超高速联系光模块动作全频OTN搜集的重心部件，其速度、传输隔绝、功耗、本钱直接影响光传输搜集根源措施的演进。目前长途400G和城域800G已进入商用阶段，长途800G和城域1.6T处于本领开荒阶段。当单波速度晋升时，为维持单纤传输容量升级，必要扩展处事波段，比方400G长途联系光模块处事波段从C波段向C+L波段扩展，来日T比拿手途联系光模块还将向S+C+L众波段演进。跟着联系光模块的本领进展，重心器件面对带宽、集成度、功耗和本钱的离间，鞭策新质料、新架构、新封装工艺的更始和冲破。
电信规模长途和城域传输联系光模块以CFP2为主；数据中央间互联的联系光模块有QSFP-DD和OSFP两种。准绳化、小型化、可插拔、易爱护是光模块的古板需求。中兴通信采用CFP2联系光模块。下面折柳先容光模块内联系光源和光收发器件的本领近况。
联系光源方面，包罗集成激光器和外腔激光器两条本领途径。单片磷化铟集成激光器不行竣工C+L一体化。外腔激光器包罗空间光学滤波器和硅光滤波器两种计划，此中空间光学滤波器计划中准绳具高反膜的波长联系性，难以竣工C+L一体化。中兴通信的联系光源计划为小型化的Nano封装外腔激光器，采用硅光滤波器计划，通过更始的双微环和马曾插手仪布局，调控谐振谷底，制止逐鹿模谐振峰，可拓展激光器频率调谐边界至C+L一体化12THz共240波，较目今业界主流的C120/L120调谐边界翻倍；激光器线kHz，餍足长隔绝传输体系需求。
光收发器件方面，联系光收发器件要紧质料是硅光、磷化铟和薄膜铌酸锂三种。硅光器件本钱上风显明，硅光器件采用绝热耦合器等波长无闭的打算，维持C+L一体化，但调制带宽有限，来日硅光本领进展偏向是集成薄膜铌酸锂质料，维持大带宽调制。磷化铟器件带开阔、本钱高，非常上风是可集成半导体光放大器（SOA）竣工高功率输出，而且调制器中众模插手仪引入的波长联系损耗也能够通过SOA举办补充，但磷化铟芯片中众模插手仪混频器和SOA都难以维持100nm以上处事波长边界，现阶段尚未有C+L一体化的磷化铟器件产物。薄膜铌酸锂从体质料铌酸锂进展而来，通过打算波长联系性较小的众模插手仪维持C+L一体化。中兴通信采用硅光接纳/薄膜铌酸锂调制的本领平台，以封装集成的式样竣工CL一体化128GBd光收发器件。
为维持光模块向超高速演进，光模块电接口形状、光收发器件、器件封装必要本领更始。
光模块方面，2030年以前，可插拔光模块是主流，跟着单板上单途电信号速度晋升至448Gbps及以上，光模块形状演进恐怕有两个偏向：引入飞线（flyover）电缆降低电信号传输质地，接连维持面板可插拔模块；单板内采用嵌入式光模块，即联系光模块与单板信号惩罚芯片尽量贴近，如图1所示。联系光模块功耗延长呈螺旋式上升趋向，冷板式液冷本领等前辈散热本领将慢慢引入。光模块速度演进的驱动力是晋升波特率和裁汰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，酌量到性价比，有恐怕采用双波长并行架构竣工更高速度传输需求。
光收发器件方面，跟着光芯片大带宽需求鞭策，百般新质料器件推敲也成为热门，如高电光系数的钽酸锂、钛酸钡、锆钛酸铅、有机聚会物、石墨烯等。光器件新质料的运用必要有本钱或机能上风，以硅光本领为平台，集成其他新质料竣工取长补短是紧急的本领进展偏向。光收发器件质料个性如外1所示，此中硅光+薄膜铌酸锂的异质集成恐怕是来日联系光器件的主流本领途径，其维持竣工S+C+L一体化，维持2030年支配所需的400GBd+波特率：发送端硅光无源元件维持众波段处事，薄膜铌酸锂波导仅为调制个人，带宽可达200GHz以上；接纳端采用热调相位竣工众波段90°相位差的准确混频，锗探测器通过下降光生载流子渡越岁月和优化串行电阻维持200GHz以上带宽。
器件封装方面，光芯片、电芯片和DSP芯片之间高速信号互联优化是光器件封装演进的驱动力，光电子器件将鉴戒集成电途行业封装本领，如铜凸点、铜铜键合、芯片通孔、集成电容、有机基板、类载板、玻璃基板等本领，光电子器件与集成电途封装的要紧区别正在于光芯片必要光耦合，以及正在封装工艺进程中需做好光芯片耦合面的防护。近中期光电子器件封装架构有恐怕是光芯片动作中介板，调制驱动和探测跨阻放大芯片倒装正在光芯片之上，接口高速信号通过光芯片的通孔与电芯片互联，光芯片和电芯片采用铜铜键合或凸点焊接的式样以竣工较短的传输旅途和较小的寄生效应，DSP芯片和光电芯片共基板举办封装。图2给出了中恒久联系光器件一种恐怕的极简形状：采用扇出晶圆级封装工艺，联系DSP芯片集成担任治理、调制驱动/跨阻放大、电容性能，联系DSP倒装，和光芯片通过重布线层互联，联系DSP正在上利于散热。
联系光模块正朝着高带宽、高集成度、高牢靠、低功耗、低本钱的偏向进展，鞭策重心器件正在芯片质料、架构计划、封装工艺上不竭更始。目前中兴通信已竣工C+L一体化联系光模块。预测来日，T比特级光器件希望采用硅光+薄膜铌酸锂的异质集本钱领竣工S+C+L一体化，维持256GBd/400GBd+高波特率。
