第一章 行业概况

光模块（Optical Module）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。光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。

发射部分：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：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。

图：光模块产品

资料来源：千际投行，资产信息网，华辰资本

结构

光模块由光器件、功能电路和光接口组件等组成，其中核心构成器件是光收发器件，主要包括TOSA，ROSA，BOSA。光收发器件成本占光模块60％以上：

光发射组件TOSA（Transmitter Optical Subassembly）：激光器、金属结构件和陶瓷插芯等；

光接收组件ROSA（Receiver Optical Subassembly）：PIN或APD检测器、前置放大器及其它结构件；

光发射接收组件BOSA（Biodirector Optical Subassembly）：激光器、检测器、光学滤波片、金属件、陶瓷套管和插芯。

图：光模块结构示意图

资料来源：千际投行，资产信息网，华辰资本

分类

光模块可以按照封装方式、传输速率、网络拓扑结构分类：

按封装形式分类：光模块可以分为1×9、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP＋、SFP28、CFP4、QSFP等。

按照传输速率分类：光模块可以分为155Mb／s、622Mb／s、1．25Gb／s、2．5Gb／s、2．97Gb／s、4．25Gb／s、6．5Gb／s、8．5Gb／s、10Gb／s、25Gb／s、40Gb／s、100Gb／s、200Gb／s、400Gb／s等；传输速率是光模块重要的技术指标，高速率是发展趋势。

按照网络拓扑结构分类：可以分为点对点光模块和点对多点光模块（PON光模块），前者主要应用于数据中心、骨干网、城域网等；后者主要用于接入网的无源光网络（PON）中，如GPON、EPON、10GPON等。

应用领域

（1）电信市场

光模块在电信市场应用分为固网端和移动端：固网端从光纤接入网联结至城域网、长途骨干网；移动端则从基站的前传联结到回传、城域网、长途骨干网。

接入网（Access）：GPON→10GPON，目前主要使用有源SFP＋，FTTH场景使用无源GPON分光模块；

城域网（Metro－Regional）：10G／40G→100G，目前主要使用SFP＋、QSFP＋，部分使用CFP等相关模块；

骨干网（Long－haul）：100G→400G，目前主要使用CFP2等相关模块。

图：光模块电信市场应用图谱

资料来源：千际投行，资产信息网，天风证券

（2）数通市场

100G已经成为云计算数据中心主流。数据流量持续增长，数据中心大型化、扁平化趋势推动光模块向两方面发展：传输速率需求升级、数量需求增长。目前全球数据中心光模块需求已经10／40G光模块向100G光模块更迭。

全球光器件龙头OCLARO，2016年起，Amazon、Google等北美一线云服务提供商服务器端口开始由10G向25G升级，叶、脊交换机端口由40G向100G升级，预计2018年开始部署200／400G产品。

国内厂商方面，阿里云宣传2018将成为100G光模块大规模应用元年，预计2019年下半年进行400G光模块的升级。

接入层：连接服务器与底层交换机，以10GSFP或DAC模块为主；

汇聚层：与下层交换机的连接以40GQSFP＋模块为主；

核心层：与下层交换机的连接以100GQSFP28模块为主。

图：阿里云光模块演进路径

资料来源：千际投行，资产信息网，中信证券