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從“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”到5G光模塊市場(chǎng)和技術(shù)

從“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”到5G

在剛剛過(guò)去的兩會(huì)期間,一個(gè)被廣泛關(guān)注的概念——“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”于今年首次被寫入政府工作報(bào)告。“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”由GE公司最先提出,其核心思想為實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與機(jī)器設(shè)備的結(jié)合,利用對(duì)機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)分析,提升機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

諸如西門子、海爾、格力等傳統(tǒng)制造業(yè)龍頭,利用現(xiàn)代通信技術(shù),逐漸形成“制造業(yè)+互聯(lián)網(wǎng)”的經(jīng)營(yíng)模式;而谷歌、微軟等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè),現(xiàn)在也開始沿著“互聯(lián)網(wǎng)+制造業(yè)”的方向,進(jìn)軍消費(fèi)電子產(chǎn)品、無(wú)人駕駛等行業(yè)。

上述兩種路徑分別形成了未來(lái)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的雛形,而這和阿里巴巴總裁馬云提出的“新制造”概念不謀而合:制造業(yè)不會(huì)消失,只有落后的制造業(yè)會(huì)消失。在當(dāng)前更重視制造業(yè)的政策環(huán)境下,尤其是經(jīng)過(guò)2018年中美貿(mào)易摩擦的陣痛之后,去庫(kù)存、去產(chǎn)能已成為通信器件商的共識(shí)。為進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率,適應(yīng)日益精細(xì)化的客戶需求,“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”應(yīng)運(yùn)而生。

5G技術(shù)指標(biāo)和典型場(chǎng)景

?5G技術(shù)指標(biāo)和典型場(chǎng)景

與傳統(tǒng)印象中以淘寶、京東為代表的消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)不同,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過(guò)開放、全球化的網(wǎng)絡(luò)將人、數(shù)據(jù)和機(jī)器連接起來(lái),機(jī)器變得更加智能,我們可以從機(jī)器里面獲得的數(shù)據(jù)開發(fā)出客戶想要的服務(wù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)海量機(jī)器之間低延時(shí)、高可靠性和安全性的通信提出了更高要求,這就需要第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)的支持。

舉個(gè)某德國(guó)研究所的例子:在5G網(wǎng)絡(luò)下,對(duì)飛機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)所用的扇葉盤進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn),利用毫秒級(jí)的低延時(shí)能力控制和實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)工藝,可以將打磨時(shí)間降低25%, 質(zhì)量提升20%。

所以, 5G的真正厲害之處不在于幾秒鐘就可以下載一部高清電影,也不是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛等現(xiàn)在看上去可能是個(gè)泡沫的產(chǎn)業(yè),而是提升工業(yè)生產(chǎn)效率,把人、機(jī)器設(shè)備、工業(yè)產(chǎn)品和工業(yè)服務(wù)互聯(lián)互通,通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)智能控制、提升產(chǎn)品品質(zhì),進(jìn)一步解決長(zhǎng)久以來(lái)困擾無(wú)數(shù)企業(yè)家的問(wèn)題:如何平衡產(chǎn)能和市場(chǎng)需求之間的關(guān)系。

很長(zhǎng)時(shí)間以來(lái),人們期望用技術(shù)拉動(dòng)市場(chǎng),而現(xiàn)實(shí)時(shí)常反之——比如物聯(lián)網(wǎng)概念的提出由來(lái)已久,至今未能妥善落地。為了解決這些箭在弦上的問(wèn)題,政府一定會(huì)不遺余力地發(fā)展5G技術(shù),并且會(huì)更加務(wù)實(shí)和謹(jǐn)慎。

5G市場(chǎng)的一些背景

雖然當(dāng)前有很多針對(duì)5G的質(zhì)疑,人們認(rèn)為實(shí)際的5G技術(shù)水平并沒(méi)有比4G高出多少;但由于政策支持和人口紅利,國(guó)內(nèi)始終是最大的市場(chǎng),對(duì)市場(chǎng)前景筆者還是抱樂(lè)觀態(tài)度。國(guó)內(nèi)5G市場(chǎng)主要?jiǎng)澐秩缦拢?/p>

國(guó)內(nèi)5G市場(chǎng)

