来源：ayx爱游戏官网 发布时间：2025-12-14 00:43:45
超高速相干光模块作为全频OTN网络的中心部件，其速率、传输间隔、功耗、本钱直接影响光传输网络基础设施的演进。现在远程400G和城域800G已进入商用阶段，远程800G和城域1.6T处于技能开发阶段。当单波速率进步时，为支撑单纤传输容量晋级，需求扩展作业波段，例如400G远程相干光模块作业波段从C波段向C+L波段扩展，未来T比特远程相干光模块还将向S+C+L多波段演进。跟着相干光模块的技能开展，中心器材面对带宽、集成度、功耗和本钱的应战，推进新资料、新架构、新封装工艺的立异和打破。
电信范畴远程和城域传输相干光模块以CFP2为主；数据中心间互联的相干光模块有QSFP-DD和OSFP两种。规范化、小型化、可插拔、易保护是光模块的传统需求。中兴通讯选用CFP2相干光模块。下面别离介绍光模块内相干光源和光收发器材的技能现状。
相干光源方面，包含集成激光器和外腔激光器两条技能道路。单片磷化铟集成激光器不可以完成C+L一体化。外腔激光器包含空间光学滤波器和硅光滤波器两种计划，其间空间光学滤波器计划中规范具高反膜的波长相关性，难以完成C+L一体化。中兴通讯的相干光源计划为小型化的Nano封装外腔激光器，选用硅光滤波器计划，经过立异的双微环和马曾干涉仪结构，调控谐振谷底，按捺竞赛模谐振峰，可拓宽激光器频率调谐规模至C+L一体化12THz共240波，较当时业界干流的C120/L120调谐规模翻倍；激光器线kHz，满意长间隔传输体系需求。
光收发器材方面，相干光收发器材首要资料是硅光、磷化铟和薄膜铌酸锂三种。硅光器材本钱优势明显，硅光器材选用绝热耦合器等波长无关的规划，支撑C+L一体化，但调制带宽有限，未来硅光技能开展趋势是集成薄膜铌酸锂资料，支撑大带宽调制。磷化铟器材带广大、本钱高，杰出优势是可集成半导体光扩大器（SOA）完成高功率输出，而且调制器中多模干涉仪引进的波长相关损耗也可以终究靠SOA进行补偿，但磷化铟芯片中多模干涉仪混频器和SOA都难以支撑100nm以上作业波长规模，现阶段没有有C+L一体化的磷化铟器材产品。薄膜铌酸锂从体资料铌酸锂开展而来，经过规划波长相关性较小的多模干涉仪支撑C+L一体化。中兴通讯选用硅光接纳/薄膜铌酸锂调制的技能渠道，以封装集成的方法完成CL一体化128GBd光收发器材。
为支撑光模块向超高速演进，光模块电接口形状、光收发器材、器材封装需求技能立异。
光模块方面，2030年曾经，可插拔光模块是干流，跟着单板上单路电信号速率进步至448Gbps及以上，光模块形状演进或许有两个方向：引进飞线（flyover）电缆进步电信号传输质量，持续支撑面板可插拔模块；单板内选用嵌入式光模块，即相干光模块与单板信号处理芯片尽量接近，如图1所示。相干光模块功耗增加呈螺旋式上涨的趋势，冷板式液冷技能等先进散热技能将逐渐引进。光模块速率演进的驱动力是进步波特率和削减光电通道数来下降比特传输本钱。当光域波特率到达400GBd以上时，考虑到性价比，有或许选用双波长并行架构完成更高速率传输需求。
光收发器材方面，跟着光芯片大带宽需求推进，各种新资料器材研讨也成为抢手，如高电光系数的钽酸锂、钛酸钡、锆钛酸铅、有机聚合物、石墨烯等。光器材新资料的使用需求有本钱或功用优势，以硅光技能为渠道，集成其他新资料完成扬长避短是重要的技能开展趋势。光收发器材资料特性如表1所示，其间硅光+薄膜铌酸锂的异质集成或许是未来相干光器材的干流技能道路，其支撑完成S+C+L一体化，支撑2030年左右所需的400GBd+波特率：发送端硅光无源元件支撑多波段作业，薄膜铌酸锂波导仅为调制部分，带宽可达200GHz以上；接纳端选用热调相位完成多波段90°相位差的准确混频，锗勘探器经过下降光生载流子渡越时刻和优化串行电阻支撑200GHz以上带宽。
器材封装方面，光芯片、电芯片和DSP芯片之间高速信号互联优化是光器材封装演进的驱动力，光电子器材将学习集成电路职业封装技能，如铜凸点、铜铜键合、芯片通孔、集成电容、有机基板、类载板、玻璃基板等技能，光电子器材与集成电路封装的首要不同之处在于光芯片需求光耦合，以及在封装工艺过程中需做好光芯片耦合面的防护。近中期光电子器材封装架构有或许是光芯片作为中介板，调制驱动和勘探跨阻扩大芯片倒装在光芯片之上，接口高速信号经过光芯片的通孔与电芯片互联，光芯片和电芯片选用铜铜键合或凸点焊接的方法以完成较短的传输途径和较小的寄生效应，DSP芯片和光电芯片共基板进行封装。图2给出了中长期相干光器材一种或许的极简形状：选用扇出晶圆级封装工艺，相干DSP芯片集成操控办理、调制驱动/跨阻扩大、电容功用，相干DSP倒装，和光芯片经过重布线层互联，相干DSP在上利于散热。
相干光模块正朝着高带宽、高集成度、高牢靠、低功耗、低本钱的方向开展，推进中心器材在芯片资料、架构计划、封装工艺上不停地改善改造。现在中兴通讯已完成C+L一体化相干光模块。展望未来，T比特级光器材有望选用硅光+薄膜铌酸锂的异质集成技能完成S+C+L一体化，支撑256GBd/400GBd+高波特率。
