OptiNet2018 | 海信寬帶李大偉：光通信模塊和器件技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

  ICCSZ訊  6月14日，OptiNet2018光器件專題會(huì)議在北京圓滿舉辦。會(huì)上，來(lái)自青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司的CTO李大偉博士發(fā)表了主題為《光通信模塊和器件技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)》的演講，其豐富的內(nèi)容，獨(dú)到的見解，贏得現(xiàn)場(chǎng)觀眾一致好評(píng)。

  器件封裝進(jìn)展

  李博士表示，近十年來(lái)，除核心光電芯片之外，國(guó)內(nèi)企業(yè)在芯片封裝、組件封裝、模塊產(chǎn)能、通信設(shè)備上已占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位。其中封裝是中國(guó)的強(qiáng)項(xiàng)，但激光器是致命的缺陷。1990年傳統(tǒng)的TO-CAN封裝開始啟用，2010年COB（Chip on Board）開始運(yùn)用到光器件封裝，在多模產(chǎn)品中有更多應(yīng)用。隨著100G高速率發(fā)展，微光學(xué)組裝在2014年開始大量運(yùn)用，對(duì)耦合精度要求很高。而硅光集成從2016年以來(lái)，隨著Intel、IBM等公司的大投入推動(dòng)了該技術(shù)快速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，未來(lái)有望成為占比過(guò)半的技術(shù)應(yīng)用。

  模塊技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)

  談及接入網(wǎng)技術(shù)趨勢(shì)，李博士表示，可以看到IEEE和ITU兩家這些年各不協(xié)同的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展，而中國(guó)廠商期望在50G PON推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的融合，這樣有利于整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，相關(guān)工作目前正在推動(dòng)立項(xiàng)。在AWG網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，先分光再加PDM，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)容量將快速提升。這樣一根主干光纖帶上千個(gè)用戶是沒有問(wèn)題的。李博士認(rèn)為GPON的成本和技術(shù)不比EPON差，目前逐步超過(guò)EPON，中國(guó)開始大量部署。李博士認(rèn)為ITU的標(biāo)準(zhǔn)更符合實(shí)際應(yīng)用。

  李博士認(rèn)為NG PON2的難度和成本很高，主要體現(xiàn)在可調(diào)諧光源，溫度控制和噪音要求等方面，如Higher link budget (>33dB)、 Tunable TX and tunable RX in ONU、 OOB noise suppression >45dB、Wavelength drift at BM on/off、 Interference to the adjacent channel at BM on/off、 Channel switching，但美國(guó)Verizon不斷努力下及產(chǎn)業(yè)鏈的推動(dòng)下，該標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)進(jìn)展取得很大突破。由于增加了可調(diào)諧發(fā)射和可調(diào)諧接收，NG PON2的成本有待進(jìn)一步降低。

  從整個(gè)數(shù)據(jù)中心技術(shù)趨勢(shì)來(lái)講，速率越來(lái)越高，從以前的40G到迅速切換100G，再到下一代的200G、400G，數(shù)據(jù)中心的速率更新階段越來(lái)越短，更新?lián)Q代速度越來(lái)越快。模塊電接口速率變化，李博士預(yù)計(jì)2018年100G模塊至少為500萬(wàn)只，2019年還會(huì)有30%增長(zhǎng)。25G SERDES將在2019年達(dá)到頂峰；50G SERDES將于2019年起量，2021年達(dá)到頂峰；100G SERDES將于2021年起量。

  就單波100G解決方案來(lái)說(shuō)，除了電調(diào)制芯片、數(shù)字信號(hào)處理芯片之外，光器件也是很大的制約因素。到底是用EML，還是用硅基調(diào)制器，還是DML就可以滿足？可以肯定的是，56GBaud DML比56GBaud EML和大功率激光器+56GBaud硅基調(diào)制器的成本要低。至于它未來(lái)能否成為主要的低成本技術(shù)，我們產(chǎn)業(yè)拭目以待。

  WDM技術(shù)能減少對(duì)光纖資源的需求，可適用于各種速率和多用戶場(chǎng)景；其鏈路損耗小，可覆蓋40km/80km，并且易于擴(kuò)容和升級(jí)，傳輸也比較透明。它優(yōu)勢(shì)眾多，但同時(shí)也面臨著將可調(diào)WDM做到低成本、封裝也要低成本，以及針對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)景的功率預(yù)算（固網(wǎng)、無(wú)線、室內(nèi)、室外）的挑戰(zhàn)。

  新一代光模塊所需核心器件

  新一代光模塊所需核心器件包括：工業(yè)級(jí)25G激光器芯片、高線性度25G/50G EML芯片、高線性度25G DFB （用于56G PAM4）、56Gbaud PD 芯片、28G/56G PAM4 電芯片、低成本10/25G 波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器芯片、低成本100/200/400G 相干光模塊技術(shù)。

  光模塊價(jià)格與光通信產(chǎn)業(yè)毛利率

  而光模塊價(jià)格方面，隨著需求數(shù)量倍增 、 指標(biāo) 寬松、技術(shù)進(jìn)步、低成本器件+充分競(jìng)爭(zhēng)，降成本的速度還是比較快的，基本上每次下降的幅度都在10%到20%之間，所以十年來(lái)，模塊價(jià)格約降到了原來(lái)的十分之一。而看光通信產(chǎn)業(yè)毛利率水平，可以看出代工廠毛利率最低為10%左右，模塊商與組件封裝大約在20%的水平，而設(shè)備商及芯片廠相對(duì)較高，可達(dá)到40%。

  總結(jié)

  李博士最后總結(jié)到，隨著信號(hào)速率和調(diào)制方式復(fù)雜度的提升，光器件成本在光模塊中占比下降；光器件封裝技術(shù)由傳統(tǒng)的TO封裝方式向COB、微光學(xué)和硅光集成方向發(fā)展；模塊電接口速率將從25G提升到50G（2019年開始）和100G（2021年開始），數(shù)據(jù)中心主流光模塊速率將從目前的100G提升到400G（2020年）；低成本、波長(zhǎng)可調(diào)的WDM模塊在無(wú)線前傳和新一代接入網(wǎng)中將發(fā)揮重要作用。