中国信息通信研究院赵文玉：高速光模块发展态势及硅光应用探讨

  ICC讯  （编辑：Nicole）11月12日，第三届中国硅光产业论坛在武汉成功举办，本次会由国家信息光电子创新中心、中国通信学会，中国信科主办，深圳市讯石信息咨询有限公司承办，“中国光谷”国际光电子博览会协办，以及获得了是德科技(中国)有限公司和光电汇的大力支持。本次会议吸引了来自170余家产业链企业，350余名专业嘉宾参与。

  中国信通院技术与标准宽带网络研究部主任赵文玉在本次会议上发表《高速光模块发展态势及硅光应用探讨》主题报告，从高速光模块及标准化进展、硅光应用探讨等方面切入。

  新基建进一步加速推动光通信技术发展，光模块市场规模持续增长，接口速率稳步提升。25G 量级波特器件已成模块主流，50G及以上加速发展。相干检测方面，60G量级波特器件逐步应用，100G及以上需求出现。

  赵文玉提到，不仅国外多组织协同推进高速光模块及接口标准化，国内高速光模块标准化也在同步有序推进。我国光通信行业标准化工作在中国通信标准化协会(CCSA)TC6进行，WG1定义WDM/OTN/PTN/SPN等传送网系统及设备技术要求，WG2定义PON等接入网系统及设备技术要求，WG4定义光模块及组件技术要求。目前光模块标准从25G、50G、100G、200、400G到800G不管是已发布还是在研中，都取得一定成果!

  据悉，依托中国泰尔实验室、IMT-2020(5G)推进组等平台，具备完整的光通信系统设备及光模块第三方测试验证能力，中国信通院联合业界共同推动测试验证与标准化工作!如2018.11~12第1次组织测试，2019年1月发布《5G承载光模块白皮书》;2019.6~10第2次组织测试，2020年8月更新《5G承载光模块白皮书》。

  超400G速率成为热点，800G关注度提升

  据赵文玉介绍，在长距应用相干技术领域，从2019年到2020年期间，Ciena、Infinera和华为等设备商发布800G量级相干DSP产品并开展试验验证。

  其举例：2019年9月CIOE展会期间，华为、新华三、海信、光迅、住友、立讯精密、山一电机等成立800G Pluggable MSA，已发布白皮书;2019年9月，博通、思科、Finisar、Intel、Juniper、Marvell等成立QSFP-DD800 MSA，基于QSFP-DD制定800G光模块、连接器及笼子规范，已发布QSFP‐DD800Spec. R1.0;OIF从2019Q2开始已有多篇文稿讨论800G需求及技术方案，正在酝酿启动相关标准项目。

  高速模块基于光子集成趋势加快。光子集成趋势明显， 到2024年，集成产品的份额预计将达到销售额的78%。目前中小规模PIC已经成熟并取得广泛商用。硅光与III-V族的发展相互影响，二者有各自适用场景但也存在一定交集。 在直调直检场景中，III-V族DML主要用于低速短距，III-V族EML主要用于低速长距或高速短距，硅光则是在100G、400G及以上的高速短距应用中体现优势。而在相干场景中，III-V族和硅光普遍用于高速长距。

  硅光产业规模逐步扩大，呼吁整合技术及产业资源

  数据显示：硅光产品的年销售增长率在2019年放缓，但随着400GbE模块的开售，2020-2024年将恢复增长势头。随着市场在未来五年内恢复两位数的增长， 该行业似乎即将进行根本性转变。到2025年，硅光产品销售额预计将接近60亿美元。除了短距400GE DR4等应用，硅光与InP在更长距离的 400GbE等高速产品中将持续竞争。

  在数据中心应用方面，高速硅光模块应用优势明显。如硅光PSM4方案可大幅节约器件和组装成本，在500米数据中心互联的100G QSFP28 PSM4光模块产品市场，硅光混合集成方案份额超过传 统分立器件方案，目前已达到近80%。但由于合分波温漂及耦合效率的问题，100G CWDM4硅光方案仍存挑战。在400G及以上速率，传统直接调制已经接近带宽的极限，EML的成本又比较高，而硅基器件不仅具有高调制带宽(>30GHZ)，在器件尺寸、集成规模和成本方面也具有优势。

  在电信应用领域，硅光助力解决相干模块尺寸和成本问题，硅光相干模块研究积极推进。赵文玉提到，2018年烽火、光迅、国家光电子创新中心三家联合推出国内首款商用100G/200G硅光子相干收发模块产品;2020年OFC会议上，华为公开一款硅光芯片上集成相干接收机和偏振追踪单元，基于非制冷DFB激光器搭建的超高速短距离相干传输系统。

  赵文玉认为：数据中心市场即将进入新投资周期，云巨头加快部署400G网络。另外根据5G发展规划，预计2021-2023年将是中国5G建设高峰期，该板块的强劲需求也将推动硅光市场进一步发展。呼吁整合技术及产业资源，逐步解决面临问题和调整，积极推进我国硅光技术与产业发展。