器件商在生產(chǎn)環(huán)節(jié)上受核心芯片的制約,在遵守行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的條件下產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)重,由于日趨激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境不得不減少產(chǎn)品利潤(rùn)以求獲得市場(chǎng)占有率。由于歷史原因,當(dāng)前絕大部分的光網(wǎng)絡(luò)采用的是傳統(tǒng)封閉系統(tǒng),即網(wǎng)絡(luò)中所有硬件設(shè)備與控制軟件都來(lái)自于一家廠商。

雖然在過(guò)去的幾十年里這種系統(tǒng)被證明具有很強(qiáng)的商業(yè)可實(shí)現(xiàn)性,但是隨著層出不窮的海量業(yè)務(wù)的出現(xiàn),運(yùn)營(yíng)商希望能擁有更大的網(wǎng)絡(luò)自主權(quán),實(shí)現(xiàn)軟硬件的徹底解耦。如果運(yùn)營(yíng)商能夠完全主導(dǎo)開放性光網(wǎng)絡(luò),這將給更多器件商帶去機(jī)會(huì)。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,?2019年將是5G元年。根據(jù)GSA統(tǒng)計(jì),截至2018年底,全球197家運(yùn)營(yíng)商正在投資(包括測(cè)試、試驗(yàn)、計(jì)劃、試驗(yàn)性部署或已推出)5G移動(dòng)和5G FWA網(wǎng)絡(luò)有226個(gè), 14家運(yùn)營(yíng)商已宣布預(yù)商用部署或有限可用性啟動(dòng)非3GPP標(biāo)準(zhǔn)或3GPP標(biāo)準(zhǔn)的5G或5G固定無(wú)線接入服務(wù)。

5G移動(dòng)方面,一半以上運(yùn)營(yíng)商處于正在測(cè)試或試驗(yàn)階段,已推出服務(wù)或宣布預(yù)商用的運(yùn)營(yíng)商約占7%; 5G固定無(wú)線接入方面, 38%運(yùn)營(yíng)商處于正在測(cè)試或試驗(yàn)階段, 20%左右運(yùn)營(yíng)商已推出可用性有限或非3GPP標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)。從2018年至2023年間,運(yùn)營(yíng)商5G網(wǎng)絡(luò)投資將超2000億美元,而且實(shí)際可能遠(yuǎn)不止于此。

國(guó)外運(yùn)營(yíng)商眾多,互聯(lián)網(wǎng)資源豐富,美韓等發(fā)達(dá)市場(chǎng)在5G部署和服務(wù)推出方面處于領(lǐng)先地位;如若從社會(huì)環(huán)境考慮,預(yù)測(cè)期間主導(dǎo)資本支出的將是中國(guó)。

光模塊產(chǎn)業(yè)在行業(yè)的位置

?光模塊產(chǎn)業(yè)在行業(yè)的位置

在更加具有不確定性的5G市場(chǎng)面前, 2018年發(fā)生了幾大并購(gòu)案件:去年3月份, Lumentum斥資18億美元收購(gòu)Oclaro; 11月,全球第一大光無(wú)源器件廠商II-VI以32億美元收購(gòu)Finisar。商場(chǎng)如戰(zhàn)場(chǎng),合縱連橫自古存在,面對(duì)激烈的收購(gòu)和競(jìng)爭(zhēng),器件商需要拿出對(duì)策。

上文已經(jīng)提到了光器件商的尷尬處境,從芯片研發(fā)到通信設(shè)備的集成,擁有較好經(jīng)濟(jì)效益的企業(yè)尚且選擇了發(fā)揮資金優(yōu)勢(shì)、集成各技術(shù)平臺(tái)以求獲得最優(yōu)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,這對(duì)規(guī)模較小的企業(yè)來(lái)說(shuō)市場(chǎng)威脅無(wú)疑更加致命。

并且值得注意的是,原先的設(shè)備商(比如華為、中興)自身也開始研究光模塊產(chǎn)品;這時(shí)刻提醒國(guó)內(nèi)器件商堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新、簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)和產(chǎn)品高可靠性以提高產(chǎn)品的綜合競(jìng)爭(zhēng)力,尤其是在資本和人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后的情況下。

