中國信息通信研究院趙文玉：高速光模塊發(fā)展態(tài)勢及硅光應用探討

  ICC訊  （編輯：Nicole）11月12日，第三屆中國硅光產(chǎn)業(yè)論壇在武漢成功舉辦，本次會由國家信息光電子創(chuàng)新中心、中國通信學會，中國信科主辦，深圳市訊石信息咨詢有限公司承辦，“中國光谷”國際光電子博覽會協(xié)辦，以及獲得了是德科技(中國)有限公司和光電匯的大力支持。本次會議吸引了來自170余家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，350余名專業(yè)嘉賓參與。

  中國信通院技術與標準寬帶網(wǎng)絡研究部主任趙文玉在本次會議上發(fā)表《高速光模塊發(fā)展態(tài)勢及硅光應用探討》主題報告，從高速光模塊及標準化進展、硅光應用探討等方面切入。

  新基建進一步加速推動光通信技術發(fā)展，光模塊市場規(guī)模持續(xù)增長，接口速率穩(wěn)步提升。25G 量級波特器件已成模塊主流，50G及以上加速發(fā)展。相干檢測方面，60G量級波特器件逐步應用，100G及以上需求出現(xiàn)。

  趙文玉提到，不僅國外多組織協(xié)同推進高速光模塊及接口標準化，國內(nèi)高速光模塊標準化也在同步有序推進。我國光通信行業(yè)標準化工作在中國通信標準化協(xié)會(CCSA)TC6進行，WG1定義WDM/OTN/PTN/SPN等傳送網(wǎng)系統(tǒng)及設備技術要求，WG2定義PON等接入網(wǎng)系統(tǒng)及設備技術要求，WG4定義光模塊及組件技術要求。目前光模塊標準從25G、50G、100G、200、400G到800G不管是已發(fā)布還是在研中，都取得一定成果!

  據(jù)悉，依托中國泰爾實驗室、IMT-2020(5G)推進組等平臺，具備完整的光通信系統(tǒng)設備及光模塊第三方測試驗證能力，中國信通院聯(lián)合業(yè)界共同推動測試驗證與標準化工作!如2018.11~12第1次組織測試，2019年1月發(fā)布《5G承載光模塊白皮書》;2019.6~10第2次組織測試，2020年8月更新《5G承載光模塊白皮書》。

  超400G速率成為熱點，800G關注度提升

  據(jù)趙文玉介紹，在長距應用相干技術領域，從2019年到2020年期間，Ciena、Infinera和華為等設備商發(fā)布800G量級相干DSP產(chǎn)品并開展試驗驗證。

  其舉例：2019年9月CIOE展會期間，華為、新華三、海信、光迅、住友、立訊精密、山一電機等成立800G Pluggable MSA，已發(fā)布白皮書;2019年9月，博通、思科、Finisar、Intel、Juniper、Marvell等成立QSFP-DD800 MSA，基于QSFP-DD制定800G光模塊、連接器及籠子規(guī)范，已發(fā)布QSFP‐DD800Spec. R1.0;OIF從2019Q2開始已有多篇文稿討論800G需求及技術方案，正在醞釀啟動相關標準項目。

  高速模塊基于光子集成趨勢加快。光子集成趨勢明顯， 到2024年，集成產(chǎn)品的份額預計將達到銷售額的78%。目前中小規(guī)模PIC已經(jīng)成熟并取得廣泛商用。硅光與III-V族的發(fā)展相互影響，二者有各自適用場景但也存在一定交集。 在直調(diào)直檢場景中，III-V族DML主要用于低速短距，III-V族EML主要用于低速長距或高速短距，硅光則是在100G、400G及以上的高速短距應用中體現(xiàn)優(yōu)勢。而在相干場景中，III-V族和硅光普遍用于高速長距。

  硅光產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴大，呼吁整合技術及產(chǎn)業(yè)資源

  數(shù)據(jù)顯示：硅光產(chǎn)品的年銷售增長率在2019年放緩，但隨著400GbE模塊的開售，2020-2024年將恢復增長勢頭。隨著市場在未來五年內(nèi)恢復兩位數(shù)的增長， 該行業(yè)似乎即將進行根本性轉變。到2025年，硅光產(chǎn)品銷售額預計將接近60億美元。除了短距400GE DR4等應用，硅光與InP在更長距離的 400GbE等高速產(chǎn)品中將持續(xù)競爭。

  在數(shù)據(jù)中心應用方面，高速硅光模塊應用優(yōu)勢明顯。如硅光PSM4方案可大幅節(jié)約器件和組裝成本，在500米數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的100G QSFP28 PSM4光模塊產(chǎn)品市場，硅光混合集成方案份額超過傳 統(tǒng)分立器件方案，目前已達到近80%。但由于合分波溫漂及耦合效率的問題，100G CWDM4硅光方案仍存挑戰(zhàn)。在400G及以上速率，傳統(tǒng)直接調(diào)制已經(jīng)接近帶寬的極限，EML的成本又比較高，而硅基器件不僅具有高調(diào)制帶寬(>30GHZ)，在器件尺寸、集成規(guī)模和成本方面也具有優(yōu)勢。

  在電信應用領域，硅光助力解決相干模塊尺寸和成本問題，硅光相干模塊研究積極推進。趙文玉提到，2018年烽火、光迅、國家光電子創(chuàng)新中心三家聯(lián)合推出國內(nèi)首款商用100G/200G硅光子相干收發(fā)模塊產(chǎn)品;2020年OFC會議上，華為公開一款硅光芯片上集成相干接收機和偏振追蹤單元，基于非制冷DFB激光器搭建的超高速短距離相干傳輸系統(tǒng)。

  趙文玉認為：數(shù)據(jù)中心市場即將進入新投資周期，云巨頭加快部署400G網(wǎng)絡。另外根據(jù)5G發(fā)展規(guī)劃，預計2021-2023年將是中國5G建設高峰期，該板塊的強勁需求也將推動硅光市場進一步發(fā)展。呼吁整合技術及產(chǎn)業(yè)資源，逐步解決面臨問題和調(diào)整，積極推進我國硅光技術與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。