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　　在光模块及芯片需求量大的背景下，行业景气度高。数据中心间互联及内部交换机连接增加，对光模块的需求不断增加。2015年IDC光模块市场增速约为50%，到2019年IDC光模块销量将超过5000万只。未来4K视频、虚拟现实等技术带来流量增速不断超出预期，网络建设及系统升级对光器件以及中高端芯片的需求日益加大。

　　光器件及芯片是光通信企业最核心的技术竞争力，尤其以光通信芯片为最。而我国光器件及芯片企业整体实力较弱，产品主要集中在中低端领域，在10G以上速率的有源器件和100G光模块还需突破。

　　国内芯片供不应求态势仍将持续。中国光器件厂商普遍规模偏小、实力偏弱，难以单独承受高端器件及芯片高额的研发费用。极少能研发高端芯片的厂商也面临核心专利被国外垄断的风险。即使在门槛较低的接入网市场，其芯片也难以自给自足，需要向外采购。

　　在芯片层面仍然主要依赖国外芯片厂商。随着企业并购的不断发生，在并购中掌握话语权的国际厂商一旦收紧芯片供应，恐将给没有核心芯片技术的国内器件、模块厂商带来元器件断货的风险，无疑，国内自主芯片研发的推进将有助于降低这一风险。在国内光通信产业中也涌现了一批具有自主研发能力的企业。例如华为海思、中兴、海信、烽火通信、厦门优讯等。

　　10G产品现阶段仍是利润主要来源。首先，虽然芯片将逐步向25G、100G推进，但现阶段全球多个国家与地区10G网络都尚未铺设。其次，4G网络尚在建设，4.5G开始推进。10G光模块是4G/4.5G基站和传输设备中的核心部件。10G芯片市场需求依然旺盛。最后，部分企业亏本研发高端芯片，其商业价值无法体现，或将在竞争中消亡。目前，能线G芯片。

　　光模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号。

　　主营：Finisar 是光通信领域的全球技术领导者，是全球最大的光通信器件产品的供应商。

　　主营：为全球著名企业美国科氏（Koch）工业集团下属莫仕（Molex）公司之全资企业，致力于为各种应用提供创新型光纤集成解决方案。分公司-光联通讯（珠海）有限公司则是全球最重要的光无源和有源通讯器件、模块及子系统供应商之一。

　　主营：Source Photonics 是一家领先的光通信产品供应商，其产品广泛应用于电信系统和数据通讯网络。公司的业务领域涉及到各类光通信产品的研发、生产和销售从光器件、模块化产品直至子系统，包括目前广泛应用于企业网、接入网及城域网的无源光网络（ PON ）、子系统及光模块产品，特别是 Source Photonics 公司为光纤到户（ FTTP ）提供的子系统产品，被众多电信服务商所采纳用以提供影像、声音和数据服务。

　　主营：研发和生产光电传感器芯片、器件和模块，以及针对不同客户需求定制提供光电传感应用解决方案，产品用于传感探测、光通讯、大数据等领域。

　　主营：专门从事光纤网络与通信最后一公里设备研发、制造和行销的业内主流厂商，也是国内少数几家拥有完全独立自主研发和制造能力的公司之一，成立于2006年，经过近几年我们不断的努力创建了享誉全国的知名网络与通信品牌：OPTOSTAR。

　　主营：开发、生产和经营光通信用光收发合一模块、发射/接收模块以及光器件等产品。

　　主营：全球光网络器件和光互连领域的市场创新者和应用技术开拓者。系列产品和解决方案主要覆盖：大数据和云计算中心，有线电视高清视频光传输，消费多媒体和机器视觉，电信城域网和移动基站光通信等领域。

　　主营：专业从事光有源设备、子系统的研发、生产、销售，主要生产：工业交换机、POE交换机，光模块系列，光纤收发器系列，全数字视音频光端机等光通信、安防监控类产品。

　　主营：从器件的封装，到光纤耦合组件，到光电转换模块的纵向集成的技术和开发。

　　主营：致力于提供高性价比的光收发器模块(TRX)、光组件(OSA)、子系统(CPE)和晶体振荡器(XO)。

　　主营：专注于 10G/25G/40G/100G高端光通讯收发模块的开发、制造和客户技术支持，重点开发高速率、小型化、低功耗、低成本的高速光模块，为大型数据中心、数据通信、长途传输、无线网络等领域客户提供最佳性价比的光通信模块解决方案。

