信通院赵文玉:超100G光模块技术多方竞争,共存并行发展将是常态
9月16—18日,第23届中国照明博览会在深圳开幕在大会期间举行,光学器件和光学模块新技术进展及应用论坛,过去,中国信息通信研究院技术与标准研究院宽带网络研究部主任赵文宇详细介绍了超100G光模块技术标准的进展和发展趋势
赵文宇指出,信息通信基础设施基于5G,数据中心,光纤通信网络等已经加速,行业的数字化转型需求造就了成千上万的企业入云需要云网融合的基础设施建设,带动云光网络的深度融合
作为数字信息光电交互的关键基本单元,高速光模块的相关技术和产业发展不断引起业界的关注在这个过程中,超100G高速光模块的技术和应用发展迅速,200G/400G成为高速接口应用的首选速率
技术方案处于多方竞争态势。
赵文宇指出,目前超级100G模组的技术方案呈现出多维度的创新趋势包括更多通道的:光纤,波分复用,频带扩展和空分复用,更复杂的调制方式:多电平脉冲调幅,极化调制和正交调幅,更高的波特率:32波特率,64波特率,96Gbaudhellip,信号处理既有直接调节,又有相干性
目前400G及以下速度光模块的技术方案趋于稳定具体来说,200G可以应用NRZ,PAM4等调制复用和相干检测,400G方案组合持续增加,不少机构关注DP—16QAM相干技术方案同时,直调巡检方案主要覆盖40KM以下的应用场景此外,未来单载波400G还有其他调制格式
以800G及以上的速度,会有多方竞争赵文宇指出,近期800G样本的实现主要以单通道100G PAM4为主,2~3年逐步提升至200G PAM4,应用于800G速率,800G相干将是不可插拔的,相干共封装光学器件可能是未来的替代方案超过800G,将采用800G高集成度方案,可插拔模式有望提前推进,CPO引入趋势提升
在赵文宇看来,面对直检和相干技术的竞争,由于色散和MPI对200Gbps PAM4的影响,传输距离明显受限,相干技术明显下沉预计相干技术将以1.6T的速率下沉到10km
同时,硅光也成为超高速光模块领域的热门技术目前除光源外的其他无源有源器件,如分束器,复用器/解复用器,调制器等已经初步成熟并进入规模化生产阶段为了解决光源问题,硅光学集成芯片通常采用混合集成方案在设计方面,伴随着硅光朝着光电子三维集成方向发展,光芯片和电芯片将作为一个整体进行设计,制造和封装,设计,制造和封装过程紧密耦合在制造方面,对窄线宽工艺的要求越来越高
此外,赵文宇指出,集成,功耗,成本等驱动模块封装技术持续创新,CPO成为超高速信号封装可选热点方案目前,CPO的关键技术是交换芯片,混合信号集成电路和光设备放大器,晶圆厂,先进的密封和测量技术,硅光学技术等
标准化工作逐步开展。
标准化是通信行业生存和发展的基础赵文宇介绍,目前,国际标准组织ITU—T,IEEE,OIF,新成立的IPEC以及国内CCSA都在关注超100G高速光模块的技术研究和标准规范制定,并积极开展相关工作
同时
中国CCSA同时启动了800克标准制定和CPO研究TC6 WG1已完成地铁和干线400G WDM系统标准,并负责制定超100G光模块标准目前200G/400G的整体标准趋于完成,800G各场景以模块标准启动,首席采购干事启动了研究项目光电密封技术研究现状:相关工作
赵文宇指出,从超100G标准制定进展来看,400G以下费率标准趋于稳定,近期热点主要集中在800G和CPO。
共存和平行发展将成为常态。
伴随着速度的不断提高,热插拔技术面临着成本,功耗,生产成本和尺寸等挑战当切换速率达到25.6Tb/s和51.2Tb/s时,使用CPO技术可以减少50%的空间和15—20%的功耗但CPO技术无法匹配热插拔模块的灵活性,两种方案并存,共同发展
同时,硅光与III—V族并行发展已有一段时间,而硅光具备超高兼容性,超高集成度,强集成能力,强规模制造能力等技术能力,未来潜在优势明显最近几年来,国内外积极部署硅光学产业
此外,共封装光学硅基光电子集成引领了光电子新方向,行业逐步推出多元化硅基CPO显示原型或商用计划它主要由交换机制造商ARISTA,BROADCOM和CISCO以及数据中心运营商/互联网公司微软和脸书领导
赵文宇介绍,第三节OIF手握MAampe .在委员会虚拟会议期间,发布混合光电封装CPO草案此外,OIF还举办了光学芯片与ASIC混合封装研讨会,探讨了混合封装技术面临的挑战和行业机遇
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