四大需求促進(jìn)光傳輸對PLC光無源器件的需求增長

        【訊石光通訊咨詢網(wǎng)】近日，在訊石河南聯(lián)誼會上，河南仕佳光子科技有限公司中科院半導(dǎo)體所集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的安俊明博士作了題為《PLC光無源器件現(xiàn)狀及展望》的報告，報告中提出信息傳輸對PLC光無源器件需求不斷增加，進(jìn)而推動PLC技術(shù)的發(fā)展，其主要來自于四大方面需求。

需求一：骨干網(wǎng)通信壓力

        寬帶接入用戶每年按20-30%的增長率增長，其中平均流量增長每用戶每年高達(dá)20-30%。據(jù)預(yù)測，2014年平均寬帶接入帶寬將從目前的2M 增長到20M 以上，業(yè)務(wù)量流量的增長速度五年達(dá)10倍，預(yù)計2014年各省出口總帶寬是2008年的10-18倍。

        數(shù)據(jù)顯示，未來5年CTC骨干IP帶寬年增長率處于40%~50%，骨干傳輸網(wǎng)總帶寬將從64Tbps增加到至少120~155Tbps，甚至200Tbps。通信網(wǎng)絡(luò)的壓力已經(jīng)由接入層傳至骨干層，并將掀起骨干網(wǎng)的全面升級換代革命。

        隨著骨干網(wǎng)通信壓力的增大，光網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載和傳送平臺需要廣泛的使用WDM/DWDM。目前，韓國最大的移動運(yùn)營商SK電訊（SK Telecom）正使用諾基亞西門子的DWDM設(shè)備，采用hiT 7300 DWDM平臺，同時傳輸80個信道光波長，單個波長可以承載100G的數(shù)據(jù)流量，使光纖總?cè)萘扛哌_(dá)8 Tbps。

        在新型寬帶業(yè)務(wù)持續(xù)增長的驅(qū)動和N×40Gb/s WDM網(wǎng)絡(luò)規(guī)模部署的背景下，新型支持更大傳輸容量的N×100Gb/s WDM逐漸成為未來高速帶寬焦點(diǎn)技術(shù)。

        對于國內(nèi)來說，2013年是100G商用元年，中國移動從10G直接跳到100G，中國電信和中國聯(lián)通從40G升級到100G。從全球范圍看，2013年是大量運(yùn)營商100G集采的爆發(fā)年，Verizon等國外主流運(yùn)營商都在積極部署100G。

        未來五年100G WDM市場增長穩(wěn)定。2013年1月Dell’Oro的光傳輸市場預(yù)測報告顯示，未來五年全球WDM市場將以10%的年復(fù)合增長率增長，到2017年將達(dá)130億美元。Dell’Oro表示，40G/100G將是未來的增長點(diǎn)；且受益于40G/100G WDM需求的增長，未來五年光網(wǎng)絡(luò)市場都將呈現(xiàn)出增長的勢頭。由于運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備容量需求的不斷提升，100G市場需求將顯得尤為強(qiáng)勁。

        信息交換量的增加要求功耗降低，骨干網(wǎng)通信的壓力，100G市場強(qiáng)勁的市場需求，對PLC光無源器件需求增加。

需求二：云數(shù)據(jù)中心的發(fā)展

        據(jù)思科報告預(yù)測，2011-2016年間，全球數(shù)據(jù)中心流量將會增長四倍，全球云流量將會增長六倍。到2016年將有三分之二的數(shù)據(jù)中心流量來自于云服務(wù)的流量。云計算將導(dǎo)致數(shù)據(jù)中心流量倍增。

        相比較傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心，云計算數(shù)據(jù)中心的單臺物理主機(jī)數(shù)據(jù)流量可能是傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的4倍、8倍甚至10倍以上。
為了減少網(wǎng)絡(luò)的延時，提高數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度，云計算數(shù)據(jù)中心核心網(wǎng)絡(luò)采用40G/100G網(wǎng)絡(luò)端口。

        據(jù)分析，數(shù)據(jù)中心流量中76%流量來自于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部（包括存儲、數(shù)據(jù)開發(fā)、認(rèn)證等），17%流量屬于數(shù)據(jù)中心到用戶，7%流量屬于數(shù)據(jù)中心到數(shù)據(jù)中心。

        數(shù)據(jù)中心急需大量高速互聯(lián)模塊，采用串行40G方式，成本大約是WDM的6倍，同時功耗也大大高于WDM，而且部分新元器件需要重新開發(fā)，這會極大影響到標(biāo)準(zhǔn)的按時發(fā)布和市場的推廣，所以目前基于單模光纖的40G/100G采用WDM的波分復(fù)用方式實(shí)現(xiàn)，4×10G或者4×25G。

需求三：接入網(wǎng)—三網(wǎng)融合PON技術(shù)

        三網(wǎng)融合是電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)互聯(lián)互通，資源共享，為用戶提供話音、數(shù)據(jù)和廣播電視等多種服務(wù)。PON技術(shù)產(chǎn)品應(yīng)用到光纖到戶、三網(wǎng)融合。其中WDM-PON結(jié)合了WDM技術(shù)和PON拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，日益成為一種高性能的接入方式。這中間也會廣泛使用PLC分路器產(chǎn)品。

需求四：硅基芯片光互連

        微電子領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)就是RC瓶頸、發(fā)熱問題。芯片－芯片銅互連速度為6-8Gbps，銅互連32nm、22nm、15nm、11nm、7nm，當(dāng)10nm時出現(xiàn)量子效應(yīng)，20Gbps以上需光互連。比如Intel Si推出了光子芯片計劃，芯片內(nèi)采用WDM互連，因電互連價格昂貴，電互連逐步向光互連演進(jìn)成為必然趨勢。

四大需求促進(jìn)了PLC光無源器件的發(fā)展

        總而言之，采用光傳輸代替電傳輸、且是多波長光傳輸，相干100G WDM主干網(wǎng)、40G/100G數(shù)據(jù)中心、光纖到戶接入網(wǎng)、芯片光互連的需求都促進(jìn)了PLC光無源器件的發(fā)展。其中單元芯片將用到波分復(fù)用器、PLC光分路器，集成芯片則更多考慮到體積和功耗要求，采用PLC 混合集成、SOI硅光子學(xué)、InP 單片集成（PIC）等技術(shù)。這些需求都將推動PLC技術(shù)的不斷發(fā)展和演進(jìn)。