<h2國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商5G技術(shù)方案

運(yùn)營(yíng)商的動(dòng)作給國(guó)內(nèi)器件廠商帶來(lái)的機(jī)會(huì)不言自明。隨著移動(dòng)速率的提高,基站密度越來(lái)越高,對(duì)承載的光纖網(wǎng)的容量需求和光纖連接的密度需求也越來(lái)越高, 5G的競(jìng)爭(zhēng)實(shí)際上正在演變?yōu)橐粓?chǎng)光纖基礎(chǔ)設(shè)施的競(jìng)爭(zhēng)。

以5G前傳場(chǎng)景為例,有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè), 5G前傳承載技術(shù)中光纖占據(jù)70%的市場(chǎng)份額,有源WDM-OTN占領(lǐng)20%的市場(chǎng),無(wú)源WDM占領(lǐng)剩余的10%的市場(chǎng)。

光通信網(wǎng)絡(luò)中間的傳輸介質(zhì)是光纖,在光網(wǎng)絡(luò)中投資最大的永遠(yuǎn)是光纖資源;由于政策及人口因素,國(guó)內(nèi)的城市等大部分區(qū)域光纖資源比較豐富,而鄉(xiāng)村及城外大部分區(qū)域光纖資源非常緊缺。

如果說(shuō)骨干網(wǎng)、核心網(wǎng)好比高鐵干線,那么前傳場(chǎng)景則類似于縣道、村村通——將直接面對(duì)無(wú)數(shù)個(gè)終端用戶,因此挑戰(zhàn)甚多。

當(dāng)前運(yùn)營(yíng)給出了3個(gè)前傳解決思路。

解決思路 1
光纖豐富的區(qū)域以光纖直驅(qū)為主,一扇區(qū)一根光纖(One Fiber One Cell)??紤]到光纖資源的節(jié)省,上下行能保證高精度時(shí)間同步,單纖雙向的BiDi模塊更具優(yōu)勢(shì),采用eCPRI接口。低成本的25G可調(diào)諧激光器一直是業(yè)界難題,目前尚處于技術(shù)攻關(guān)期;而在波長(zhǎng)選擇上,業(yè)界認(rèn)為1270nm(上行)/1330nm(下行)方案有利于實(shí)現(xiàn)低成本。
解決思路 2光纖資源稀缺的場(chǎng)景采用無(wú)源波分系統(tǒng),一基站一根光纖(One Fiber One Site)。將一個(gè)基站所有業(yè)務(wù)波長(zhǎng)復(fù)用至一根或一對(duì)光纖進(jìn)行回傳,由于此處需要大量的彩光模塊,給安裝、備件和維護(hù)帶來(lái)一些不便,此場(chǎng)景下需要光模塊支持波分復(fù)用或是波長(zhǎng)可調(diào)諧;無(wú)源器件可使用基于TFF工藝的5G OMUX。
應(yīng)用于5G前傳的5G OMUX

?應(yīng)用于5G前傳的5G OMUX

當(dāng)然更高效的回傳網(wǎng)路是波分復(fù)用設(shè)備直接下沉至基站,即有源WDM方案,可兼容現(xiàn)網(wǎng)2G/3G/4G業(yè)務(wù),且可實(shí)現(xiàn)更多L3層業(yè)務(wù)管理和優(yōu)化功能,但是這會(huì)使得CAPEX(資本支出)增大。

無(wú)源WDM方案架構(gòu)圖

解決思路 3光纖資源極度稀缺的情況下,多基站一根光纖(One Fiber N Sites)。這是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的WDM無(wú)源方案。比如使用40波長(zhǎng)的AAWG,可覆蓋6個(gè)基站(每個(gè)基站3扇區(qū),共18個(gè)AAU, 20波上行、20波下行)。此拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)符合基于PON的光無(wú)源網(wǎng)絡(luò),最大限度地利用舊現(xiàn)網(wǎng)ODN網(wǎng)絡(luò)。

這三者的優(yōu)劣勢(shì)的對(duì)比如上表所示。我國(guó)運(yùn)營(yíng)商經(jīng)過(guò)多年的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化,已形成較為穩(wěn)定的城域光纜網(wǎng), 5G的高速率、低時(shí)延等對(duì)光纖容量及連接密提出更高要求,對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涮岢鎏魬?zhàn),光纖基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)、功能、拓?fù)浜凸饫w類型都將發(fā)生變化。