　　主营：集以太网卡、光纤模块、嵌入式开发平台等研发、生产、销售于一体的高新技术企业。

　　主营：提供高性价比、系列化的有源光器件、有源光模块、无源光器件产品，广泛应用于SONET、SDH、Ethernet、FTTH和数据中心等光纤传输/接入系统。

　　主营：提供各类TO-CAN封装、光无源器件、光有源器件、光模块和光通信设备配套产品。

　　而在光通信收发芯片方面国内做得好的则有厦门优讯、锐迪科微、亿芯源等等。我们这里所说的光收发芯片是光收发模块中的集成电路，并不包括激光芯片。它是指光纤宽带网络物理层的主要基础芯片，包括跨阻放大器、限幅放大器、激光驱动器三种。它们被用于光纤传输的前端，来实现高速传输信号的光电、电光转换，这些功能被集成在光纤收发模块中。

　　主营：致力于射频及混合信号芯片和系统芯片的设计、开发、制造、销售并提供相关技术咨询和技术服务。产品主要包括GSM基带/多制式射频收发器芯片/多制式射频功放芯片/蓝牙、无 线、调频收音组合芯片/机顶盒调谐器/数字及模拟电视芯片/对讲机收发器/卫星电视高频头等。同时公司致力于智能机系统以及3G/4G通信终端平台的研 发，向中国及全球新兴市场的客户提供卓越的手机平台产品。

　　主营：为国内外用户提供高性能、高可靠性、低功耗、低成本的高性价比光通信主要芯片。

　　激光头是光驱的心脏，也是最精密的部分。它主要负责数据的读取工作，因此在清理光驱内部的时候要格外小心。激光头主要包括:激光发生器(又称激光二极管)，半反光棱镜，物镜，透镜以及光电二极管这几部分。

　　国内很少有能做这种激光头的厂家。做得好的都是国外厂家，国外做得好的有三菱电机机电(上海)有限公司。

　　光收发一体模块是光通信的核心器件，完成对光信号的光-电/电-光转换。由两部分组成：接收部分和发射部分。接收部分实现光-电变换，发射部分实现电-光变换。

　　输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路(APC)，使输出的光信号功率保持稳定。

　　一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号，经前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。

　　传输速率指每秒传输比特数，单位Mb/s 或Gb/s。主要速率：百兆、千兆、2.5G、4.25G和万兆。

　　光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。一般认为2km 及以下的为短距离，10～20km 的为中距离，30km、40km 及以上的为长距离。

　　■光模块的传输距离受到限制，主要是因为光信号在光纤中传输时会有一定的损耗和色散。

　　· 损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。

　　· 色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。

　　· 因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。

　　· 中心波长指光信号传输所使用的光波段。目前常用的光模块的中心波长主要有三种：850nm 波段、1310nm 波段以及1550nm 波段。

　　· 1310nm 和1550nm 波段：多用于中长距离传输，2km以上的传输。

　　多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关，具体关系请参见下表。

　　单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。

　　接口连接器用于连接可插拔模块及相应的传输媒质。光纤连接器是光纤通信系统中不可缺少的无源器件，它的使用使得光通道间的可拆式连接成为可能，既方便了光系统的调测与维护，又使光系统的转接调度更加灵活。

　　单模光纤连接器（一般为G.652 纤：光纤内径9um，外径125um）；

　　多模光纤连接器（一种是G.651 纤其内径50um，外径125um；另一种是内径62.5um，外径125um）；

　　按照光纤连接器的连接头形式分：FC，SC，ST，LC，MU，MTRJ 等等，目前常用的有FC，SC，ST，LC

　　SC（Subscriber Connector Standard Connector，标准光纤连接器），由日本NTT公司开发的模塑插拔耦合式连接器。其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩形；插针由精密陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构。紧固方式采用插拔销式，不需要旋转。外观图如下所示

