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title: 相干
slug: coherent-optics
date: '2026-08-17'
updated: '2026-08-17'
summary: 利用相干检测技术实现高灵敏度、低损耗长距离光传输的光模块，是电信和数据中心互联的核心技术。
category: 光互联
tags:
  - 光模块
  - 相干
  - 长距传输
  - 光传输
  - 光互联
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# 相干（Coherent Optical Module）

利用相干检测技术实现高灵敏度、低损耗长距离光传输的光模块，是电信和数据中心互联的核心技术。

## 相干 vs 非相干（直接检测）

| 特性 | 相干光模块 | 非相干光模块（直接检测） |
|------|----------|------------------------|
| **检测方式** | 相干检测+本振光源 | 直接检测光功率 |
| **灵敏度** | -30dBm（极高） | -20dBm |
| **传输距离** | 80km+（可达上千公里） | ≤10km（DR/LR） |
| **调制格式** | QPSK/16QAM/64QAM | NRZ/PAM4 |
| **DSP需求** | 必需（复杂算法） | 可选 |
| **典型应用** | 电信骨干/数据中心互联 | 数据中心内部 |
| **功耗** | 较高（~15-25W） | 较低（~3-7W） |

## 相干光模块的构成

```
相干光模块结构：
┌─────────────────────────────────────┐
│  光发射部分                          │
│    ├── 激光器（本振光源）             │  ← 超窄线宽激光器（<100kHz）
│    ├── IQ调制器（I/Q Modulator）      │  ← 硅光/林曼调制器
│    └── DSP（编码/均衡）             │  ← 复杂算法处理
├─────────────────────────────────────┤
│  光接收部分                          │
│    ├── 90°混频器（Hybrid）           │
│    ├── 平衡探测器（Balance Detector）│
│    └── DSP（时钟恢复/解调）          │
└─────────────────────────────────────┘

调制格式演进：
  QPSK（2bit/symbol）→ 16QAM（4bit/symbol）→ 64QAM（6bit/symbol）
```

## 相干光模块典型规格

| 型号 | 速率 | 调制格式 | 传输距离 | 典型功耗 |
|------|------|---------|---------|---------|
| **100G CFP2-ACO** | 100G | QPSK | 1000km+ | ~15W |
| **200G QSPF-DD-相干** | 200G | 16QAM | 400km+ | ~18W |
| **400G QSFP-DD-相干** | 400G | 16QAM/64QAM | 200km+ | ~22W |
| **800G ZR/ZR+** | 800G | 16QAM/64QAM | 120km+ | ~25W |

## 核心关系

```
相干光模块 → 用于长距/超长距传输

[光芯片](/wiki/optical-chip/) → 相干光源（超窄线宽激光器）← 关键器件
相干 → [DSP](/wiki/dsp/)（必需，DSP实现相干检测算法）
相干 → [硅光技术](/wiki/silicon-photonics-tech/)（硅光IQ调制器是核心技术）

相干光模块 vs AI数据中心：
  ├── AI数据中心内部：非相干（SR/DR/FR，≤10km）
  ├── AI集群间互联：相干（DR8/LR8，500m-10km）
  └── 电信骨干/跨数据中心：相干（2000km+）

AI网络场景：
  ├── 可插拔相干：ZR/ZR+（120km内）
  ├── AI数据中心互联：DR8/FR8（2km/10km单模）
  └── 400G/800G 相干：2025年后需求增长
```

## 相干光模块在AI网络中的定位

```
AI数据中心光互联分层：
┌────────────────────────────────────┐
│  电信骨干（跨城/跨国）              │
│    └── 400G/800G 相干（2000km+）   │
├────────────────────────────────────┤
│  DCI（数据中心互联，跨城）          │
│    └── 400G/800G 相干（<200km）    │
├────────────────────────────────────┤
│  DCI（数据中心互联，同城）          │
│    └── 400G 相干/增强型 DR（<10km）│
├────────────────────────────────────┤
│  AI集群内部（叶脊互联）            │
│    └── 非相干 SR8/DR8（≤2km）      │
└────────────────────────────────────┘
```

## 关键参数

- **超窄线宽激光器**：<100kHz（相干检测必需）
- **调制格式**：QPSK/16QAM/64QAM
- **符号率**：60-90 GBaud（800G）
- **DSP算力**：>10TOPS（相干算法复杂度高）
- **灵敏度**：-30dBm（相干检测优势）
- **OSNR容限**：<15dB（高灵敏度）