什么是光模块？

光模块（发射端 + 接收端，optical transceiver）是一种紧凑的热插拔模块，位于网络设备与光纤之间。它一侧接收来自交换机、路由器、服务器或存储端口的电信号；另一侧将其转换为调制光信号送入光纤——并对返回的光信号执行相反的转换。在光纤链路（FOL / ВОЛС）中，光模块是电子器件与光纤之间的接口：光纤传输的一切都从这里开始，也在这里结束。

在光纤链路语境中的定义

光纤链路由光源、传输介质（光纤及其连接器、熔接点，以及其间的任何无源或有源元件）和光接收器组成。光模块是在链路两端同时提供光源和接收器的组件，其封装方式使主机设备无需了解任何波长、光纤类型或传输距离——它只需与模块交换电信号比特。因此，传输距离、波长、光纤类型（单模或多模），乃至网络技术（以太网、光纤通道、PON、InfiniBand）都是通过选择模块来决定的，而不是通过改变端口。

内部结构

存储映射正是 CodingBox 所处理的部分：交换机用来判断是否接受某个模块的每一个字段——厂商、料号、序列号、兼容性代码、阈值——都存放在这里。参见 封装形式和 MSA 规范。

光模块的应用场景

封装形式简史

早期的光器件是直接焊接在线卡上的：一张卡对应一种传输距离。可插拔光模块让端口变得通用，也让整个行业得以通过多源协议（Multi-Source Agreement，MSA）围绕少数几种外壳实现标准化。

每一代都尽量沿用上一代的封装尺寸——SFP → SFP+ → SFP28 → SFP56，以及 QSFP → QSFP+ → QSFP28 → QSFP56 → QSFP112——这正是现代端口往往仍能接受比它老二十年的模块的原因。各封装形式的详情见总览与对比。

标准的演进

定义一个光模块需要三层标准，分别由不同的机构制定：

• 机械与电气——由 MSA 联盟和 SFF 委员会（现为 SNIA SFF TA）制定：外壳、连接器、引脚定义、功率等级。相关文档包括 INF-8074、SFF-8431、SFF-8665，以及 QSFP-DD 和 OSFP 的 MSA。参见规范目录。
• 管理存储区——主机如何读取标识和诊断信息：GBIC 的序列号标识让位于 SFF-8472（双地址，新增 DDM），随后是用于 QSFP 的分页式 SFF-8636，最终发展为面向 400G 及以上、与封装形式无关的 CMIS，并带有模块状态机。共用代码位于 SFF-8024。
• 物理层（PMD）——光纤上实际传输的内容：以太网对应 IEEE 802.3（10GBASE-LR、 100GBASE-DR……），光纤通道对应 INCITS T11 FC-PI，InfiniBand 对应 IBTA，PON 和 DWDM 网格对应 ITU-T G 系列，400ZR 对应 OIF。参见 光学 PMD 参考。

这对兼容性的影响是：一个模块即使电气和光学性能完全合格，仍可能因为其管理存储区中的内容不符合特定主机的预期而被拒绝——这正是厂商锁定 的根源，也是编码工具存在的原因。

速率是如何增长的

总速率沿着三个方向同时增长：

向 PAM4 的转变带来了强制性的前向纠错和基于 DSP 的模块；超过 100 km 的传输距离则把相干检测带进了可插拔模块。参见 FEC 与链路协商 和相干光通信。

延伸阅读

• 封装形式：总览与对比——一页汇总所有支持的封装。
• DDM 基础——模块上报的诊断信息。
• 写保护类型——模块如何保护自身存储区。
• 常见问题与解决方法——现场会出现哪些故障。

在 CodingBox 中，这一切都汇集在一个界面：Check transceiver 读取模块存储区，识别封装形式和标准，并显示本文档其余部分所讲解的标识和 DDM 信息。

电路板上除光学器件外还有什么——驱动电路、放大器、DSP、控制器、电源——逐模块讲解： 模块电子电路。

1.6T 一代的封装形式：OSFP224 和 OSFP-XD。

光模块所终结的链路——光纤物理特性、衰减、色散、预算、线路设施、测试与故障： 光纤链路。

光模块作为有源光基础设施的一个组成部分——与放大器、转发器、ROADM、OLT 和监测设备并列： 有源光基础设施；将模块与光纤类型、距离、连接器和预算相匹配：链路中的光模块。