　　可以理解为光的强度，单位为W或mW或dBm。其中W或mW为线性单位，dBm为对数单位。在通信中，我们通常使用dBm来表示光功率。

　　使用光功率计测量。针对PON产品，由于其ONU端采用的是突发模式，因此需使用专用的光功率计进行测量，串接在线路中，可以即时给出当前上行和下行的光功率。

　　接收灵敏度指的是在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率，单位：dBm。一般情况下，速率越高接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对于光模块接收端器件的要求也越高。

　　考虑到光纤老化或其他不可预见因素导致的链路损耗增大，最佳接收光功率范围控制在接收灵敏度以上2-3dB 至过载点以下2-3dB，即上图中的白色区域。

　　受压灵敏度指输入信号在附加了抖动和垂直眼闭（vertical eye closure）劣化条件后测得的灵敏度值，单位：dBm。此概念仅针对于10G 接口模块（XENPAK 模块及XFP 模块）。

　　发射光功率指发射端的光强，接收灵敏度指可以探测到的光强度。两者都以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数。光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。

　　光纤衰减量和实际选用的光纤相关。一般目前的G.652光纤可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纤在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。对于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限，可以不作考虑。

　　指光模块接收端最大可以探测到的光功率，一般为‐3dBm。当接收光功率大于饱和光功率的时候同样会导致误码产生。因此对于发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会出现误码现象。

　　又称饱和光功率，指的是在一定的传输速率下，维持一定的误码率（10-10～10-12）时的最大输入光功率，单位：dBm。

　　■需要注意的是，光探测器在强光照射下会出现光电流饱和现象，当出现此现象后，探测器需要一定的时间恢复，此时接收灵敏度下降，接收到的信号有可能出现误判而造成误码现象，而且还非常容易损坏接收端探测器，在使用操作中应尽量避免超出其饱和光功率。

　　对于长距光模块，由于其平均输出光功率一般大于其最大输入光功率（即光饱和度），因此请用户使用时关注光纤使用长度，以保证到达光模块的实际接收光功率小于其光饱和度，否则有可能造成光模块的损坏。

　　SFP光模块，全称Small Form-factor Pluggable，即：小型可热插拔光收发一体模块。 SFP模块体积比GBIC模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）。

　　BiDi（Bidirectional）即：单纤双向。利用WDM技术,发送和接收两个方向使用不同的中心波长。实现一根光纤双向传输光信号。一般光模块有两个端口，TX为发射端口，RX为接收端口；而该光模块只有1个端口，通过光模块中的滤波器进行滤波，同时完成1310nm光信号的发射和1550nm光信号的接收，或者相反。因此该模块必须成对使用，他最大的优势就是节省光纤资源。

　　Compact SFP，紧凑型SFP，在现有SFP封装基础上，发展为更先进、更紧凑的CSFP封装。

　　CWDM光模块采用CWDM 技术，可以通过外接波分复用器，将不同波长的光信号复合在一起，通过一根光纤进行传输，从而节约光纤资源。同时，接收端需要使用波分解复用器对复光信号进行分解。

　　●CWDM SFP具有速率和协议透明性，CWDM 提供了在一根光纤上提供不同速率的、对协议透明的传输通道，允许使用者直接上下某一个波长，而不用转换原始信号的格式。

　　DWDM SFP属于密集波分复用技术，可以将不同波长的光偶合到单芯光纤中去，一起传输。 DWDM SFP的通道间隔根据需要有0.4nm,0.8nm,1.6nm等不同间隔,间隔较小、需要额外的波长控制器件。

　　电口模块，即Copper SFP，SFP封装，电口模块，100米可支持最大传输距离 100m（RJ45，5类双绞线为传输介质）。

　　SFP+光模块：是新一代的万兆光模块,它按照ANSI T11协议,可以满足光纤通道的8.5G和以太网10G的应用。

　　●SFP+比早期的XFP光模块外观尺寸缩小了约30%,和普通的SFP光模块外观一样。

　　●SFP+只保留了基本的电光、光电转换功能,减少了原有XFP设计中的SerDes, CDR, EDC, MAC等信号控制功能,从而简化了10G光模块的设计,功耗也因而更小。

