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            OPTiNET 2021 | 高速光模塊發展趨勢:迭代快、集成化、降成本
            發布者:深圳市飛宇光纖系統有限公司  發布時間:2021-06-18 09:44:42  訪問次數:200

            6月17日,在2021中國光網絡研討會“光電器件與產業發展論壇”,中國信息通信研究院技術與標準研究所工程師謝俊杰發表《高速光模塊發展分析及演進趨勢》主題報告,介紹光模塊產業應用需求,分析未來光模塊技術演變路徑。

              謝俊杰表示,光通信模塊市場在過去20年受到了多輪電信和數通機遇的影響,例如10G/40G/100G骨干網建設、3G/4G/5G建設和超高速互聯的數據中心,以及FTTx光接入爆發式需求,共同打開了光模塊市場增長空間。在下一代光網絡市場中,電信和數通依舊是光模塊市場的主要驅動力,據Lightcouting預測,光模塊市場到2023有望超過120億美元。Omdia也預測到2026年,全球光網絡市場將以2.5%的五年復合增長率增長。

              在數通市場方面,數通光模塊持續想高速率方向演進,Omedia預測2021-2025年,數通100G光模塊從2021年開始逐步下降,而400G需求將在未來5年快速上升,預計2024年100G/400G將出現分水嶺。作為400G模塊重要形態,400G ZR/ZR+為DCI光纖直連到交換機路由器上提供了理想的解決方案,它可以沿用傳統可插拔技術,采用7nm CMOS工藝和集成光學器件,進一步降低每比特成本。預計400G ZR需求將線性增長。

              在電信市場方面,5G成為電信模塊一個核心動力,相干光模塊也在朝超高速率發展。 5G前傳對25G WDM前傳模塊需求龐大,并出現了25G CWDM/MWDM(Open-WDM)/LWDM和DWDM方案并行的局面,這些方案的國內標準已經趨于成熟,國際標準持續推進。超400G相干技術以600G/800/1.2T為例,相干模塊基于128GBaud/96 GBaud/ 64GBaud以及16/64 QAM調制方式,開始從傳統長距離骨干網向城域網和短距離DCI場景下沉,Omdia預計600G-800G相干模塊將在2022-2023年實現規模部署。


            來源:現場拍攝


              總體而言,高速光模塊演進趨勢體現為:迭代快、集成化、降成本。謝俊杰列舉從1999年今天行業涌現的20種新型封裝形式,例如1X9封裝板載式、SFF封裝板載式、QSFP28熱插拔、COBO板載方案和CPO板載方案。系統前板I/O速率也從10G增長至1.6T。

              可以認為,光模塊總體經歷了4次迭代,serdes速率增長了10倍,光模塊功耗也增長了26倍。如果要制定一個光學的摩爾定律,可以看到短距離光模塊每四年發展一代,單位比特成本和功耗減少50%。從芯片來看,光芯片的發展緩于電芯片,隨著速率的提升,光接口的成本占整體的比值也將越來越大。

              400G光模塊已經實現技術成熟,以北美市場為首的數據中心率先實現400G規模部署,Omida預計數通400G光模塊市場預計到2025年將達45億美元。

            來源:現場拍攝

              隨著光子集成已經成為趨勢,未來的光模塊技術將呈現III-V族和光子學并列發展,其中光優勢會更加明顯。謝俊杰認為光技術優勢體現在超高的兼容性(兼容光器件1.3-1.6微米工作波段)、集成度(光波導寬度僅約0.4微米和彎曲半徑僅2微米)、集成能力(片上集成各類光電子功能)和規模制造能力(利用微電子CMOS制造)。國內外都在積極布局光產業,推動光子技術在未來光網絡的大規模應用。

              謝俊杰最后總結到,隨著5G網絡和數據中心新基建加速建設,未來高速光模塊市場依舊具有很高的能見度。同時,迭代快、集成化和降成本是高速光模塊發展主要趨勢,而多種新興技術的并行,可以這些趨勢提供理想的下一代的光模塊解決方案,這些新興技術方案需要產業鏈聚焦共識,推動共性技術協同,促進產業健康良性發展。

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