OptiNet2018 | 海信宽带李大伟：光通信模块和器件技术发展趋势

  ICCSZ讯  6月14日，OptiNet2018光器件专题会议在北京圆满举办。会上，来自青岛海信宽带多媒体技术有限公司的CTO李大伟博士发表了主题为《光通信模块和器件技术发展趋势》的演讲，其丰富的内容，独到的见解，赢得现场观众一致好评。

  器件封装进展

  李博士表示，近十年来，除核心光电芯片之外，国内企业在芯片封装、组件封装、模块产能、通信设备上已占据优势地位。其中封装是中国的强项，但激光器是致命的缺陷。1990年传统的TO-CAN封装开始启用，2010年COB（Chip on Board）开始运用到光器件封装，在多模产品中有更多应用。随着100G高速率发展，微光学组装在2014年开始大量运用，对耦合精度要求很高。而硅光集成从2016年以来，随着Intel、IBM等公司的大投入推动了该技术快速产业化发展，未来有望成为占比过半的技术应用。

  模块技术演进趋势

  谈及接入网技术趋势，李博士表示，可以看到IEEE和ITU两家这些年各不协同的标准发展，而中国厂商期望在50G PON推动标准的融合，这样有利于整个产业链的发展，相关工作目前正在推动立项。在AWG网络基础上，先分光再加PDM，整个网络容量将快速提升。这样一根主干光纤带上千个用户是没有问题的。李博士认为GPON的成本和技术不比EPON差，目前逐步超过EPON，中国开始大量部署。李博士认为ITU的标准更符合实际应用。

  李博士认为NG PON2的难度和成本很高，主要体现在可调谐光源，温度控制和噪音要求等方面，如Higher link budget (>33dB)、 Tunable TX and tunable RX in ONU、 OOB noise suppression >45dB、Wavelength drift at BM on/off、 Interference to the adjacent channel at BM on/off、 Channel switching，但美国Verizon不断努力下及产业链的推动下，该标准的产业进展取得很大突破。由于增加了可调谐发射和可调谐接收，NG PON2的成本有待进一步降低。

  从整个数据中心技术趋势来讲，速率越来越高，从以前的40G到迅速切换100G，再到下一代的200G、400G，数据中心的速率更新阶段越来越短，更新换代速度越来越快。模块电接口速率变化，李博士预计2018年100G模块至少为500万只，2019年还会有30%增长。25G SERDES将在2019年达到顶峰；50G SERDES将于2019年起量，2021年达到顶峰；100G SERDES将于2021年起量。

  就单波100G解决方案来说，除了电调制芯片、数字信号处理芯片之外，光器件也是很大的制约因素。到底是用EML，还是用硅基调制器，还是DML就可以满足？可以肯定的是，56GBaud DML比56GBaud EML和大功率激光器+56GBaud硅基调制器的成本要低。至于它未来能否成为主要的低成本技术，我们产业拭目以待。

  WDM技术能减少对光纤资源的需求，可适用于各种速率和多用户场景；其链路损耗小，可覆盖40km/80km，并且易于扩容和升级，传输也比较透明。它优势众多，但同时也面临着将可调WDM做到低成本、封装也要低成本，以及针对不同应用场景的功率预算（固网、无线、室内、室外）的挑战。

  新一代光模块所需核心器件

  新一代光模块所需核心器件包括：工业级25G激光器芯片、高线性度25G/50G EML芯片、高线性度25G DFB （用于56G PAM4）、56Gbaud PD 芯片、28G/56G PAM4 电芯片、低成本10/25G 波长可调谐激光器芯片、低成本100/200/400G 相干光模块技术。

  光模块价格与光通信产业毛利率

  而光模块价格方面，随着需求数量倍增 、 指标 宽松、技术进步、低成本器件+充分竞争，降成本的速度还是比较快的，基本上每次下降的幅度都在10%到20%之间，所以十年来，模块价格约降到了原来的十分之一。而看光通信产业毛利率水平，可以看出代工厂毛利率最低为10%左右，模块商与组件封装大约在20%的水平，而设备商及芯片厂相对较高，可达到40%。

  总结

  李博士最后总结到，随着信号速率和调制方式复杂度的提升，光器件成本在光模块中占比下降；光器件封装技术由传统的TO封装方式向COB、微光学和硅光集成方向发展；模块电接口速率将从25G提升到50G（2019年开始）和100G（2021年开始），数据中心主流光模块速率将从目前的100G提升到400G（2020年）；低成本、波长可调的WDM模块在无线前传和新一代接入网中将发挥重要作用。