同时，从图1的开放系统互连（OSI）参考模型和产品列表可以明显看出，在物理层就可以实现一些业务的融合。虽然实现这一目标还非常困难，但是通往融合的道路已经出现了。
OSI参考模型(a)和数据通信与电信标准(b)显示了物理层融合是可能的。
物理层介绍
在光纤通信系统物理层（PHY）上见到的器件通常有：光电（OE）和电光（EO）转换器，发送和接收光信号的模拟集成电路，时钟与数据恢复（CDR）器件，为物理层和数据链路层提供透明传输接口的串并/并串转换器（SerDes）电路。当今的10Gb/s网络普遍使用1.3微米分布反馈（DFB）和1.55微米电吸收分布反馈（EA-DFB）激光器。为了让模块和系统设计师用起来方便，通常将这些有源器件装进光发送组件（TOSA）中。
物理层的子部件通常被划分成TOSA、光接收组件（ROSA）和光收发器。光收发器包含TOSA/ROSA和模拟集成电路。由于现有的主板结构和数据链路层IC不能处理10Gb/s信号，所以有必要将SerDes集成到收发模块之中。SerDes提供一个低成本的CMOS接口，通过几英寸的FR4印刷电路板在所有物理层IC之间传递互通的、可管理的信号。
现在，10G收发器市场中的大部分产品都朝着集成SerDes或CDR的方向发展。基于这个发展方向，制造商们正在努力融合数据网和电信网的物理层器件。
当原始设备制造商（OEM）们开始设计10-GbE系统时，现成的10G器件只有一些分立的器件和300针模块。这些分立器件和模块出现于2000年早期，并且专用于SONET网络。300针模块是第一个工业化的10Gb/s多源协议（MSA）收发器。尽管10-GbE工作在10.3125Gb/s速率上，比SONET稍快，但是300针模块能够适应这样的速度。因此，首个10-GbE系统使用的是300针模块。
然而，随着10-GbE的发展，300针MSA收发器已经不能满足OEM新的性能要求。这些新的要求包括：SC型光纤接口，每个以太网卡上能配置8个端口，可热插拔，支持新的10G XAUI电接口，能用于各种传输距离，有一个MDIO（管理指令输入输出）管理接口。这些将提升以太网的交换性能。可热插拔的商业产品对于运营商和终端用户同样也有吸引力。可插拔性使得产品更加灵活并且降低了升级的用。可热插拔设备的端口可以是部分封装的或未封装的，能在系统不断电的情况下进行设备升级。客户只需为目前所需要的带宽付费，以后就“按需付费”。这样的方案通过减少升级投资而加速了新标准的采用。
这些优点促使设备商们提出了一种新的MSA收发模块——XENPAK。在该模块的早期开发阶段，厂商们就打算在相同的封装中既支持10-GbE又支持SONET（即融合）。最初的设想是对于SONET网络和以太网分别使用SFI-4 P2（串行成帧器接口）和XAUI接口。因为这两种接口都有4个电接口，在XENPAK模块中，不同的封装和电连接器能够很容易地相互替换。
但是，这两种电接口却并不兼容，意味着两种网络还是需要各自的模块。研究人员曾经试图研制一种能适用于以太网和SONET网络的SerDes，但是由于定时、复杂性和进一步标准化的问题而搁浅。在XENPAK上实现融合的另一个问题是对于电信设备的机械要求过高。由于XENPAK要从前面板安装并且需要在主板上开槽，这在现有的电信设备上难以实现。
SFI-4 P2 IC的缺乏和XENPAK对机械尺寸的要求使电信设备制造商难以接受XENPAK。但从数据网的角度出发，XENPAK却是一个完美的解决方案。XENPAK的灵活、可插拔特性能支持各种应用，从几百米的多模光纤（MMF）传输到80km的单模光纤（SMF）传输，以及DWDM传输。而且，10-GbE厂商已经在XAUI上投入了重金，把这个接口嵌入了数据通信设备中。XENPAK支持XAUI接口，已经广泛用于10-GbE。
电信网仍旧使用300针器件，等待着下一代封装形式的出现。XENPAK和300针模块坚守着各自的市场，这种情况预计还将持续至少3到5年。
下一轮的融合
与此同时，OEM们着手向下一代10Gb/s系统投资。这些新型系统要求更成熟的软件、更高的吞吐量、占用更小的空间，在某些情况下发热更少。XENPAK和300针模块的体积太大，难以满足这些要求，这就促使设备商针对这些新要求开始进行模块优化。
在进行优化之前，调查研究了每个市场对模块的最低要求。MSA成员发现两个市场之间在一些方面开始了融合但是仍然存在关键的差异（见表）。数据网市场要求支持以太网和光纤信道数据帧，将XAUI作为下一代电接口，并支持MMF和SMF。而电信网市场要求支持多源协议，将XFI作为下一代电接口，主要支持SMF就行。产生这种分歧的主要原因是它们的网络应用不同。
两个市场对收发模块的要求
以太网和SONET的下一代MSA分别是X2和XFP（图2）。X2协议定义了一个功能与XENPAK相同，尺寸比XENPAK小的模块，它安装在主板之上、可热插拔。X2模块不用再在主板上开槽了，它比XENPAK短1.4英寸，支持XAUI或XFI电接口。X2模块既能从Z方向（前面板）安装也能从Y方向（顶部）安装。8端口模块的功率是4W，符合X2 MSA的散热标准。XFP也是一个安装在全板之上、可热插拔的模块，与X2长度相同，宽度为其一半。XFP采用XFI接口，能从前面或中间安装。
