光模块提升带宽的方法有两种：1）提高每个通道的比特速率，如直接提升波特率，或者保持波特率不变，使用复杂的调制解调方式（如PAM4）；2）增加通道数，如提升并行光纤数量，或采用波分复用（CWDM、DWDM）。波分复用技术可以实现单根光纤对多个波长信号的传输，这会成倍提升光纤的传输容量，已经被广泛应用在光通讯的中长距离传输和数据中心的互联中。
目前光模块的波分复用组件主要有两种实现技术：基于空间光学的TFF（薄膜滤波器Thin-Film Filters），基于PLC（集成平面光波导 Planar Light Circuit ）的阵列波导光栅(Arrayed Waveguide Grating，AWG)、刻蚀衍射光栅（Echelle Diffraction Grating, EDG）、级联MZI阵列（Mach-Zehnder interferometer, MZI）等。其中TFF(基于Z-BLOCK)和AWG(阵列波导光栅)是两种最常用、最典型的MUX/DEMUX子组件。
TFF（Thin Film Filter）薄膜滤光片技术，在光模块里所用的TFF技术主要采用Z-block方法来实现。利用自由空间光学（Free Space Optics）设计，结合准直器，用4个CWDM波长的滤光片通过微光学的方式进行合波和分波。通过波分复用/解复用器，在一根光纤中传输1271nm、1291nm、1311nm、1331nm四个波长信号。
为了简化封装工艺，以减小尺寸和降低成本，人们开发了基于集成光学技术的CWDM4 AWG芯片。AWG（Arrayed Waveguide Grating）平面阵列波导光栅技术，基于CWDM4-AWG的芯片目前已经成熟且大规模应用于100Gbps CWDM4 QSFP28的产品中。
最早的CWDM4 AWG芯片，输入/输出端口位于两端，如下图所示。为了便于绕纤并集成于光纤收发模块中，人们开发了单侧输入/输出的CWDM4 AWG芯片，通过弯曲波导将输入端口绕至输出端，如图所示。这样的设计，也进一步简化了波导与光纤阵列之间的耦合工艺。当然，由于芯片宽度有限，波导弯曲半径小于1mm，会引入一定的弯曲损耗。
一个CWDM4光纤收发模块中，需要两个CWDM4 AWG芯片，一个用于光信号的复用发射，另一个用于光信号的解复用接收。发射端的CWDM4 AWG芯片目前主要采用图所示的单侧输入/输出结构，而在接收端，解复用的各个波长终将被光探测器检测，无需耦合到单模光纤中继续传输。为此，接收端CWDM4 AWG芯片通常采用图4所示的两侧输入/输出结构，输出端口采用多模光波导，并将输出端面抛光成45°斜面，实现光束的90度转折，入射在光探测器阵列上，后者被直接贴装在PCB板上。
Z-block和AWG均有各自的优缺点，Z-block技术具有损耗低和信道质量好的优点，基于Z-block技术的CWDM4模块，能支持100G或更高速率的信号传输10公里及以上。在应用趋势上，AWG多应用于传统光模块接收端，具备极佳的成本优势和封装优势。 目前这两种方案都有厂商在应用。
下面介绍一下TFF技术中的几个重要组件。
Z-block
波分复用/解复用组件是高速率光模块最为重要的部件之一，而Z-block是波分复用/解复用组件里面核心的器件。
如下图为Z-block的典型结构，中间是一个处理过的斜方棱镜（也是平行四边形玻璃基板），斜方棱镜的背面部分区域镀了高反射膜，另一侧贴有不同波长的WDM滤波片，每个滤光片只能让当前通道波长的光信号通过，并且反射其它通道的波长，也即选择一特定波长的光束通过。
从右侧4个准直器发射的光信号,分别透过对应的滤波片,经不同反射次数,到达左侧公共端的准直器,耦合到输出光纤中。这个过程就实现光路的MUX。例如，含有四个波长的准直光束从入射端依设计角度射入，1271通道直接透过滤波片1，从斜方棱镜增透膜区域输出；1291信号通过滤光片2后入射到棱镜上的反射膜区域，正好被反射到滤波片1上，滤波片1再次将它反射到棱镜上增透膜区域，并从增透膜区域输出；以此类推，1311/1331信号经过来回反射，也最终从block增透膜区域输出，整个光路在Block中呈现Z字型，也因此叫Z-block。
Z-block组件的波分解复用接收光路如下图所示,公共端光信号从左侧准直器输入,各信道的光信号经过不同反射次数,透过对应的滤波片,经微透镜聚焦在光探测器阵列上的对应单元。光探测器阵列贴装在PCB板上,如图(b)所示。在水平面内被波分解复用的光束,需经过一个直角棱镜实现90度转向,沿竖直方向入射在光探测器上。光探测器的有源区尺寸通常只有Φ50微米,Z-block中传输的准直光束直径远大于此,因此需要微透镜聚焦,并且微透镜需要在垂直光路的横截面内,上下左右调节,以将聚焦光斑对准光探测器的有源区。这个调节对焦过程,也增加了Z-block组装工艺的复杂度。
一束光能反射几次? 理论是无数，但是根据光的散射性，和物质对光的吸收性，一束光是有反射次数限制的，直到全部被散射或者吸收。目前，Z-block的通道数量更通用的是4通道，这主要是受到光学性能和装配成品率的约束，因为一束光在Z-block滤波片上反射次数一般不超过4次，通道数量越多，各光束之间的平行度就越差，光斑质量也会越差，影响耦合效率。
目前市场的800G更多是采用8×100G的方案，在800G的FR8、LR8等光模块中，应用比较多的还是Z