光模块之所以存在多种波长设计，主要源于其技术原理与实际应用需求的深度耦合。以下是核心原因的逐层解析：

一、适配不同传输距离的需求

1. 短距离传输（≤500米）
   采用  850nm波长，搭配多模光纤，适用于数据中心机架内或相邻机房间的高速互连。此波段光源（如VCSEL激光器）成本低廉，且多模光纤芯径大（50/62.5μm），便于安装 。
   典型应用：400G SR4 光模块在AI集群中的GPU服务器互联。

2. 中长距离传输（500米-40公里）
   使用  1310nm波长，搭配单模光纤，损耗约为0.35dB/km。该波长适合城域网或数据中心园区间连接，平衡成本与性能。

3. 超长距离传输（≥40公里）
   采用  1550nm波长，损耗仅0.19dB/km，结合掺铒光纤放大器（EDFA）可实现跨城域甚至跨海通信。例如，100G ZR4 BIDI模块通过此波长实现80km传输。

二、波分复用技术（WDM）的驱动

1. 提升单纤容量
   • 粗波分复用（CWDM）：在1270-1610nm范围内划分18个通道，间隔20nm，用于低成本扩容。
   • 密集波分复用（DWDM）：通道间隔缩小至0.8/0.4nm（如C波段192个通道），单纤带宽可达数十Tbps。中国电信的专利技术已实现C+L波段一体化光模块，覆盖更宽波长范围。
2. 单纤双向传输
   如BiDi光模块通过1270nm/1330nm等波长配对，单根光纤实现双向通信，节省50%光纤资源。

三、成本与性能的平衡

1. 光源器件成本差异
   850nm VCSEL激光器价格仅为1310nm DFB激光器的1/5，适合短距高密度场景；而1550nm EML激光器则用于高性能长距传输。

2. 运维复杂度优化
   可调谐光模块（如25G Tunable DWDM）支持96通道自动切换，减少备件种类，降低维护成本。

四、应用场景的多样性

1. 数据中心内部
   800G SR8模块采用多波长分路（如8×100G），满足AI集群PB级数据交换需求。

2. 电信骨干网
   DWDM系统通过多波长叠加，实现单纤40Tbps以上传输，支撑5G回传和云服务。

3. 特殊环境适配
   海洋通信需使用低损耗的1550nm波段，而工业高温场景可能选择特定抗干扰波长。

五、技术演进的必然结果

随着速率从10G向1.6T演进，传统固定波长方案难以满足需求。例如：

• 高阶调制：PAM4技术推动100G-PAM4波长标准化；
• 硅光集成：多波长光源芯片化，支持更密集波长分配。

总结

光模块的波长多样性是 传输物理限制、波分复用技术、成本控制、场景适配 四者共同作用的结果。未来随着CPO、LPO等新技术普及，波长管理将更趋智能化（如动态可调波长），进一步拓展应用边界

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