ICCSZ讯 (编辑:Anton)11月12日,在第二届中国硅光产业论坛上,烽火通信系统部曹权博士发表《相干光传输系统中对硅光子技术需求》主题报告。他主要聚焦在相干光通信领域,谈了相干光传输系统和模块对硅光技术的应用和技术需求。
现如今相干光模块主要用在骨干传输层,覆盖百公里级及以上距离传输,未来在5G回传和DCI互联也有一些应用场景。
光传输系统中的线卡容量在逐年提升,从2017年以前的单线卡200G已经提升到目前单线卡容量的1.2T,与之配套的光模块容量也在不断上升。受制于大容量直调光模块的传输距离瓶颈,近年来业界在讨论相干传输技术下沉的可能性,普遍认为400G ZR在80-120Km会使用相干技术,800G相干光模块也有望在10km场景中获得应用。
根据光模块可插拔的演进趋势,分立器件已经不能再支持光模块朝CFP2或更小封装形态继续演变。与之相比,光子集成技术(硅光子或InP)被公认是实现未来小型化可插拔相干模块的理想技术选择。
对比硅光子和InP(磷化铟)两个平台技术,曹权认为,首先纯粹从性能来看,InP要强于硅光子,InP材料已在商用中证明其强大的光发射能力,它可以有效集成激光器,其次是光调制,InP也具有更高的调制速率和更低的功耗。但是硅光具有大规模生产的优势,具有低成本和高可靠性的预期。另外硅光在功能性、集成度和降低封装复杂度上面也更具优势。在200G-400G时代,InP和硅光还处在各有优劣的竞争状态,市场能否成功需要关注具体产品的性价比和可靠性水平。
在相干光模块领域,硅光技术有三个机会点。一是硅基ITLA,制备超窄线宽的ITLA。第二是目前主流的集成硅光器件,Acacia、Elenion、Ciena等公司已经在利用硅光技术把Driver、调制器和ICR集成在一个光器件中来提高集成度,也就是IC-TROSA。这会是硅光技术在相干模块中的最主要应用.。第三个是DSP集成co-package器件,这个技术可以帮助硅光技术在QSFP-DD中应用。
在和InP技术的竞争中,硅光目前存在一些挑战:
第一个问题是,带宽还达不到InP的水平。InP平台可以实现32Gbaud、64Gbaud、128Gbaud的速率传输。硅光调制器目前可以实现64Gbaud速率,但是需要在芯片设计、电芯片匹配以及封装等多方面进行优化.如果波特率继续提升,如128Gbaud(应用在400G QPSK的长途传输),硅光就陷入了瓶颈,目前看来,实现起来非常困难。
第二个问题是,硅光损耗较大。相干领域中,硅光器件当前整体损耗较大,需要引入昂贵的EDFA,这会降低硅光技术的成本优势。
第三个问题是,硅光全波段的性能一致性问题。波长扩展(C++或者C+L)是未来长期解决单纤容量的趋势,这就要求光器件的性能满足全波长性能稳定一致的要求。硅光在性能上面临长波长响应度、损耗波长一致性以及相位误差宽波段一致性等多方面的挑战。
曹权总结说,硅光子技术由于其高集成度和低成本预期是当前相干光模块的热门技术,收发集成的IC-TROSA是当前的主要应用需求。然而要提高硅光的竞争力仍需解决高波特率、低损耗、超宽的波长工作范围等多个技术问题,需要广大从业者努力去攻克和优化。此外,硅光产业链还不够完善,还需要一个可靠稳定的Fab,需要大家共同建立一个良好的硅光产业链环境,推动硅光技术在相干领域进一步发展。