中國信息通信研究院趙文玉：高速光模塊發展態勢及硅光應用探討

  ICC訊  （編輯：Nicole）11月12日，第三屆中國硅光產業論壇在武漢成功舉辦，本次會由國家信息光電子創新中心、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余家產業鏈企業，350余名專業嘉賓參與。

  中國信通院技術與標準寬帶網絡研究部主任趙文玉在本次會議上發表《高速光模塊發展態勢及硅光應用探討》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展，光模塊市場規模持續增長，接口速率穩步提升。25G 量級波特器件已成模塊主流，50G及以上加速發展。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。

  趙文玉提到，不僅國外多組織協同推進高速光模塊及接口標準化，國內高速光模塊標準化也在同步有序推進。我國光通信行業標準化工作在中國通信標準化協會(CCSA)TC6進行，WG1定義WDM/OTN/PTN/SPN等傳送網系統及設備技術要求，WG2定義PON等接入網系統及設備技術要求，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不管是已發布還是在研中，都取得一定成果!

  據悉，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設備及光模塊第三方測試驗證能力，中國信通院聯合業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和華為等設備商發布800G量級相干DSP產品并開展試驗驗證。

  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、連接器及籠子規范，已發布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，集成產品的份額預計將達到銷售額的78%。目前中小規模PIC已經成熟并取得廣泛商用。硅光與III-V族的發展相互影響，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優勢。而在相干場景中，III-V族和硅光普遍用于高速長距。

  硅光產業規模逐步擴大，呼吁整合技術及產業資源

  數據顯示：硅光產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恢復兩位數的增長， 該行業似乎即將進行根本性轉變。到2025年，硅光產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等高速產品中將持續競爭。

  在數據中心應用方面，高速硅光模塊應用優勢明顯。如硅光PSM4方案可大幅節約器件和組裝成本，在500米數據中心互聯的100G QSFP28 PSM4光模塊產品市場，硅光混合集成方案份額超過傳 統分立器件方案，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。在400G及以上速率，傳統直接調制已經接近帶寬的極限，EML的成本又比較高，而硅基器件不僅具有高調制帶寬(>30GHZ)，在器件尺寸、集成規模和成本方面也具有優勢。

  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、國家光電子創新中心三家聯合推出國內首款商用100G/200G硅光子相干收發模塊產品;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。

  趙文玉認為：數據中心市場即將進入新投資周期，云巨頭加快部署400G網絡。另外根據5G發展規劃，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展。呼吁整合技術及產業資源，逐步解決面臨問題和調整，積極推進我國硅光技術與產業發展。