Ovum應(yīng)用器件研究主管│Daryl Inniss

編譯│《通信世界》編輯部

2016年光器件發(fā)展趨勢(shì)
——互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商推動(dòng)光市場(chǎng)發(fā)展

Ovum應(yīng)用器件研究主管│Daryl Inniss

編譯│《通信世界》編輯部

光器件市場(chǎng)份額由互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（ICP）主導(dǎo)，隨著多家供應(yīng)商在2016年供貨，ICP將有機(jī)會(huì)贏得用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及數(shù)據(jù)中心之間的100G光收發(fā)器份額。

光器件市場(chǎng)份額由互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（ICP）主導(dǎo)，因?yàn)檫@些廠商為支持日益擴(kuò)大的云計(jì)算和數(shù)字服務(wù)市場(chǎng)，存在巨大帶寬和容量需求。隨著多家供應(yīng)商將在2016年供貨，ICP將有機(jī)會(huì)贏得用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部以及數(shù)據(jù)中心之間連接的100G光收發(fā)器的份額。這些高端客戶需要更高的帶寬，并且光器件供應(yīng)商也將在2016年開始提供支持400G的光收發(fā)器。

盡管有許多誘人的機(jī)會(huì)，但光學(xué)元器件利潤(rùn)低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，該領(lǐng)域仍然是不穩(wěn)定的。盡管主導(dǎo)廠商在尋求替代產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)模式，但2016年情況不會(huì)變好。收入增長(zhǎng)主要來自于硅光子和儀器內(nèi)部插版上光學(xué)器件的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，這兩個(gè)領(lǐng)域一旦成功將會(huì)對(duì)光器件供應(yīng)商的收入和盈利能力產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

圖1 數(shù)據(jù)通信、DWDM城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（WAN）3個(gè)市場(chǎng)中100G模塊與同期相比營(yíng)收的預(yù)測(cè)。

100G光收發(fā)器出貨量不斷增長(zhǎng)

100G光收發(fā)器從2011年已經(jīng)開始出貨，2016年標(biāo)志著多個(gè)供應(yīng)商可以出貨能創(chuàng)造更大價(jià)值的產(chǎn)品。圖1顯示了Ovum在數(shù)據(jù)通信、DWDM城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（WAN）3個(gè)細(xì)分市場(chǎng)對(duì)于100G模塊與去年同期相比營(yíng)收的預(yù)測(cè)。雖然更多的收入已經(jīng)在DWDM城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的客戶群中實(shí)現(xiàn)，但近期內(nèi)的市場(chǎng)機(jī)會(huì)在數(shù)據(jù)通信。

● 數(shù)據(jù)通信100G光收發(fā)器贏得長(zhǎng)期收入爭(zhēng)奪戰(zhàn)

對(duì)數(shù)據(jù)通信高速光收發(fā)器的市場(chǎng)需求是由互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容提供商（ICP）主導(dǎo)的，他們正在建設(shè)的數(shù)據(jù)中心將容納成千上萬連接到具有25G和100G接口交換機(jī)的服務(wù)器?，F(xiàn)在博通、Mellanox和Cavium都可以為這些接口的交換機(jī)供貨，ICP廠商需要每個(gè)數(shù)據(jù)中心的光收發(fā)器成千上萬以支撐其網(wǎng)絡(luò)。

大型數(shù)據(jù)中心正在推動(dòng)單模和多模光收發(fā)器的需求。收入的大部分來自支持距離0.5～2km的光收發(fā)器。但在0.5～2km內(nèi)，光學(xué)器件收發(fā)器具有多種選擇，這將導(dǎo)致產(chǎn)品碎片化，對(duì)于供應(yīng)商而言這是一大挑戰(zhàn)。

● 多家廠商出貨城域網(wǎng)CFP2-ACO

城域網(wǎng)是一個(gè)需要低成本和低功耗接口的關(guān)鍵網(wǎng)段，CFP2模擬相干光（CFP2-ACO）接口是城域網(wǎng)這一細(xì)分市場(chǎng)具有吸引力的解決方案，多家廠商都將在2016年出貨。其設(shè)計(jì)中包含了傳輸所需要的光器件，像數(shù)字信號(hào)處理這樣的關(guān)鍵元器件則被焊接在了印刷電路板上。

圖1顯示了預(yù)計(jì)到2020年用于城域網(wǎng)和長(zhǎng)途傳輸網(wǎng)光收發(fā)器的營(yíng)收將達(dá)到10億美元。雖然CFP2-ACO的市場(chǎng)還處于初期培育階段，但它的美好前景將使其成為市場(chǎng)上重要的產(chǎn)品。

Ocla ro公司目前正在發(fā)售CFP2-ACO器件，同樣出貨該產(chǎn)品的還有富士通光器件公司。我們期望看到更多新的市場(chǎng)進(jìn)入者。雖然我們預(yù)計(jì)CFP2-ACO器件還會(huì)不斷增長(zhǎng)，但該產(chǎn)品上升速度將放緩。

CFP2-ACO非常適合用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的新興市場(chǎng)。鑒于數(shù)據(jù)中心的高容量需求，不同的光收發(fā)器解決方案可能是此應(yīng)用程序的長(zhǎng)期贏家，但是CFP2-ACO的市場(chǎng)將會(huì)開啟。

● 廣域網(wǎng)市場(chǎng)穩(wěn)定

大部分100G可插拔光模塊已經(jīng)適用于廣域網(wǎng)中使用的客戶端設(shè)備。市場(chǎng)上開始主要是CFP，此后CFP2和CFP4進(jìn)入市場(chǎng)，CFP2和CFP4分別約占CFP份額的一半和四分之一。廣域網(wǎng)客戶群體需求在持續(xù)，雖然廣域網(wǎng)光收發(fā)器的距離被設(shè)計(jì)為10km導(dǎo)致客戶端設(shè)備價(jià)格更高，但它的體積將是中低等。

