光模块知识 · 北亿纤通
光模块封装形态演进：从SFP、QSFP到OSFP、CPO与OIO
一、早期可插拔阶段：GBIC与SFP
1990年代末，GBIC（千兆接口转换器）实现了光模块的热插拔。随后SFP（小型可插拔）把体积缩小约一半，成为1G以太网和光纤通道的主流；SFP+支持10G，SFP28支持25G，至今仍广泛用于接入与服务器连接。
二、四通道阶段：QSFP系列
为提升单端口带宽，QSFP把4路通道集成在一个模块中：QSFP+（4×10G=40G）、QSFP28（4×25G=100G）、QSFP56（4×50G=200G），以及QSFP112（4×100G=400G）。100G QSFP28曾是云数据中心规模最大的光模块之一。
三、八通道阶段：QSFP-DD与OSFP
进入400G/800G时代，单模块需要8路通道。QSFP-DD通过双排触点在QSFP外形内实现8通道，兼容旧模块；OSFP采用更大外形，提供更高的功耗和散热余量。800G与1.6T普遍采用这两种封装，OSFP-XD则扩展到16通道。
| 阶段 | 代表封装 | 通道 × 单通道速率 | 代表速率 |
|---|---|---|---|
| 单通道 | SFP / SFP+ / SFP28 | 1 × 1G–25G | 1G–25G |
| 四通道 | QSFP+ / QSFP28 / QSFP56 / QSFP112 | 4 × 10G–100G | 40G–400G |
| 八通道 | QSFP-DD / OSFP | 8 × 50G–200G | 400G–1.6T |
| 十六通道 | OSFP-XD 等 | 16 × 100G–200G | 1.6T–3.2T |
| 线性可插拔 | LPO / LRO | 8 × 100G–200G | 800G–1.6T |
| 近封装 | NPO 光引擎 | 多通道 | 1.6T–3.2T / 引擎 |
| 共封装 | CPO 光引擎 | 多通道 | 51.2T–102.4T 交换机 |
| 芯粒光 I/O | OIO | 多波长 WDM | Tbps 级 / 芯粒 |
四、演进的驱动因素
- 带宽需求：云计算和AI大模型推动交换容量每约两年翻倍；
- SerDes速率：从25G NRZ到50G、100G、200G PAM4，决定模块通道速率；
- 功耗与散热：模块功耗从1 W级上升到20–30 W，倒逼封装与散热创新；
- 面板密度：前面板空间有限，促使光电转换向芯片内部转移。
五、走向芯片：LPO、NPO、CPO与OIO
LPO在可插拔外形内去除DSP，是功耗优化的第一步；NPO把光引擎移到芯片附近；CPO将光引擎与交换芯片共封装；OIO则让光直接进入计算芯粒之间的I/O。另一方面，XPO等超高密度可插拔形态尝试在保留可插拔优势的前提下提升密度。
六、未来趋势
可以预见，未来若干年将是“可插拔+共封装”并存：通用数据中心继续使用OSFP/QSFP-DD可插拔模块，超大规模AI集群逐步导入CPO与光学I/O。更多对比见CPO和NPO区别与OSFP与QSFP-DD区别。
常见问题（FAQ）
目前最主流的光模块封装是什么？
数据中心高速场景以QSFP-DD和OSFP为主，接入与服务器场景仍大量使用SFP28、QSFP28、QSFP112等。
CPO还算光模块吗？
CPO中的光引擎不再是独立可插拔模块，而是与芯片共同封装的光电器件，可看作光模块形态演进的下一阶段。
光模块封装为什么越来越大？
通道数和单通道速率提升带来更高功耗，需要更大的散热面积；同时也在通过CPO等方式减少前面板空间占用。
说明：本文为行业通用技术科普，文中数值为业内典型值或公开资料中的常见范围，典型规格，具体以实际型号为准。