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1、?光模塊發(fā)展
光模塊是指進(jìn)行光電和電光轉(zhuǎn)換的光電子器件。光模塊的發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換為光信號,接收端把光信號轉(zhuǎn)換為電信號,廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、電信網(wǎng)絡(luò)、接入終端領(lǐng)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(xiàn)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(jī)的判斷錯誤,導(dǎo)致通信失敗。而光模塊把電信號在發(fā)射端轉(zhuǎn)成光信號 , 將設(shè)備產(chǎn)生的電信號轉(zhuǎn)換成光信號發(fā)出;在接收端再把收到的光信號轉(zhuǎn)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(fā)送也可以接收,即為光模塊。
1.1、?光模塊種類、功能不斷演進(jìn)
光模塊自身進(jìn)化經(jīng)歷了速率提升、封裝形式改變、接入應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。

XFP指的是10Gb/s速率的可插拔光模塊。現(xiàn)在的技術(shù),已經(jīng)可以將 XFP裝進(jìn) SFP,稱作 SPF+,即增強(qiáng)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(shè)計更簡潔,功耗更小。為了區(qū)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(fā)展
目前,擴(kuò)展速率通信網(wǎng)絡(luò)傳輸容量的增大光纖通信已成為主要通信方式。對光收發(fā)模塊的要求逐漸提升,主要表現(xiàn)為高速率、小型化、低功耗、遠(yuǎn)距離和熱插拔。信息傳輸速度的要求越來越快,光通信網(wǎng)絡(luò)超高頻率、高速度、大容量、傳輸速率高、大容量、發(fā)送每個信息成本越來越小。光學(xué)網(wǎng)絡(luò)鋪設(shè)距離增加要求遠(yuǎn)程收發(fā)器相匹配,要求光模塊向遠(yuǎn)距離發(fā)展。光模塊未來需支持熱插拔。管理人員可以在不關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)時升級和擴(kuò)展系統(tǒng),且不影響在線用戶使用。這樣既簡化了維護(hù)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(chǎn)業(yè)新動力。硅光子技術(shù)是基于硅和硅基襯底材料 (如SiGe/Si、 SOI 等 )。硅光模塊優(yōu)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(chǎn)技術(shù)方面的問題,目前仍存在著明顯的劣勢,比如成本高、技術(shù)成熟度低等。隨著硅光技術(shù)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(fā)展
光模塊是信息光電子技術(shù)領(lǐng)域核心的光電子器件。近年來,國家制定了多項產(chǎn)業(yè)政策和實施方案以支持行業(yè)發(fā)展,助力行業(yè)升級。2018年工信部發(fā)布的《中國光電子器件產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展路線圖( 2018-2022年)》中對光模塊器件發(fā)展提出了新的標(biāo)準(zhǔn)。

2.1、?5G全產(chǎn)業(yè)鏈激發(fā)光模塊需求
運(yùn)營商發(fā)力5G基站建設(shè),光模塊需求持續(xù)不斷擴(kuò)容。2019年我國已建成超過 13萬個 5G基站, 2020年為 5G基站大規(guī)模建設(shè)元年,覆蓋主要的城市區(qū)域。光模塊是5G網(wǎng)絡(luò)物理層的基礎(chǔ)構(gòu)成單元,廣泛應(yīng)用于無線及傳輸設(shè)備。5G 網(wǎng)絡(luò)主要由三個主要部分組成,分別為無線網(wǎng)、承載網(wǎng)、核心網(wǎng)。其成本在系統(tǒng)設(shè)備中的占比不斷增高,部分設(shè)備中甚至超過 50-70%,是 5G低成本、廣覆蓋的關(guān)鍵要素。5G前傳將為 25G光模塊帶來至少 3000萬個的規(guī)模需求。

全球數(shù)據(jù)中心進(jìn)入400G時代,要求光模塊向高速率、長距離發(fā)展。數(shù)據(jù)中心大型化趨勢導(dǎo)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(yù)計將逐漸被單模光纖代替。大型數(shù)據(jù)中心的建設(shè)將帶動光模塊行業(yè)產(chǎn)品升級,高端光模塊產(chǎn)業(yè)需求有望放量。扁平化新型數(shù)據(jù)中心增加了對光模塊的需求。數(shù)據(jù)中心架構(gòu)從傳統(tǒng)的 “三層匯聚 ”向“兩層葉脊架構(gòu) ”轉(zhuǎn)型升級,使數(shù)據(jù)中心從基于縱向(南北向)流量建立變?yōu)榛跈M向(東西走向)建立,滿足數(shù)據(jù)中心東西流量需求的同時加速數(shù)據(jù)中心內(nèi)部的橫向擴(kuò)展。傳統(tǒng)三層架構(gòu)下光模塊數(shù)量約為機(jī)柜數(shù)的8.8 倍,改進(jìn)的三層架構(gòu)下光模塊數(shù)量約為機(jī)柜數(shù)的 9.2 倍,新興的兩層架構(gòu)下光模塊數(shù)量約為機(jī)柜數(shù)的 44 或 48 倍。