當(dāng)前典型的城域接入層光纜拓?fù)浒c(diǎn)到點(diǎn)、接入主干鏈和主干環(huán)等。接入主干光纜的典型纖芯數(shù)量為144/288芯,配線段光纜的典型纖芯數(shù)量為12/24芯,主要光纖類型為G.652光纖。中國(guó)有句古話叫做“因地制宜”,所有的解決方案都應(yīng)圍繞現(xiàn)有的光纖鋪設(shè)資源進(jìn)行。

面向5G網(wǎng)絡(luò), 25/50/100Gb/s新型光模塊逐漸在前傳、中傳和回傳接入層引入,Nx100/200/400Gb/s高速光模塊將在回傳匯聚和核心層引入。5G光模塊在傳輸距離、調(diào)制方式、工作溫度和封裝等方面存在不同方案,需結(jié)合應(yīng)用場(chǎng)景、成本等因素適需選擇。

比如前傳場(chǎng)景下的AAU側(cè)光模塊涉及到室外應(yīng)用,風(fēng)吹日曬是難免的,這就需要工業(yè)級(jí)(-40℃~85℃)的模塊產(chǎn)品,這和數(shù)據(jù)中心的場(chǎng)景不太一樣;再加上前傳光模塊在整體市場(chǎng)中占比較大,在技術(shù)上體現(xiàn)實(shí)力、在成本上體現(xiàn)人文關(guān)懷就自然成了運(yùn)營(yíng)商對(duì)器件商的殷殷期盼。

5G關(guān)鍵技術(shù)以及降低成本策略

實(shí)現(xiàn)低成本、高質(zhì)量最根本的手段是技術(shù)創(chuàng)新,包括網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、物理層光器件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議等各個(gè)方面的創(chuàng)新。

比如4G時(shí)代遠(yuǎn)端射頻模塊(RRU)和基帶處理單元(BBU)之間的信號(hào)傳輸使用CPRI協(xié)議, 3GPP對(duì)應(yīng)為5G更高的帶寬需求新出了新標(biāo)準(zhǔn)eCPRI, 前傳接口帶寬被壓縮至25G, 這是在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層面降低了成本。25G低成本可調(diào)諧激光器對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的研究、25G/50G DWDM光模塊的標(biāo)準(zhǔn)化、25G BiDi光模塊的研發(fā)是當(dāng)前亟待解決的難題。

無(wú)源器件方面低成本的工業(yè)級(jí)AAWG仍然是未來(lái)WDM-PON網(wǎng)絡(luò)乃至整個(gè)前傳領(lǐng)域中的重中之重,并且隨著各設(shè)備商對(duì)布線鏈路預(yù)算的日益減少,高斯型AAWG由于低插損的特性被越來(lái)越多的客戶所接受,但是在波長(zhǎng)偏移量的控制等方面,當(dāng)前的產(chǎn)品仍不成熟。在鏈路光功率預(yù)算滿足時(shí),可考慮使用PLC splitter。

有源器件光模塊是實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵產(chǎn)品,在芯片能力制約的前提下,大容量需求的5G網(wǎng)絡(luò)增加光模塊帶寬主要通過(guò)波分復(fù)用和光纖并行的方式——這些方案都不可避免地增加了系統(tǒng)成本:比如100G單模并行的PSM4采用了四根光纖,相比于CWDM4來(lái)說(shuō),這是昂貴的,因此標(biāo)準(zhǔn)組織給其定義的是500m傳輸距離而不是其能力范圍內(nèi)的10km。

?易飛揚(yáng)(gigalight) 100G QSFP28 PSM4(硅光)

我們可不可以通過(guò)純粹的技術(shù)方式在減少對(duì)激光器帶寬和數(shù)量的要求的情況下進(jìn)行擴(kuò)容操作呢?

