是应用于光模块的Rx端，通过将lens array粘贴在FA上实现汇聚光到PD中，有效改善耦合效率，不仅可以简化光模块的封装设计，还可以减少工序，降低成本。基于HYC的光学设计、模拟仿真以及光线追踪核心技术能力平台，可精准设计光路和精确控制输出光的角度，能够与PD阵列完美匹配 (typ.≤ 16um)，大大提升与PD的耦合效率的同时保证回损45dB以上，为高速光模块提供优良的光学性能。 ③WDM波分光学组件 – 应用于400G/800G/1.6T FR/LR 收发模块 应用于FR/LR光模块的WDM波分光学组件典型产品可提供Z-block集成组件产品、PLC-based CWDM/DWDM/MWDM产品。基于Z-block集成组件的产品可集成光收发模块的接收端Rx或发射端Tx的组件，如Receptacle、Collimator、Z-block、Lens array和Prism等，极大地简化了光模块的组装和耦合。产品的核心技术在于通过光学模拟仿真，整合精密光学耦合组装和测试以及光学元器件冷加工能力，设计最佳耦合组件，保证快速耦合及最佳插入损耗。HYC的精密光学冷加工和光学检测平台，具备高精度透镜、棱镜、Filter等材料冷加工处理能力，完备切制、研磨、抛光、胶合、Bar条测试、Pitch测试、清洗和检验等光学冷加工工序全流程。 新产品800G BIDI（Tx+Rx）集成组件，集成Receptacle, Collimator, 自由空间环形器(Free Space Circulator) 和Z-block，用于BIDI(Bi-Directional) 单纤双向收发模块，提高信号传输稳定性，优化封装布局。 ④MCF光组件应用于下一代基于空分复用MCF高速收发模块 多芯光纤被认为是突破当前光通信系统香农容量极限的有效解决方案，能够实现带宽容量的指数级提升。要全面实现多芯光纤技术，关键在于解决MCF与MCF之间的连接，以及MCF与单模光纤（SMF）之间的互联问题。HYC可提供MCF光组件应用于未来下一代基于空分复用（SDM）的MCF高速收发模块，如4-Core Receptacle-FA等产品，以满足未来更高带宽需求。

前言 随着大数据、云计算、5G通信的到来，数据传输速度越来越快的情况下，人们不断追求更高清的图片和视频以及画面通信质量，这导致数据中心带宽需求飞速增长，以传统光纤传输媒介的光纤资源将会越来越紧张。若重新铺设光纤，将面临挖地道、架空、埋管道、施工周期长、人力消耗大等系列问题，会给城市的建设带来很多麻烦。这时，选择成本低廉，可靠性高的技术来提高光纤资源的利用率成为首要解决的问题。 为了解决这个问题，易天光通信（ETU-LINK）将为大家介绍一种低成本、承载业务灵活的CWDM技术如何解决了现阶段光纤资源不够用的问题。 一、CWDM技术 CWDM技术可以在业务量的递增的情况下，不需要新增光纤和更换原有设备，通过插入新的OTU板进行容量扩展来增加旧光纤的传输容量，提高现有光纤资源的利用率，实现更大规模的数据传输任务。 另外，因为CWDM的工作波段为1270~1610nm，波长间隔为20nm,较宽的波长可降低激光器对技术指标的要求，从而减少了光模块的设计和开发成本。在成本低和扩容量大的双重优势下，CWDM在电信、广电、企业网、校园网、数据中心、基站等领域被广泛地运用。 二、什么是CWDM 那什么是CWDM呢？简单地说就是在发送端利用光复器将不同波长的光组合到一根光纤中进行传输；在在链路的接收端，利用解复用器将组合在一起的光分解后通过不同的光纤，分别送给不同的接收机，因此只需两根光纤就可以传输多路信号。 随着5G时代的到来，基于CWDM技术开发出来的光模块具有容量大、节省光纤资源、损耗低、体积小、组网灵活等优点，以应对5G时代下庞大的数据传输需求。最后，5G网络建设的快速推进必将给光模块市场带来巨大的市场机会和发展机遇。 易天光通信CWDM光模块类型主要有: 1、1.25G2.5G SFP CWDM 20KM~120KM 2、10G SFP+ CWDM 10KM~80KM 3、10G XFP CWDM 10KM~80KM 总结 通信行业的发展十分迅猛，易天光通信（ETU-LINK）紧跟业界的步伐，积极响应业界研发各种CWDM光模块解决方案，以应对未来更高速率需求的光模块。

