甚麼是光模組？

光模組（發射端 + 接收端，optical transceiver）是一種緊湊的熱插拔模組，位於網絡設備與光纖之間。它一側接收來自交換機、路由器、伺服器或儲存端口的電信號；另一側將其轉換為調制光信號送入光纖——並對返回的光信號執行相反的轉換。在光纖鏈路（FOL / ВОЛС）中，光模組是電子器件與光纖之間的介面：光纖傳輸的一切都從這裏開始，也在這裏結束。

在光纖鏈路語境中的定義

光纖鏈路由光源、傳輸介質（光纖及其連接器、接續點，以及其間的任何無源或有源元件）和光接收器組成。光模組是在鏈路兩端同時提供光源和接收器的組件，其封裝方式使主機設備無需了解任何波長、光纖類型或傳輸距離——它只需與模組交換電信號位元。因此，傳輸距離、波長、光纖類型（單模或多模），乃至網絡技術（以太網、光纖通道、PON、InfiniBand）都是通過選擇模組來決定的，而不是通過改變端口。

內部結構

記憶體映射正是 CodingBox 所處理的部分：交換機用來判斷是否接受某個模組的每一個欄位——廠商、料號、序號、兼容性代碼、閾值——都存放在這裏。參見 封裝形式和 MSA 規範。

光模組的應用場景

封裝形式簡史

早期的光器件是直接焊接在線卡上的：一張卡對應一種傳輸距離。可插拔光模組讓端口變得通用，也讓整個行業得以通過多源協議（Multi-Source Agreement，MSA）圍繞少數幾種外殼實現標準化。

每一代都盡量沿用上一代的封裝尺寸——SFP → SFP+ → SFP28 → SFP56，以及 QSFP → QSFP+ → QSFP28 → QSFP56 → QSFP112——這正是現代端口往往仍能接受比它老二十年的模組的原因。各封裝形式的詳情見總覽與對比。

標準的演進

定義一個光模組需要三層標準，分別由不同的機構制定：

• 機械與電氣——由 MSA 聯盟和 SFF 委員會（現為 SNIA SFF TA）制定：外殼、連接器、引腳定義、功率等級。相關文件包括 INF-8074、SFF-8431、SFF-8665，以及 QSFP-DD 和 OSFP 的 MSA。參見規範目錄。
• 管理記憶體區——主機如何讀取標識和診斷資訊：GBIC 的序號標識讓位於 SFF-8472（雙地址，新增 DDM），隨後是用於 QSFP 的分頁式 SFF-8636，最終發展為面向 400G 及以上、與封裝形式無關的 CMIS，並帶有模組狀態機。共用代碼位於 SFF-8024。
• 物理層（PMD）——光纖上實際傳輸的內容：以太網對應 IEEE 802.3（10GBASE-LR、 100GBASE-DR……），光纖通道對應 INCITS T11 FC-PI，InfiniBand 對應 IBTA，PON 和 DWDM 網格對應 ITU-T G 系列，400ZR 對應 OIF。參見 光學 PMD 參考。

這對兼容性的影響是：一個模組即使電氣和光學性能完全合格，仍可能因為其管理記憶體區中的內容不符合特定主機的預期而被拒絕——這正是廠商鎖定 的根源，也是編碼工具存在的原因。

速率是如何增長的

總速率沿著三個方向同時增長：

向 PAM4 的轉變帶來了強制性的前向糾錯和基於 DSP 的模組；超過 100 km 的傳輸距離則把相干檢測帶進了可插拔模組。參見 FEC 與鏈路協商 和相干光通訊。

延伸閱讀

• 封裝形式：總覽與對比——一頁匯總所有支援的封裝。
• DDM 基礎——模組上報的診斷資訊。
• 寫保護類型——模組如何保護自身記憶體區。
• 常見問題與解決方法——現場會出現哪些故障。

在 CodingBox 中，這一切都匯集在一個介面：Check transceiver 讀取模組記憶體區，識別封裝形式和標準，並顯示本文件其餘部分所講解的標識和 DDM 資訊。

電路板上除光學器件外還有甚麼——驅動電路、放大器、DSP、控制器、電源——逐模組講解： 模組電子電路。

1.6T 一代的封裝形式：OSFP224 和 OSFP-XD。

光模組所終結的鏈路——光纖物理特性、衰減、色散、預算、線路設施、測試與故障： 光纖鏈路。

光模組作為有源光基礎設施的一個組成部分——與放大器、轉發器、ROADM、OLT 和監測設備並列： 有源光基礎設施；將模組與光纖類型、距離、連接器和預算相匹配：鏈路中的光模組。