答案是可行的。在更高速率下, PAM4調(diào)制結(jié)合DSP數(shù)字信號(hào)處理芯片成為了重要方式——比如5G的中傳網(wǎng)絡(luò)和回傳接入層對(duì)50Gbit/s速率的光模塊有所需求,考慮到降低成本,基于25G速率激光器和PAM4調(diào)制格式的光模塊成為了具有極具吸引力的方案。

PAM4技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于不增加帶寬的前提下就能成倍提高比特率,代價(jià)在于對(duì)噪聲更為敏感。如下圖所示,信噪比(SNR)與信號(hào)幅度密切相關(guān);眼圖張開的幅度越小,標(biāo)志著從接收端以固定的信噪比分辨出原始信號(hào)就更加困難。

PAM4技術(shù)存在信噪比與信號(hào)帶寬之間的權(quán)衡,當(dāng)然我們可以通過(guò)模擬CDR或者數(shù)字信號(hào)處理芯片DSP進(jìn)行信號(hào)補(bǔ)償,具體原理這里略而不表。另外, 50G PAM4產(chǎn)品需要高線性度的電芯片,并且給產(chǎn)品的一致性測(cè)試帶來(lái)了一定的困難。

PAM4波形圖原理示意

?PAM4波形圖原理示意

大于80km的場(chǎng)景我們要用到相干傳輸?shù)募夹g(shù)。相干技術(shù)以其帶寬大、靈敏度高的優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)前線路側(cè)最重要的解決方案之一,高階調(diào)制技術(shù)(比如DP-QPSK)的使用使得相干光系統(tǒng)比傳統(tǒng)系統(tǒng)擁有更高的頻譜利用率;最重要的是,相干通信對(duì)光纖信道沒(méi)有要求,我們可以直接使用鋪設(shè)好的光纖資源。

但是相干技術(shù)是復(fù)雜并且昂貴的,如何將應(yīng)用于遠(yuǎn)程骨干網(wǎng)的相干技術(shù)簡(jiǎn)化,在滿足200km以內(nèi)的5G回傳網(wǎng)絡(luò)要求的前提下盡可能地降低成本,是一個(gè)非常好的研究課題。

易飛揚(yáng)(gigalight)應(yīng)用于100G CWDM4的極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)版mini TOSA

?易飛揚(yáng)(gigalight)應(yīng)用于100G CWDM4的極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)版mini TOSA

成本方面我們需要注意的幾點(diǎn)
??根據(jù)不同傳輸距離和場(chǎng)景選擇不同的產(chǎn)品。短距離的應(yīng)用場(chǎng)景如果使用支持傳輸100km的激光器那就顯得有些過(guò)分。比如OTN客戶側(cè)100m以內(nèi)的傳輸場(chǎng)景我們可以使用基于VCSEL激光器和多模光纖的SR產(chǎn)品, 10km左右的距離我們可以使用DFB激光器等。
??簡(jiǎn)潔的器件設(shè)計(jì)。具體體現(xiàn)在優(yōu)化無(wú)源器件、高度集成模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面。比如非氣密性環(huán)境的激光器芯片不必使用昂貴的氣密性封裝管殼、100G CWDM4產(chǎn)品不采用制冷激光器、抗反射的激光器芯片不再使用隔離器等。
??核心部件完全國(guó)產(chǎn)化,這是降成本的根本。光模塊中的光學(xué)引擎、芯片等核心部件的制備我們依舊十分依賴國(guó)外,如果我們能夠完全自研核心部件,這將給整個(gè)5G市場(chǎng)帶去福音。

對(duì)未來(lái)市場(chǎng)的預(yù)測(cè)

2018年是驚心動(dòng)魄的一年,由于中興禁令以及后續(xù)貿(mào)易戰(zhàn)的影響,全球在內(nèi)的很多項(xiàng)目發(fā)展受到了一定的挫折。

超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心、光纖到戶(FTTH)以及DWDM無(wú)源器件的蓬勃發(fā)展一定程度上挽救了去年的全球銷售額。

5G蓄勢(shì)待發(fā),初期部署將從2019年開始,大規(guī)模商用將從2020年開始。整個(gè)5G建設(shè)周期, 5G宏基站數(shù)量很可能是4G的1.5~2倍,基站按三扇區(qū)考慮,預(yù)計(jì)整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)會(huì)帶來(lái)數(shù)千萬(wàn)量級(jí)的25/50/100Gbps高速光模塊用量;進(jìn)一步考慮我國(guó)數(shù)據(jù)中心巨大的發(fā)展空間,電信寬帶用戶3倍于美國(guó),高速光模塊的發(fā)展前景則更加可觀。

