ICC讯 2024年3月28日,光电有约栏目连线OFC,ICC讯石主持人小慧与奇芯光电总工徐之光先生深入探讨了OFC的见闻及市场情况。
徐之光先生表示,AI的崛起不仅推动了数据中心市场高速光模块的发展,而且自去年谷歌发布的一篇论文起,光开关(OCS)的应用开始受到重视。光开关可以替代数据中心中的部分spine交换机,实现信号在光域的直接调度和交换,能有实际效果的减少光电和电光转换的数量。这一变革不仅降低了功耗,还显著减少了成本。
以往,每次光模块速率的提升都意味着交换机的升级,这对数据中心厂家而言是一笔不小的费用支出。然而,光开关的应用改变了这一局面,使得数据交换不再依赖于电交换机,从而节省了大量更换电交换机的成本。值得一提的是,光开关对整个网络的演进是透明的,无论速率如何升级,从100G、200G到400G、800G,光开关的功能变化不大,这也为运维成本的降低提供了可能。
近年来,多通道N×N的光开关慢慢的变成为行业中的热点。徐总向我们介绍,目前行业中的光开关主要有三种主流技术。一种是基于MEMS的技术,利用转镜方式实现光路的切换。在今年的OFC展会上,能够正常的看到MEMS光开关的最大端口数量已达到384×384。另一种技术是相干公司基于液晶的方式,他们利用在WSS方面的深厚积累,将这项技术应用于光开关,实现了300×300端口数的光开关阵列。还有一种技术是通过纯粹光纤对准的方式,利用压电陶瓷或机械转动/移动使光开关两端的准直器直接对准,以此来实现更多的端口数量。在OFC展会上,所展示的最大端口数已达到576×576的光开关产品。
展望未来,N×N的端口光开关有几率会成为数据中心应用的发展的新趋势,对无源行业将产生新的需求拉动。当然,这三种光开关技术各有优劣,业界也在积极探索将各种技术融合,以寻求新的发展路径,如结合芯片和MEMS技术的优势,实现批量生产与高性能的结合。
徐总给我们介绍,在光模块的波分复用领域,一般有两种技术方案:一种是基于TFF(薄膜滤波片Thin-Film Filters)实现的Z-block方式;另一种是基于AWG或者MZ结构的芯片方式。各厂商依据自己的技术平台选不一样的方案。芯片方式在尺寸、集成度、封装成本方面均优于Z-block方式,近年来随着速率的提升和通道数的增加,芯片方式的优势越发明显,因此慢慢的变多的模块厂家在新研发的800G及更高速率的光模块中采用芯片方式的波分复用方案。奇芯的波分复用芯片采用MZ方案,在插入损耗与模场直径方面的指标,优于常规AWG的性能。
PON在国内和国外两种行情。PON在国内应用比较早,使用较为广泛,所以国内很多厂商慢慢的开始50G PON的研发和验证,国内也慢慢的开始两模、三模50G PON相关行业标准的制定。国内运营商规划在2025年进行50G PON的样品测试,2026-2027 年正式布局,预计线年以后。
海外不同地方的需求不一样,有的运营商设备商需要XGS-PON与G-PON的共存,有的只有XGS-PON的需求,甚至有的运营商希望直接从GPON升级到25G PON,跳过10G PON阶段。海外客户的PON需求是多变的,我们大家可以根据自己的产品优势去选择不同客户,避免同质化竞争。
CPO对于无源器件的需求相较以往有了显著的变化。传统PON类的光模块里的无源器件主要就是透镜和衬底等无源基材,数通领域里增加了一些FA、MT之类的产品,CPO由于是光电共封装的形式,封装之后很难替换,对整个器件中芯片以及接口的可靠性和可维护性都提出了更高的要求,同时也给无源厂商更多的发挥空间。
在CPO 1.0阶段,光纤与器件先固定到一起,再整体安装到板卡上,这样的形式在后期维护方面存在诸多挑战。为应对这些挑战,行业正在积极探索不同的解决方案。例如,去年英特尔开发了一种可插拔的光接口,使跳线能够直接与硅光芯片连接,从而使CPO的工作状态更接近可插拔光模块的方式。此外,今年日本的无源厂家也推出了可分离的光纤接口,FA可以与硅光芯片实现上下分离,实现光纤的可替换和可插拔。
OFC展上的光通信外市场新趋势:视觉增强眼镜与激光雷达
对于OFC上光通信以外的领域应用市场,徐总分享到2个新的市场方向,首先是视觉增强的眼镜,里面使用到了无源的波分/分光芯片,使得眼镜不转动位置就能够正常的看到周围360度的图像。另一个很重要的市场方向就是激光雷达领域,目前汽车行业上车应用的激光雷达主要还是飞行时间法的,原理类似于光模块里的OTDR功能,通过发射一束光,接受反射光,对比发射和反射的时间差异来判断距离的远近。这种方式其抗干扰性仍存在不足,因此,行业正在探索下一代激光雷达技术——调频连续波方式。这种方式的工作原理类似于相干光模块,通过发射一束频率经过特殊调制的光信号,本地种子光源与反射信号进行相干解调,基于解调的频率差计算出发射光的位置。由于相干探测对于相位差和偏振有很高要求,常规的分立器件和光纤器件很难满足应用要求,芯片内部的相位差和偏振态比较容易控制,并且生产所带来的成本及封装成本可控,因此是实现下一代调频连续波激光雷达最理想的方式。
值得一提的是,今年农历二月二,奇芯光电迎来了十周年庆典。在这次庆典上,公司对过去十年进行了总结,并对未来发展进行了深入思考。明确了企业的发展趋势,即拥抱变化,融入行业发展的新趋势。对于未来,奇芯光电除了在传统的光通信领域继续扩展产品系列外,还将基于自身在光子集成领域的技术优势,进入到更加专业的光计算和光传感领域。
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