随着AI大模型训练和推理对计算能力的需求呈指数级增长，AI数据中心的网络带宽需求大幅提升，推动了高速光模块的发展。光模块作为数据中心和高性能计算系统中的关键器件，主要用于提供高速和大容量的数据传输服务。 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、LWDM）。按照传输模式，光模块可分为并行和波分两种类型，其中并行方案主要应用在中短距传输场景中成本优势较为明显；而在长距离传输场景中，WDM波分方案的应用可明显地节约光纤成本。 并行光学传输 在并行光学 (Parallel optics) 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，典型的光模块类型包括SR4，SR8，PSM4，DR4和DR8等。 MT（MPO）插芯和光纤阵列FA多通道微型连接组件是支持并行光互连的关键部件，用于模块外部光接口连接与模块内部光学耦合，能够集成到光模块板上。利用MT插芯的小体积、多通道来实现多路光的并行传输，在高速光模块中作为对外的光接口非常易于使用。不同类型的光模块或者每家生产厂商的光模块内部结构都不同，因此MT-FA、MT-MT等微连接组件都是高度定制化产品，也会有各种不同的产品形态，如MT-FA、MT-2×Mini MT、MT- FA+隔离器、MT- FA+ lens array等。 FA贴装隔离器或lens array产品广泛应用于高速光模块中。 隔离器的作用主要是能够有效隔离光信号反射，只允许单向光通过，工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。在传统的光模块中，隔离器通常是单独使用的。通过将光纤阵列和隔离器的集成，可简化光模块的设计，能够有效节省光模块集成空间和耦合时间，同时保证信号的高质量传输。 透镜lens是光收发模块中起到耦合作用的重要元件，由于激光器发射的光是发散的，通过透镜可以控制光束的准直、聚焦进行耦合能够大大提高光传输效率。而在接收端，由于速率的增长，PD的接收面积更小，通过光纤直接与PD耦合将难以满足更好的耦合效率，其透镜阵列（lens array）作用就非常关键，通过将lens array粘贴在FA上实现汇聚光到PD中，有效改善耦合效率，不仅可以简化光模块的封装设计，还可以减少工序，降低成本。FA和lens array均可以根据光斑、角度等参数和客户需求进行定制化设计，来实现高精准耦合。 WDM波分光学传输 波分复用技术 (WDM) 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，典型光模块类型如FR4、FR8和LR4等。 光模块的波分复用组件可以是MUX或DEMUX功能。DEMUX主要功能是将光纤接入的多波长WDM光进行准直、解波分复用成单独的波长信号，然后高效率的耦合到PD中进行光电转换。MUX主要功能是将来自多个激光器的不同波长的光信号进行准直和多路复用，将它们合成为一路光信号，然后高效地耦合到单根输出光纤中。 波分复用组件有多个独立功能的分立器件，接收端有光纤准直器、WDM Block、反射镜、透镜阵列、棱镜等，发射端一般有准直器、隔离器、WDM Block等，各个元件之间需要精密的调节与对准。随着对高速率和高密度发展的需求日益提升，波分复用组件的集成化趋势也愈加明显。一些无源器件制造商已开始将所有无源元件集成化设计，可以简化光模块的耦合工序，还可以提升生产效率和产品一致性。 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 ）或阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)、刻蚀衍射光栅（Echelle Diffraction Grating, EDG）、级联MZI阵列（Mach-Zehnder interferometer, MZI）等。其中TFF(基于Z-BLOCK)和AWG(阵列波导光栅)是两种最常用、最典型的MUX/DEMUX子组件。 