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光模块需求快速迭代,中国力量崛起。

发布时间:2018-04-16 点击数:653

10G 以下速率光模块方面,国内厂家已经完成了从芯片到模块的国产替代;10G/25G/40G/100G 光模块方面,光迅科技、中际旭创、海信宽带、华工正源等国内厂家已经实现全系列产品的覆盖,模块设计能力和封装工艺成熟;

400G 光模块方面,中际旭创、光迅科技、海信宽带、新易盛均已在 OFC 2018 推出样品及解决方案。目前中国光模块厂商占据全球超 20%市场份额,主要厂商有中际旭创、光迅科技、新易盛、昂纳科技、海信宽带(未上市)等。

光模块厂商市场占有率(2016)

图:光模块厂商市场占有率(2016)

光模块厂商产品对比(2017)

图:光模块厂商产品对比(2017)


光模块:产品迭代加速,高速需求提升
光模块核心组件是 OSA。信息网络主要以光纤作为传输介质,但目前计算、分析还必须基于电信号, 光模块是实现光电转换的核心器件。光模块的核心组件有光适配器(Receptacle)、TOSA(光发射次模块)/ROSA(光接收次模块)或  BOSA(光收发一体模块)、电芯片,另外还包括透镜、分路器、合束器等无源器件及外围电路。在发射端:电信号通过 TOSA 转换为光信号,再由光适配器输入到光纤;在接收端:光纤中的光信号通过光适配器被 ROSA 接收并转变成电信号,并输送到计算单元进行处理。
(1)光适配器由陶瓷插芯、开口陶瓷套筒、金属件组成,用于光纤与 OSA 器件的连接。

(2)TOSA 封装构件包括:LD TO-Can(发射管芯,核心为 LD 即激光器)、封焊管体、陶瓷插芯、陶瓷套管、适配器、调节环,用于实现电信号转化成光信号。

(3)ROSA 封装构件包括:PD TO-Can(接收管芯,核心器件为 PD 即光探测器)、塑封适配器、封焊管体、金属适配器、闭口套筒,用于实现光信号转化成电信号。其中,LD、PD 也就是通常意义上的光芯片。


光模块结构及光电信号转换
图:光模块结构及光电信号转换

光模块按封装形式可分为 GBIC、SFP、XFP、QSFP、CFP 等。

(1)GBIC 是 2000 年以前形成的光收发器标准。GBIC 模块具有热插拔的电气接口,可支持单模光纤和光信号百公里级别长距离传输。

(2)SFP 是一种紧凑型、可插拔的收发器模块标准,用于电信和数据通信应用。SFP 提供类似 GBIC 模块的功能,但大小只有的 GBIC 的一半。

(3)XFP 是 10G 速率的小型可插拔收发器模块标准,支持多种通信协议,如 10G 以太网、10G 光纤通道和 SONET OC-192。XFP 收发器可用于数据通信和电信市场,并提供比其他 10Gbps 收发器更好的功耗特性。

(4)QSFP 是一种紧凑型、可插拔的收发器标准,主要用于高速数据通信应用。根据速度可将 QSFP 分为 4×1G QSFP、4×10G QSFP+、4×28G QSFP28 光模块等。目前QSFP28 广泛应用于全球数据中心。

(5)CFP 是基于标准化的密集波分光通信模块,传输速率可达 40-100Gbps。CFP 模块的尺寸比 SFP/XFP/QSFP 更大,一般用于城域网等长距离传输。

光模块速率提升趋势显著,迭代加速。单波长通信系统用光模块发射和接收波长分别为850nm、1310nm 和 1550nm 三个传输窗口,其中  850nm  适合短距离多模传输,1310nm  适合中等距离传输,1550nm 适合长距离传输。相对于单波长的通信系统,波分复用(WDM) 技术能成倍增加网络带宽,因而得到广泛的应用。目前固定宽带接入市场适用 1G 及以下、2.5G、4.25G;LTE 无线基站前传适用 6G、10G;承载和传输(城域/骨干)适用 40G、100G、400G;数据中心适用 40G、100G 光模块。随着流量增长和技术升级,各类场景对光模块速率要求。

光模块产品演进路径

图:光模块产品演进路径




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