根據(jù)中信證券2017年的預(yù)測(cè), 5G整體的光模塊市場(chǎng)將達(dá)到306億,比起4G增加了725%; 無(wú)線小基站市場(chǎng)份額為3065億,比4G增長(zhǎng)了2125%, 如果考慮到毫米波的應(yīng)用,基站數(shù)目還會(huì)大幅增加。

光模塊產(chǎn)業(yè)是屬于技術(shù)驅(qū)動(dòng)型的制造業(yè)的一部分,我國(guó)相關(guān)研究和生產(chǎn)處于全球領(lǐng)先的水平,不乏一些知名企業(yè)。由于市場(chǎng)差異,美國(guó)市場(chǎng)更重視超大數(shù)據(jù)中心光模塊的需求,以VCSEL激光器芯片方案為主的短距離多模產(chǎn)品的大量需求給國(guó)內(nèi)一些企業(yè)來(lái)帶了商機(jī);而中國(guó)不同,超大數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)尚未起步,更多以FTTH應(yīng)用的WDM-PON產(chǎn)品以及DWDM系統(tǒng)的設(shè)備升級(jí)作為主要業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)。

未來(lái)五年大部分光傳輸設(shè)備支出的增長(zhǎng)將來(lái)自對(duì)200Gbps速率的相干模塊需求。可插拔200G CFP-DCO和CFP2-DCO解決方案的升級(jí)將有助200G板塊在2019年進(jìn)一步擴(kuò)張。咨詢機(jī)構(gòu)Dell'Oro預(yù)測(cè),未來(lái)五年,相干200G DWDM收入將以30%的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)。

易飛揚(yáng)(gigalight) 100G CFP DCO相干模塊

?易飛揚(yáng)(gigalight) 100G CFP DCO相干模塊

半導(dǎo)體技術(shù)的革新將有力地推動(dòng)未來(lái)光通信技術(shù)的發(fā)展。基于晶圓和標(biāo)準(zhǔn)化的CMOS工藝,硅基材料不僅具有高調(diào)制帶寬(>30GHz)的技術(shù)特性,在器件尺寸、集成規(guī)模和成本方面也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì),被業(yè)界認(rèn)為可用來(lái)在短距離波分復(fù)用和長(zhǎng)距離相干傳輸?shù)膱?chǎng)景下發(fā)揮作用。當(dāng)前硅光技術(shù)被首先應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心場(chǎng)景的100G PSM4。

傳統(tǒng)100G PSM4方案使用4個(gè)25G速率的激光器分別調(diào)制4路信號(hào)經(jīng)4根光纖(MPO高密度連接器)傳輸100G的總體速率。引入硅光技術(shù)后,調(diào)制器和無(wú)源光路可以高度集成,大幅節(jié)約了芯片成本(光模塊中40%是光芯片成本,其中20%左右的激光器成本節(jié)約3/4)。

但是從實(shí)際效果來(lái)講,當(dāng)前基于硅光的100G PSM4模塊由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)并沒(méi)有實(shí)際的變化,在成本和性能上也沒(méi)有特別大的提升;硅光技術(shù)仍然需要解決光源、封裝和調(diào)制速率等問(wèn)題,產(chǎn)業(yè)鏈還需要更加成熟和完善。

總結(jié)

5G是一個(gè)巨大的市場(chǎng),涉及到的技術(shù)和產(chǎn)品眾多。對(duì)于5G市場(chǎng)和技術(shù),筆者也是初入門庭。本篇市場(chǎng)分析主要針對(duì)5G光模塊產(chǎn)業(yè)的一些背景并結(jié)合采訪提綱、兩會(huì)熱點(diǎn)做出一些觀點(diǎn)性陳述,勉強(qiáng)成文;對(duì)于底層技術(shù)的理解尚不深刻,行文難免浮夸,如有不當(dāng)之處,歡迎批評(píng)指正。了解更多光模塊信息,請(qǐng)?jiān)L問(wèn)易飛揚(yáng)gigalight官網(wǎng)

參考文獻(xiàn):?
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3. 余建軍 遲楠《高速光纖通信中數(shù)字信號(hào)處理算法原理與應(yīng)用》(第一卷) 清華大學(xué)出版社