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光模块（Optical Modules）是光纤通信系统的核心光电子器件，工作于OSI模型物理层，核心功能是实现光信号传输过程中的光电转换与电光转换，是光纤通信中不可或缺的关键组成部分。
光模块主要由光电子器件（含光发射器、光接收器）、功能电路和光接口三部分构成，其工作原理如下：发送接口输入特定码率的电信号，经内部驱动芯片处理后，驱动半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）发射出对应速率的调制光信号；该光信号通过光纤完成传输后，接收接口的光探测二极管会将其转换回电信号，再经前置放大器处理，最终输出对应码率的电信号（工作原理详见图1-1 光模块工作原理图）。
图1-1 光模块工作原理图
光模块的外观结构
光模块种类繁多，外观结构存在差异，但核心组成部分一致。以SFP封装光模块为例，其外观结构详见图1-2 光模块的外观结构（SFP封装示例），各结构的具体说明如下表1-1所示。
图1-2 光模块的外观结构（以SFP封装举例说明）
光模块的关键性能指标
衡量光模块性能的核心指标可分为发送端指标、接收端指标和综合性能指标三类，具体如下：
一、光模块发送端指标
1. 平均发射光功率
平均发射光功率指光模块正常工作时，发射端光源输出的光强度，其大小与发送数据信号中“1”码的占比正相关，“1”码占比越高，光功率越大。通常测试时发送伪随机序列信号（“1”码与“0”码各占一半），此时测得的功率即为平均发射光功率，单位可表示为W、mW或dBm，其中通信领域常用对数单位dBm。
2. 消光比
消光比是全调制条件下，激光器发射全“1”码时的平均光功率与全“0”码时的平均光功率比值的最小值，单位为dB，主要表征光模块对“0”“1”信号的区分能力，也是衡量激光器运行效率的重要指标。其典型最小值范围为8.2dB~10dB（激光器工作原理详见图1-3 激光器工作示意图）。
图1-3 激光器工作示意图
3. 光信号的中心波长
中心波长是指发射光谱中，连接50%最大幅度值线段中点对应的波长。受工艺、生产及工作条件影响，不同激光器（或同一激光器在不同状态下）的中心波长会存在差异，制造商通常会提供一个中心波长范围（如850nm）。
目前常用的光模块中心波长主要有850nm、1310nm、1550nm三个波段，其选择与光纤损耗密切相关：光纤损耗随波长变化而变化，850nm波段损耗较小（短波长窗口），1310nm波段损耗进一步降低，1550nm波段损耗最低（长波长窗口），而900~1300nm、1650nm以上波段损耗较高，因此这三个波段成为主流选择。
图1-3 激光器工作示意图
二、光模块接收端指标
1. 过载光功率
过载光功率（又称饱和光功率），是指光模块在误码率BER=10⁻¹²的条件下，接收端组件所能接收的最大输入平均光功率，单位为dBm。需注意，光探测器在强光照射下会出现光电流饱和，饱和后需一定时间恢复，此时接收灵敏度下降，易出现信号误判和误码，甚至可能损坏设备，因此使用时需避免强光照射，防止输入光功率超出过载光功率。
2. 接收灵敏度
接收灵敏度是指光模块在误码率BER=10⁻¹²的条件下，接收端组件所能接收的最小平均输入光功率，单位为dBm，可理解为光模块对光信号的探测能力。通常情况下，光模块速率越高，接收灵敏度越差（最小接收光功率越大），对接收端器件的要求也越高。
3. 接收光功率
接收光功率是指光模块在误码率BER=10⁻¹²的条件下，接收端组件所能接收的平均光功率范围，单位为dBm，其上限为过载光功率，下限为接收灵敏度的最大值。当接收光功率小于接收灵敏度时，因光信号过弱无法正常接收；当接收光功率大于过载光功率时，因存在误码也无法正常接收。
三、综合性能指标
1. 接口速率
接口速率是光器件所能承载的无误码传输的最大电信号速率，以太网标准规定的常见速率包括125Mbit/s、1.25Gbit/s、10.3125Gbit/s、41.25Gbit/s。
2. 传输距离
光模块的传输距离主要受光纤损耗和色散两大因素限制：光纤损耗是指光在传输过程中，因介质吸收、散射及泄漏导致的光能量损耗，损耗随传输距离累积；色散则是由于不同波长的电磁波在同一介质中传播速度不同，导致光信号不同波长成分到达接收端的时间存在差异，进而造成脉冲展宽、信号无法分辨。
实际应用中，色散受限距离远大于损耗受限距离，可忽略不计。损耗受限距离可通过公式估算：损耗受限距离=（发射光功率-接收灵敏度）/光纤衰减量，其中光纤衰减量与所选光纤类型密切相关。
在CloudEngine系列交换机中，可通过display interface transceiver verbose命令查看指定接口光模块的常规、制造、告警及诊断信息，该命令的输出信息说明如下表1-2所示。
表1-2display interface transceiver verbose命令输出信息描述
