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1、?光模塊發展
光模塊是指進行光電和電光轉換的光電子器件。光模塊的發送端把電信號轉換為光信號,接收端把光信號轉換為電信號,廣泛應用于數據中心、電信網絡、接入終端領域,主要由光纖接口、信號處理單元、電路接口三部分組成。由于電纜本身的特性無法實現高速率信號的長距離傳輸。用電傳輸信號,隨著傳輸距離增加頻率越高,損耗也越大,信號變形越厲害,從而引起了接收機的判斷錯誤,導致通信失敗。而光模塊把電信號在發射端轉成光信號 , 將設備產生的電信號轉換成光信號發出;在接收端再把收到的光信號轉換成電信號,即為接收器。把 它們組合在一個模塊中,既可以發送也可以接收,即為光模塊。
1.1、?光模塊種類、功能不斷演進
光模塊自身進化經歷了速率提升、封裝形式改變、接入應用改變和功能提升等方面。其中 SFP 的 Transceiver模塊 , 也稱為小封裝可插拔模塊,支持熱插拔,即插即用。SFP的速率也越做越高,從 1.25G到了10Gb/s以后 , 原先的封裝大小已無法滿足要求,因此定義了XFP這個新標準。

XFP指的是10Gb/s速率的可插拔光模塊。現在的技術,已經可以將 XFP裝進 SFP,稱作 SPF+,即增強型 SFP模塊。SFP和 SFP+比早期的 XFP光模塊尺寸縮小了約 30%。功能完全相同,設計更簡潔,功耗更小。為了區分,把支持 8Gb/s以 5G上的 SFP稱為 SFP+。

1.2、?光模塊將向高速、小型、長距和熱插拔發展
目前,擴展速率通信網絡傳輸容量的增大光纖通信已成為主要通信方式。對光收發模塊的要求逐漸提升,主要表現為高速率、小型化、低功耗、遠距離和熱插拔。信息傳輸速度的要求越來越快,光通信網絡超高頻率、高速度、大容量、傳輸速率高、大容量、發送每個信息成本越來越小。光學網絡鋪設距離增加要求遠程收發器相匹配,要求光模塊向遠距離發展。光模塊未來需支持熱插拔。管理人員可以在不關閉網絡時升級和擴展系統,且不影響在線用戶使用。這樣既簡化了維護工作,也可使用戶更好地管理光模塊。
硅光模塊有望成為推動光通信產業新動力。硅光子技術是基于硅和硅基襯底材料 (如SiGe/Si、 SOI 等 )。硅光模塊優勢十分明顯,包括低能耗、低成本、帶寬大、傳輸速率高等。但同時由于硅光芯片在材料和生產技術方面的問題,目前仍存在著明顯的劣勢,比如成本高、技術成熟度低等。隨著硅光技術探索的不斷深入,未來硅市場有望迎來迅猛增長。

2、??光模塊市場發展
光模塊是信息光電子技術領域核心的光電子器件。近年來,國家制定了多項產業政策和實施方案以支持行業發展,助力行業升級。2018年工信部發布的《中國光電子器件產業技術發展路線圖( 2018-2022年)》中對光模塊器件發展提出了新的標準。

2.1、?5G全產業鏈激發光模塊需求
運營商發力5G基站建設,光模塊需求持續不斷擴容。2019年我國已建成超過 13萬個 5G基站, 2020年為 5G基站大規模建設元年,覆蓋主要的城市區域。光模塊是5G網絡物理層的基礎構成單元,廣泛應用于無線及傳輸設備。5G 網絡主要由三個主要部分組成,分別為無線網、承載網、核心網。其成本在系統設備中的占比不斷增高,部分設備中甚至超過 50-70%,是 5G低成本、廣覆蓋的關鍵要素。5G前傳將為 25G光模塊帶來至少 3000萬個的規模需求。

全球數據中心進入400G時代,要求光模塊向高速率、長距離發展。數據中心大型化趨勢導致傳輸距離需求提升,多模光纖的傳輸距離受限于信號速率的提升,預計將逐漸被單模光纖代替。大型數據中心的建設將帶動光模塊行業產品升級,高端光模塊產業需求有望放量。扁平化新型數據中心增加了對光模塊的需求。數據中心架構從傳統的 “三層匯聚 ”向“兩層葉脊架構 ”轉型升級,使數據中心從基于縱向(南北向)流量建立變為基于橫向(東西走向)建立,滿足數據中心東西流量需求的同時加速數據中心內部的橫向擴展。傳統三層架構下光模塊數量約為機柜數的8.8 倍,改進的三層架構下光模塊數量約為機柜數的 9.2 倍,新興的兩層架構下光模塊數量約為機柜數的 44 或 48 倍。