100G為硅光子帶來機(jī)會(huì)

100G光收發(fā)器的需求為硅光子學(xué)的供應(yīng)商提供了機(jī)會(huì)，因?yàn)楣庾蛹尚枰獫M足低成本、小尺寸和低功耗要求。供應(yīng)商采用這種新技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出用于數(shù)據(jù)中心內(nèi)部連接以及長(zhǎng)距離相干傳輸中的產(chǎn)品。

硅光子學(xué)影響著商業(yè)模式及產(chǎn)品成本，雖然它尚處于早期階段，但它提供了新進(jìn)入者開發(fā)光學(xué)產(chǎn)品的機(jī)會(huì)。因?yàn)楝F(xiàn)有的硅鑄造可用于制造許多光學(xué)功能，降低了進(jìn)入壁壘。它也為設(shè)備銷售商提供了通過設(shè)計(jì)和建立自己的光學(xué)元件，進(jìn)而參與市場(chǎng)的路徑。

盡管如此，圖2表明從100G中獲得足夠的收入有望幫助硅光子開發(fā)商。此外，盡管400G要求更高的集成度，但對(duì)于硅光子供應(yīng)商而言，可謂是更好的機(jī)會(huì)。

眾多400G產(chǎn)品于2016年推出

400G在電信（WAN）以及數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)的初步商用將成為2016的中心主題。電信不斷發(fā)展，產(chǎn)品已經(jīng)開始出貨，但為了降低電信和數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)的成本、提高產(chǎn)品性能，新產(chǎn)品將被推出。電子輔助光學(xué)元件用在這兩個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，有利于那些強(qiáng)大的電子光學(xué)供應(yīng)商拓展市場(chǎng)份額。

● 超越100G寬帶技術(shù)

在100G電信和數(shù)據(jù)通信使用不同的方法：

電信使用雙偏振正交相移鍵控（DP-QPSK），符號(hào)率只有25GB波特，但每符號(hào)4個(gè)比特（兩個(gè)偏振狀態(tài)并且每個(gè)偏振有兩個(gè)狀態(tài)）。

數(shù)據(jù)通信使用25GB波特采用了兩種不同的模式：一種使用4種波長(zhǎng)（CWDM4，100GBASE-LR4，CLR4和OpenOptics），另一種使用一個(gè)波長(zhǎng)和4路光纖（100GBASE-SR4和PSM4）。

● 數(shù)據(jù)通信400G客戶端模塊將出現(xiàn)

當(dāng)IEEE決定在0.5、2和10km距離內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化四級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4），數(shù)據(jù)通信市場(chǎng)采用電子輔助光學(xué)器件。

圖2 100G光收發(fā)器5年的總收入與硅光子學(xué)的關(guān)系

期待看到許多不同的產(chǎn)品在2016年被介紹、展示并開展互操作性測(cè)試。

降低光學(xué)部件數(shù)量通常是數(shù)據(jù)通信一個(gè)目標(biāo)，因?yàn)樗梢越档统杀?。使?0GB波特傳輸400G具有開創(chuàng)性，因?yàn)?個(gè)光學(xué)通道（激光器和接收器）可以用來關(guān)閉鏈路。

前板密度的問題將得到解決

當(dāng)市場(chǎng)發(fā)展到下一代數(shù)據(jù)速率時(shí)，400G將面臨問題，盡管每行帶寬增加了10倍，但裝備能力下降。

市場(chǎng)轉(zhuǎn)向QSFP28，它提供了當(dāng)今32端口的最高密度，支持RU的3.2Tbit/s帶寬，自100G推向市場(chǎng)以來，還需要5年多的時(shí)間才能將這項(xiàng)技術(shù)推向市場(chǎng)。

400G的發(fā)展已經(jīng)開始，并且很明顯市場(chǎng)可能會(huì)像100G被引入時(shí)碰到的情況。目前CFP8被認(rèn)為是400G最好的候選技術(shù)，但CFP8只提供4.8Gbit/s的速度，相比100G增加1.5倍的速度，而每行帶寬卻增加了4倍。

● 板裝光學(xué)器件迎來市場(chǎng)機(jī)會(huì)

微軟和思科正通過聯(lián)合會(huì)理事會(huì)推動(dòng)板裝光學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程（COMBO），他們的努力帶動(dòng)了50多家公司廣泛參與。預(yù)計(jì)這種標(biāo)準(zhǔn)化工作將在2016年取得顯著進(jìn)展。這樣的體系結(jié)構(gòu)旨在從前板卸下光收發(fā)器并在印刷電路板上放置光學(xué)器件。

它的優(yōu)點(diǎn)是：能提供更好的電源管理，因?yàn)楣馐瞻l(fā)器金屬包裹被淘汰；通過降低包裝從而降低成本；增加400G的前板密度；適用于超越400G數(shù)據(jù)速率；通過移動(dòng)從幾cm到數(shù)千km距離范圍的電子設(shè)備使光學(xué)路徑無處不在。

這種結(jié)構(gòu)的一個(gè)缺點(diǎn)是它不允許按需購(gòu)買，不允許以漸進(jìn)擴(kuò)展的方式提供給最終用戶。此外，如果在該光學(xué)器件中有一個(gè)部分出現(xiàn)故障則整個(gè)板卡可能不得不被替換，這是十分昂貴的。

希望在2016年看到板裝光學(xué)器件標(biāo)準(zhǔn)化真正的進(jìn)步。

編輯｜刁興玲 diaoxingling@bjxintong.com.cn