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WDM波长的滤光片进行合波和分波。通过波分复用/解复用器，在一根光纤中传输1271nm、1291nm、1311nm、1331nm四个波长信号。 如下图为Z-block的典型结构，中间是一个处理过的斜方棱镜（也是平行四边形玻璃基板），斜方棱镜的背面部分区域镀了高反射膜，另一侧贴有不同波长的WDM滤波片，每个滤光片只能让当前通道波长的光信号通过，并且反射其它通道的波长。 如下400G Rx光学集成组件基于Z-block自由空间技术，集成了400G高速光收发模块的ROSA端的所有光学组件，包含Receptacle、准直器、Z-block、lens array、棱镜和底板。该设计仅需一步耦合即可组装到400G光收发模块上，大幅提高了光模块的耦合效率，同时有效降低了成本。 Z-block技术具有损耗低和信道质量好的优点，但是该技术的工艺难度高，集成组件在一定程度上可以降低了耦合成本。此集成组件的组装工艺有多项关键控制点：Z-block的面型尺寸控制：尺寸精度影响准直器光束质量；汇聚光的位置公差：汇聚光在X/Y/Z方向的位置公差分析需要一定的光学模拟技术，以确保聚焦光斑直径与PD完美匹配；产品的机械和环境测试要求：对产品的剪贴力和HAST实验要求比较高，以确保其在实际应用环境中的可靠性和长期稳定性。 亿源通可为收发模块客户提供从光纤到PD和从LD到光纤的全套光耦合定制化解决方案：产品含2、4、2x4通道的LAN-WDM/CWDM BLOCK和BIDI BLOCK满足各类ROSA\TOSA\BOSA需求。 随着光网络、数据中心等朝超高速率、更大容量及集成化方向的发展，光收发模块也采用体积更小、集成度更高的解决方案，无论是并行高速光组件或WDM波分高速光组件的需求量也随之快速增长。

随着数据通信技术的不断发展，人们对更快、更高传输速率的需求也在不断增加。光模块技术作为现代数据传输的核心，正在不断进步以满足这一需求。一个显著的进展是网络速率从400G提升到800G，并且未来将向1.6T发展。让我们深入了解这些技术的演变过程，探讨每一代技术是如何在前一代的基础上不断改进和发展的。 400G光模块 400G光模块是现代数据通信领域的重要技术之一。它主要用于数据中心和电信网络，能够提供高速的数据传输。400G光模块采用了多种先进的技术，如PAM4（四电平脉冲幅度调制），以提高数据传输速率。相比于之前的100G和200G光模块，400G光模块在带宽和效率上都有了显著提升。它不仅能够支持更高的传输速率，还能够在更低的功耗下工作，从而满足了现代数据通信对高性能和高效能的需求。随着技术的不断进步，400G光模块将继续在数据通信领域发挥重要作用。 ADOP 400G光模块亮点 ADOP 400G光模块在数据通信领域中具有许多亮点，以下是一些主要特点： 多种型号： ADOP提供多种400G光模块类型，包括QSDP-DD、OSFP和QSFP112等，以满足不同设备接口和传输需求。 先进的调制技术： 这些400G模块采用PAM4（脉冲幅度调制）等高效调制技术，在现有光纤基础设施上实现更高的数据速率，同时提高信号质量。 低功耗设计： ADOP 400G模块注重降低运营成本和环境影响，采用低功耗设计，在提供高速传输的同时保持能源效率。 兼容性和互操作性： ADOP 400G模块通常设计为与多种供应商的设备兼容，包括主流交换机、路由器和服务器，具有良好的互操作性。 远距离传输能力： 根据具体的光模块，ADOP 400G可以支持从100米到40公里的各种传输距离，允许客户根据自己的需求选择合适的模块。 多通道设计： 部分400G模块采用多通道设计，将8个通道组合在一起，每个通道50 Gbps，以实现完整的400 Gbps数据速率，有效提高光纤利用效率。 800G光模块 借鉴400G光模块的成功经验，行业积极推动800G光模块的发展，以满足对不断增长的更高带宽需求。通过集成电路技术和信号处理算法的创新，800G光模块实现了传输速率的突破和数据容量的翻倍，同时引入增强光谱效率实现了对网络资源的优化。 800G光模块是数据通信领域的又一重要突破。