目前数据通信收发器有两种封装，采用XAUI接口，电信收发器有三种封装，采用两种接口。
大多数数据通信设备商为下一代系统选择X2的原因有：成本低，支持IEEE规定的LX4和CX4物理介质层（PMD），采用XAUI接口，远距离传输光器件和DWDM器件更容易放入这种封装。XFP由于需要在主板上增加SerDes，从而增加了每个10-GbE端口的成本；这样一来，不管XFP槽位是否常用，设计者都需要预付SerDes的费用。尽管增加的成本可能很少，但是却违背了尽量降低成本的原则。在数据网中，带有XFI接口的MAC芯片并没有得到广泛应用。
另外一个选择X2的重要原因是因为X2支持LX4和CX4的PMD。LX4和CX4对10-GbE设备制造商很重要，因为它们分别支持使用现有的多模光纤（MMF）和廉价的铜缆构建10-GbE，而XFP并不支持这些介质。
电信设备制造商选择XFP作为他们的下一代产品，是因为XFP与协议无关（采用XFI接口），体积小，并被认为是下一代10G系统的最终定型产品。尽管X2也能提供他们所需要的所有性能，但X2只被看作一个过渡产品。
但是电信运营商并没有完全转向XFP，因为它并不支持包括DWDM在内的所有传输距离。不过在短距离传输方面，XFP发展很快，出现了多家XFP供应商。因此，目前大多数电信系统是XFP和300针模块并存的局面。一些数据通信设备制造商也开始设计同时带有XFP和XENPAK端口的系统。
将来，在XFP上可能会实现融合，要达到这个目的必须解决以下几个问题：
● 能替代LX4的与XFP兼容的产品。IEEE 802.3aq提出了10Gbase-LRM，它支持传统的MMF，预计标准将于2006年早期完成。
● 低成本铜缆产品。IEEE 802.3an正在研究10Gbase-T。预计标准于2006年7月完成。
● 能稳定支持DWDM系统和长距离光纤传输。最理想的系统需要新的器件和封装（即TOSA/ROSA）。
● 带有XFI接口的成帧器和MAC器件。这将促使厂商更快地接受XFP或下一代串行10Gb/s模块。
现在能实现融合吗？
答案是能，在TOSA和ROSA层面上是可以的。但还需要时间。制造商已经开发出了多种支持10G模块的系统平台。在TOSA和ROSA上实现融合会影响这些模块的成本。根据以前的统计数据，成熟的TOSA和ROSA约占收发器成本的70%。因此，领先的激光器厂商为10G TOSA建立了一个通用标准。它适用各种10G，被称作XMD非制冷TOSA MSA。
图3是非制冷XMD TOSA分别用于采用XFP的SONET和采用X2的10-GbE的眼图结果。可以看出，XMD TOSA的眼图在整个工作温度范围内都足够满足SONET和以太网标准。眼图仅仅是其中的一个参数，但它是对发送器性能的最好的定性描述之一。
在不同温度下，XMD DFB TOSA在SONET网络和10G以太网中都表现出了良好的性能。
这是在TOSA和ROSA上的一个融合实例。尽管需要在两种网络上作大量测试来验证它的性能，但其中大部分测试可以在认证阶段完成，在制造过程中只需进行一小部分测试。在此基础上，人们正在努力引入制冷型XMD MSA。这样，在TOSA和ROSA上就可以实现融合。
同时，数据通信设备制造商将研究重心再次转移到了提高品质和可靠性上。现在，数据通信模块的可靠性已经达到电信模块的水平，但价格并没有提高。而电信设备商们则在共同努力从各自定制的模块结构转向采用MSA模块。希望能够达到与原来一样的性能，而价格与数据通信模块一样。实现这个目标的途径之一就是采用XMD TOSA。为各种10G模块建立一个共同的技术平台让收发器厂商们能将产品打入各个市场，从而产生规模效益。不同封装的产品价格也会趋于一致。由于需要重新设计和评估，过渡到XMD还需要时间，但是终归会实现。
收发器生产厂商还可以进一步减少10Gb/s模块的功率和尺寸。图4显示了当前MSA的功率和尺寸发展趋势。收发器内容纳部件的空间是有限的，器件越小散热就越差，这对于使用1.55微米制冷型或半制冷型的电吸收分布反馈（EA-DFB）激光器的长距离光收发器来说是一个棘手的问题。这就是为什么要为40km和80km传输开发非制冷型1.55微米EA-DFB激光器的原因。虽然目前这项技术的研究还处于起步阶段，但是已有的研究成果显示：这种激光器最终能够大批量生产。非制冷型1.55微米EA-DFB有重要的优势，包括功率大幅降低，并且能够封装进XMD TOSA。
低功率和小尺寸的发展趋势预计将会持续下去。
对于小尺寸封装来说，另一种克服散热性能差的方法是，将收发器的最高工作温度从70℃增加到85℃。这只有当非制冷型直接调制DFB光源能承受更高的温度时才能实现。目前，DFB技术已经取得了一些成果，让设计师可以提高收发器的最高工作温度。在不久的将来，长波长垂直腔表面发射激光器（VCSEL）非常有希望成为大批量生产的廉价产品。
人们对光器件制造商的要求将越来越多。这就需要收发器厂商们在光电器件领域不断地创新，这一点至关重要。