　　XFP模块是一种可热插拔的、占电路板面积很小的、串行－串行光收发器，可以支持SONET OC‐192、10 Gbps 以太网、10 Gbps 光纤通道和G.709链路。

　　GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热插拔使用，是一种符合国际标准的可互换产品。

　　Xenpak光模块通过70pin的SFP连接器与电路板连接，其数据通道是XAUI接口；Xenpak支持所有IEEE 802.3ae定义的光接口，在线 Gb/s的速率。

　　Xpak和X2光模块都是从Xenpak标准演进而来的，其内部功能模块与Xenpak基本相同，在电路板上的应用也相同，都是使用一个模块即可实现10G以太网光接口的功能。由于Xenpak光模块安装到电路板上时需要在电路板上开槽，实现较复杂，无法实现高密度应用。而Xpak和X2光模块经过改进后体积只有Xenpak的一半左右，可以直接放到电路板上，因此适用于高密度的机架系统和PCI网卡应用。

　　光模块的传输距离分为短距、中距和长距三种。模块型号标称的传输距离只作为一种分类方法，实际应用中不能直接套用。因为光信号在光纤中传输时会有一定的损耗和色散，无法达到标称的传输距离。

　　损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。

　　色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致脉冲展宽，进而无法分辨信号值。

　　因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择合适的光模块，以满足不同的传输距离要求。实际传输距离取决于对应型号光模块的实际发射功率、光路上的传输衰减和光口的接收灵敏度。

　　注意光纤使用长度，以保证到达光模块的实际接收光功率小于其光饱和度，否则有可能造成光模块的损坏。

　　注意：永远不要让光纤尾部正对你的眼睛，永远不要向光纤里面看，不要直接或使用仪器看光纤尾部。激光是不可见的，但可能会对人眼造成永久伤害。

　　光模块功能失效分为发射端失效和接收端失效，分析具体原因，最常出现的问题集中在以下几个方面：

　　由于光接口的污染和损伤引起光链路损耗变大，导致光链路不通。产生的原因有：

　　ESD是ElectroStatic Discharge缩写即静电放电，是一个上升时间可以小于1ns（10亿分之一秒）甚至几百ps（1ps＝10000亿分之一秒）的非常快的过程，ESD可以产生几十Kv/m甚至更大的强电磁脉冲。静电会吸附灰尘，改变线路间的阻抗，影响产品的功能与寿命； ESD的瞬间电场或电流产生的热，使元件受伤，短期仍能工作但寿命受到影响；甚至破坏元件的绝缘或导体，使元件不能工作（完全破坏）。ESD是不可避免，除了提高电子元器件的抗ESD能力，重要的是正确使用，引起ESD损伤的因素有：

　　· 不正常的操作，如：非热插拔光模块带电操作；不做静电防护直接用手接触光模块静电敏感的管脚[t2]；运输和存放过程中没有防静电包装；

　　B． 光纤连接器要有封帽，不使用时盖上封帽，避免光纤连接器污染而二次污染光模块光口；封帽不使用时应放在防尘干净处保存；

　　D． 光模块光口避免长时间暴露，不使用时加盖光口塞；光口塞不使用时储存在防尘干净处；

　　ESD是自然界不可避免的现象，预防ESD从防止电荷积聚和让电荷快速放电两方面着手：

　　B. 对光模块操作时做静电防护工作（如：带静电环或将手通过预先接触机壳等手段释放静电），接触光模块壳体，避免接触光模块PIN 脚；

　　C. 使用的相关设备采用并联接地的公共接地点接地，保证接地路径最短，接地回路最小，不能串联接地，应避免采用外接电缆连接接地回路的设计方式；

　　1. 测试光功率是否在指标要求范围之内，如果出现无光或者光功率小的现象。处理方法：

　　C. 检查光纤连接器端面是否发黑和划伤，光纤连接器是否存在折断，更换光纤连接器做互换性试验