光模块从10G到800G的速率跃迁，经历了封装形式持续演进、PAM4调制技术突破以及CPO（光电共封装）技术变革等多个关键技术拐点。核心在于通过更优的封装（如从GBIC到QSFP系列）和调制方式（PAM4）突破带宽瓶颈，并逐步向低功耗、高集成度的CPO方向演进。
光模块的核心作用与早期速率升级
光模块是光通信系统的核心器件，其基本功能是光电转换——将电信号转换为光信号发射，并接收光信号转回电信号，从而利用光纤低损耗、远距离传输的优势。早期从10G（SFP封装，2001年）到40G（2008年）的升级，主要依赖封装形式的迭代，例如GBIC、SFP、XFP等标准，通过增加通道数或提升单通道速率实现。
100G到400G的关键技术拐点：PAM4调制与封装小型化
进入100G时代（2009年QSFP封装出现），行业面临单通道速率天花板。PAM4（四电平脉冲幅度调制）技术成为关键突破，它通过在一个符号时间内传输2比特信息，使带宽效率翻倍，从而在不显著提升信号频率的情况下实现400G速率。与此同时，封装尺寸持续缩小，例如从CFP到CFP2、CFP4再到QSFP28，实现了功耗降低和体积小型化。根据官方资料，尽管速率增长，光模块的功耗反而越来越低，产品体积也越来越小。
800G与未来：CPO（光电共封装）的变革
当单通道速率超过100Gbps后，传统可插拔光模块在成本效益上难以与新技术媲美。CPO（Co-packaged optics，光电共封装技术） 应运而生，它将交换芯片和光引擎共同装配在同一个插槽上，使光引擎尽量靠近网络交换芯片，从而显著降低功耗、提升带宽密度。CPO被视为光模块连接方式的划时代变革，预计从800G和1.6T端口开始商用，2024至2025年逐步商用，随后规模上量。根据中际旭创援引的CIR数据，CPO市场规模预计到2027年可达54亿美元。
常见问题
光模块的封装形式有哪些关键迭代？
光模块封装从早期GBIC（1G，1998年）发展到SFP（10G，2001年）、XFP（10G，2004年）、QSFP（40G/100G，2008-2010年），再到针对400G的QSFP系列（2017-2018年）。封装形式的演进始终围绕更高的传输速率和更小的体积，例如CFP到CFP4再到QSFP28，体积持续缩小。
PAM4调制如何提升光模块速率？
PAM4（四电平脉冲幅度调制）通过在一个符号时间内编码2比特信息，相比传统NRZ调制，带宽效率翻倍。这使得在相同波特率下，传输速率可提升至两倍，成为实现400G及以上速率的关键技术。
CPO相比传统可插拔光模块有什么优势？
CPO（光电共封装）将交换芯片与光引擎封装在一起，主要优势包括功耗低、带宽大，并能提高输入/输出接口的能源效率。在数据中心规模扩大、带宽密度要求提升的背景下，CPO是实现高速率、大带宽、低功耗网络的必经之路。