光通信的前景如何?能具体谈谈吗

如题所述

数据中心作为云计算最重要的基础设施之一,随着云计算的高景气度以及云服务厂商扩大的资本开支,数据中心的繁荣度不断提升。长期来看,数据流量保持高速增长的趋势几乎是不可逆的,5G的大规模建设,万物互联将使得流量爆发式增长,同时VR/AR、超高清视频和车联网等下游应用也将带来海量的流量需求,因此长期来看全球数据流量必将呈现高速增长的态势。数据中心的叶脊架构升级,以及速率升级在日益强劲的需求面前刻不容缓,将带来数通光模块数量以及速率提升的强劲需求。
100G光模块仍是主力,价格承压但需求持续增长。100G的数通光模块规格种类繁多,PSM4和CWDM4占比较大。100G光模块种类繁多,如果按照通道数来分的话,有4x25G架构的四通道光模块,有1x100G的单通道光模块产品;若按照封装方式来分类的话,有QSFP28和CFP4等光模块产品;若按照是否采用波分复用技术方案来分的话,有PSM4光模块,也有CWDM4光模块产品;若按照应用场景的传输距离来分的话,有SR4,LR4等光模块产品。目前来看,根据产业链调研的结果,100G PSM4和100G CWDM4光模块在整个100G光模块市场中的占比最大,达到近三分之二的份额。由于CWDM4能够显著节省光纤资源,因此更受下游客户的青睐,占比达到45%左右。
100G DR1/FR1光模块市场超预期,未来在数通领域的战略意义重大。100G DR1/FR1光模块采用单通道100G的方式,1310nm波长的EML激光器替代传统的25G DFB激光器以实现50G的带宽,同时加入DSP以实现高精度的PAM4调制,从而达到100G的传输速率。目前来看,因为25G DFB芯片及相对应的Driver、TIA等电芯片比较成熟,成本相对比较低,而EML和DSP目前来看成本相对还比较高,因此100G DR1/FR1光模块的价格相比100G CWDM4还没有竞争优势。根据产业链调研,2021年100G DR1/FR1的市场规模预计将达到200万只。虽然成本上暂时还没有优势,但是战略意义巨大,主要反映在以下三点:100G DR1/FR1目前可以取代2km以下所有的100G QSFP28系列不同方案的光模块产品,兼容性能非常出色,简单升级之后(电方案不变)即可取代10km级别的100G LR4光模块产品;因为DR1/FR1只使用了单通道,因此整体成本相比四通道的要低,随着EML和DSP芯片逐步成熟,价格下降到一定幅度,100G DR1/FR1将会成为最具性价比的产品;DR1/FR1可以通过Breakout方案将100G与400G的传输系统直接实现互联互通,方式简单且成本低。
100G光模块价格承压较大,未来降本增效意义显著。降本的主要驱动力来源是芯片,国产替代正稳步推进。光模块的核心部件包括光芯片、电芯片、光无源器件等。100G的光模块中,光芯片包括发射端的激光器(LD)和监测散射探测器(MPD)和接收端的光电探测器(PD);电芯片包括发射端的时钟同步恢复(CDR)、驱动器(drive),接收端的CDR、跨阻放大器(TIA),电源控制芯片和MCU等。平均来看,光电芯片的成本占总成本的比例为50%左右,对光模块的成本影响较大。25G的光芯片目前已经能够实现部分国产替代化,电芯片也已经有部分产品研发成功。若后续芯片能够实现完全国产替代化,100G的光模块成本将进一步降低。
200G光模块需求拉升超市场预期,高性价比是重要选项。200G光模块性价比出色,是数据中心速率升级路径上重要的产品。200G光模块的传输速率居于100G和400G之间,因此被认为是过渡期的光模块产品。目前,市场上有一部分的客户采用100G-200G光模块的升级方案,虽然错过了100G--400G直接升级的最短路径,但是200G的产业链更成熟,在100G光模块的基础上的设计变更也更小,是一款极具性价比的产品。200G光模块的主流方案:QSFP-DD和QSFP56。200G QSFP-DD封装方式,即采用8x25G的结构,激光器采用25G带宽的DML激光器,单通道25G NRZ调制方案;200G QSFP56封装方式,即采用4x50G的结构,调制方案为PAM4方式。200G光模块全系列可以广泛应用到各种场景中,市场空间广阔,除了不同的技术方案,200G光模块按照传输距离还分为SR、DR、FR、LR等。应用在数据中心内部,主要是SR和FR两种光模块产品。虽然400G光模块目前已经开始大规模出货,但是200G光模块的市场依旧广阔。根据产业链调研,200G光模块今年的总需求量为100~150万之间,超出市场预期,且明年的需求量将超过200万只。
400G光模块市场持续火热。400G光模块是数据中心速率升级的重要光互连产品之一。随着5G建设逐步落地,云计算的需求日益强劲,物联网设备指数级增长,都将带来数据传输、计算等需求迅猛的提升。数据中心作为新一代的数字地产,是重要的数字基建设施之一。为了应对如此爆发式增长的数据处理需求,数据中心也正处在速率代际升级的过程中。机柜内部的服务器与TOR交换机主要以10G/25G为主,正向50G/100G阶段过渡。而Leaf交换机与Spine交换之间的互联、数据中心之间的互联目前主要以40G/100G为主,正向400G过渡。400G光模块的种类多,应用场景多,广泛应用于数据中心中与100G光模块一样,400G按照距离、是否采用WDM也可以分为多种光模块产品。同时,400G按照封装方式可以分为QSFP-DD和OSFP方案,QSFP-DD封装方案尺寸相对更小,OSFP的封装方案虽然尺寸更大,但散热相对更好。在电口侧,目前400G光模块都是采用8x50G的电信号传输方案;而在光口侧,则主要分为8x50G和4x100G两种方案,对应的产 品分别是SR8/DR8/FR8和SR4/DR4/FR4系列光模块。8x50G的光口方案,光口侧的 信号速度和电口侧的一致,均为8x50G PAM4信号,因此,光模块内部只需要CDR进行时钟恢复即可;4x100G的方案,光口侧信号速度是电口侧的两倍,为4x100G PAM4信号,因此需要 Gearbox 来使得两路电信号复用到一路再调制到光上进行光电转换,成为一路光信号。400G光模块技术门槛更高,国内厂商处于领先地位。100G光模块无论从技术方案、 工艺积累还是产业链完备度都已经非常成熟,因此准入门槛也比较低,涌入了很多光模块厂商,使得产品的价格也受到了较大的冲击。而 400G光模块无论是从电路、光路、 Firmware、生产良率和可靠性上都有更高的门槛,因此目前市场上能够大批量供货的光模块厂商并不多。另一方面,400G光模块是数据中心下一代产品,正处在代际升级的初期,未来市场空间广阔。国内厂商在400G光模块时代处在全球领先的位置,先发优势将有助于提高盈利质量,并在此基础上进行800G 等更高速率产品的研发。
800G光模块研发窗口已至,将成下一主战场。800G光模块的技术方案包括2x400G和8x100G的方案,封装方式则与400G类似, 包括OSFP和QSFP DD800两种。OSFP 封装方式主要由OSFPMSA组织牵头定义 的,其针对 800G光模块已经发布了4.0版本的规范文档;QSFP DD800 封装方式则由QSFP DD800 MSA组织牵头定义,已发布1.0版本的规范文档。2x400G的方案和8x100G的方案,其电口和光口的速率均为100Gbps,主要区别在于使用的波长以及对应的光接口,2x400G采用的是CWDM4波长
温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
相似回答