相比于400G光模块，800G光模块在传输速率和带宽方面有了显著提升。以下是800G光模块的一些主要特点： 更高的传输速率： 800G光模块通过增加通道数或提高每个通道的传输速率，实现了更高的带宽。通常采用PAM4（四电平脉冲幅度调制）等先进的调制技术，以支持更高的数据速率。 低功耗设计： 尽管传输速率更高，800G光模块仍然注重降低功耗，以提高能源效率并减少运营成本。 高集成度： 800G光模块采用更高集成度的设计，将更多的功能集成到一个模块中，从而减少了体积和成本，提高了性能和可靠性。 远距离传输能力： 800G光模块支持更长的传输距离，适用于数据中心之间的长距离连接和电信网络中的骨干传输。 兼容性和互操作性： 800G光模块通常设计为与现有的网络设备兼容，具有良好的互操作性，便于网络升级和扩展。 高可靠性： 800G光模块采用先进的制造工艺和高质量的材料，确保在高负荷和复杂环境下的稳定运行。 800G数据中心的关键技术 800G数据中心的关键技术包括以下几个方面： 先进的光模块技术： 800G光模块是实现高带宽传输的核心组件。它们采用PAM4（四电平脉冲幅度调制）等先进调制技术，以支持更高的数据速率和更高效的信号传输。 高效的交换和路由技术： 为了处理800G的高数据流量，数据中心需要采用高效的交换机和路由器。这些设备需要具备更高的处理能力和更低的延迟，以确保数据的快速传输和处理。 光纤基础设施： 800G数据中心需要高质量的光纤基础设施，以支持高速数据传输。多模光纤和单模光纤的选择和部署对于实现高效的数据传输至关重要。 低功耗设计： 随着数据传输速率的提高，功耗问题变得更加突出。800G数据中心需要采用低功耗设计，以减少能源消耗和运营成本。这包括使用高效的电源管理技术和散热解决方案。 高集成度芯片： 高集成度芯片是实现800G数据中心的关键。这些芯片需要具备更高的处理能力和更低的功耗，以支持高速数据传输和处理。 网络虚拟化和自动化： 为了提高数据中心的灵活性和管理效率，网络虚拟化和自动化技术变得越来越重要。这些技术可以帮助数据中心更好地管理资源，优化网络性能，并快速响应业务需求。 安全性和可靠性： 800G数据中心需要具备高水平的安全性和可靠性。这包括采用先进的加密技术、冗余设计和故障恢复机制，以确保数据的安全和系统的稳定运行。 ADOP 800G光模块亮点 ADOP 800G光模块采用多种封装，如QSFP-DD和OSFP，以适配不同的网络设备和需求。它们采用先进的调制方案和相干光学技术，即使在长距离传输时也能确保强大的性能。凭借先进的技术， ADOP 800G光模块通过光纤跳线处理超高带宽，具有更高的实用性和可靠性。以下是 ADOP 800G光模块的亮点。 先进光子技术：ADOP 800G光模块采用先进光子技术，包括相干光学和先进的DSP（数字信号处理）算法，以处理与更高速率数据传输相关的复杂问题。 低功耗： 800G光模块采用CPO（相干可插拔）通信技术，有效利用光纤跳线的带宽，实现节能，从而降低功耗。 低延迟： 800G光模块采用光子集成电路（PIC），降低了800G链路延迟，非常适用于实时应用和高频交互，例如金融交易、云计算和大型数据中心。 多信道设计： 800G光模块采用8信道设计，每个信道的传输速率为100Gbps或200Gbps。多信道设计增加了传输带宽，提供更高的数据吞吐量。例如，QDD-DR8-800G是一款支持2x400G/8x100G分线的800G光模块，可实现更高的端口密度。 800G QSFP-DD光模块 QDD-DR8-800G QDD-SR8-800G QDD800-PLR8-B1 中心波长 1310nm 850nm 1311nm 接口 MTP/MPO-16 MTP/MPO-16 MTP/MPO-16 最大传输距离 500m@单模 30m@OM3/50@OM4 10km 调制 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 发射器类型 EML VCSEL EML 芯片 Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP 功耗 ≤16.5W ≤13W ≤18W 应用 以太网、数据中心、800G到2x400G分线、800G到8x100G分线 以太网、数据中心 以太网、数据中心、800G到2x400G分线、800G到8x100G分线 800G OSFP光模块 OSFP-2FR4-800G OSFP-DR8-800G OSFP800-2LR4-A2 OSFP800-PLR8-B1 OSFP800-PLR8-B2 OSFP-SR8-800G 中心波长 1271nm, 1291nm, 1311nm和1331nm 1310nm 1271nm, 1291nm, 1311nm和1331nm 1310nm 1310nm 850nm 接口 双LC双工 双MTP/MPO-12 双LC双工 MTP/MPO-16 双MTP/MPO-12 双MTP/MPO-12 最大传输距离 2km 500m@单模 10km 10km 10km 50m 调制 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 8x106.25G PAM4 发射器类型 EML EML EML EML EML VCSEL 芯片 Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP Broadcom 7nm DSP 功耗 ≤16.5W ≤13W ≤18W ≤16.5W ≤16.5W ≤14W 应用 以太网、数据中心、800G到2x400G分线 以太网、数据中心、800G到2x400G分线、800G到8x100G分线 以太网、数据中心、800G到2x400G分线 以太网、数据中心、800G到2x400G分线、800G到8x100G分线 以太网、数据中心、800G到2x400G分线、800G到8x100G分线 以太网、数据中心、800G到2x400G分线 未来的1.6T光模块 这款1.6T OSFP光模块设计为提供八个信道，每个信道传输速率为200Gbps，依赖单一的OSFP接口提供1.6Tbps的总带宽。针对各种应用场景进行优化，尤其是在光纤领域内，该光模块采用PAM4调制方案，有效地将每个通道的电信号强度从50G提升至100G。 QSFP-XD技术概述 虽然OSFP1600支持未来搭载200G电信道的交换芯片，但1.6T光模块与100G电信道结合也备受关注。为满足这一需求，OSFP-XD封装被研发出来，通过将电信道数量由原有的8条增加到16条，OSFP-XD光模块提供了16个100G信道的1.6T密度，并在未来将提供16个200G信道的3.2T密度。 QSFP-XD光模块优势 出色的系统性能： 该光模块是当前市场上最密集的可插拔光学解决方案，支持16个电信道，每个电信道可实现100G或200G的传输速率，从而实现1.6T或3.2T的总数据速率。其封装与OSFP（八通道小型可插拔）相同，但采用了更高密度的连接器和光纤跳线组件。该光模块可与800G OSFP光模块进行堆叠或组合使用，满足未来芯片密度增长需求，提高了系统吞吐量和效率。 技术兼容性强： QSFP-XD光模块可支持不同的光学技术，包括100G Lambda、200G Lambda和相干技术。广泛适用于各种传输需求和应用场景，支持在0~70°C范围内实现长达2km的传输距离。其低于23W的功耗能够实现高速、高效和高度可靠的数据传输，成为数据中心、云计算等应用的理想选择。 多功能和以客户为中心： 该光模块具备所有可插拔光模块的优势，包括可配置性、可维护性、技术灵活性等。同时保留了成熟的供应链业务模式，使客户能够从众多品牌中选择合适的产品和服务。 总结 1.6T光模块代表了未来超大规模数据传输和高效能量传输的需求，这些需求将通过技术的不断进步得以满足。这些光模块将在PAM4、数字信号处理（DSP）和硅光子学等基础技术上不断创新，并探索新的调制技术，如相干光学或更高阶的PAM方案。然而，光模块技术的发展并不会止步于1.6T。未来，行业展望着更高的3.2T甚至更高速率的发展。这是一个持续创新的过程，每一次技术的飞跃都将推动数据通信行业的蓬勃发展。

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。