相干技術(shù)大放異彩，400G相干光模塊成光器件廠商競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)

  ICC訊 隨著單通道傳輸速率的提高，現(xiàn)代光通信領(lǐng)域越來(lái)越多的應(yīng)用場(chǎng)景開始用到相干光傳輸技術(shù)，由于具有靈敏度高，中繼距離長(zhǎng)、選擇性好，通信容量大的獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，相干技術(shù)從過(guò)去的骨干網(wǎng)下沉到城域甚至邊緣接入網(wǎng)，而在數(shù)通領(lǐng)域，相干技術(shù)也已經(jīng)成為數(shù)據(jù)中心互聯(lián)的主流方案。

  在今年舉辦的美國(guó)光纖通訊展上，相干技術(shù)就成了焦點(diǎn)，關(guān)于400ZR/ZR+的進(jìn)展和幾年后800ZR可能性的討論不絕于耳。同時(shí)，許多公司展出了面向DCI應(yīng)用的400G相干可插拔光模塊，功耗低、尺寸小的優(yōu)良特性令人印象深刻。

  相干光模塊已經(jīng)成為光通信市場(chǎng)上的寵兒，400G相干光模塊更是成為各大廠商爭(zhēng)相追逐的明星產(chǎn)品。

  而說(shuō)到400G相干光模塊，就不得不提 400G相干技術(shù)的三種標(biāo)準(zhǔn)：400ZR、OpenROADM和OpenZR+。

  400ZR是光互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)論壇(OIF)于2016年啟動(dòng)的一個(gè)項(xiàng)目，旨在標(biāo)準(zhǔn)化可互操作的相干光模塊接口，其功率預(yù)算可以支持QSFP-DD和OSFP之類的封裝，并可用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)(DCI)的400G相干光模塊。400ZR解決方案目前在行業(yè)內(nèi)得到了較好的支持。

  在OIF成功的基礎(chǔ)上，以AT&T為首的電信運(yùn)營(yíng)商定義了能夠支持更長(zhǎng)距離傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)OpenROADM MSA，專門為需要支持其他協(xié)議并且增加相應(yīng)開銷位比率的OTN網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。OpenROADM MSA主要面向電信運(yùn)營(yíng)商ROADM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，在終端接口定義了100G、200G、400GbE速率&OTN，傳輸距離為500km。

  400ZR和OpenROADM分別定義了用于數(shù)據(jù)中心互聯(lián)和電信光傳輸網(wǎng)絡(luò)的可插拔相干光模塊類型和性能特點(diǎn)，但各自也有一定的局限性和缺點(diǎn)，例如400ZR僅支持400GbE的客戶側(cè)接口，而OpenROADM僅考慮了電信運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景。

  因此，行業(yè)一些主流廠商綜合了OIF-400ZR和Open ROADM標(biāo)準(zhǔn)的各自優(yōu)點(diǎn)，推出了另一種MSA標(biāo)準(zhǔn)OpenZR+。

  OpenZR+MSA應(yīng)用范圍更為廣闊，面向城域、骨干、DCI和電信運(yùn)營(yíng)商，旨在以QSFP-DD和OSFP等可插拔形式實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的功能并提高性能，以支持多供應(yīng)商的互操作性。OpenZR+不僅保持了400ZR的簡(jiǎn)單以太網(wǎng)純主機(jī)接口，而且增加了對(duì)100G、200G、300G或400G線路接口的多速率以太網(wǎng)和多路復(fù)用功能的支持。

  相干光通信技術(shù)在20世紀(jì)80年代得到了廣泛的研究，但由于相關(guān)技術(shù)在當(dāng)時(shí)很難實(shí)現(xiàn)，因此沒(méi)有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，同時(shí)，EDFA在20世紀(jì)90年代早期的成功也使得相干光通信技術(shù)日益黯淡。直到2005年左右，由于技術(shù)突破，相干光通信技術(shù)才逐漸獲得關(guān)注。特別是400G相干技術(shù)的提出，使各大廠商對(duì)其普遍看好，并早早在相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)上卯足了勁。

  高速數(shù)據(jù)互聯(lián)解決方案提供商Inphi公司在去年3月發(fā)布其面向DCI應(yīng)用的業(yè)界首款QSFP-DD 可插拔相干光模塊COLORZ II 400ZR以及產(chǎn)品演進(jìn)路線，為數(shù)據(jù)中心運(yùn)營(yíng)商首次提供了高性能，低功耗，小尺寸的400G相干光模塊DCI解決方案。

  新飛通也宣布其400ZR+ QSFP-DD相干可插拔光模塊成功在400Gbps下75GHz 間隔DWDM系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)800公里的傳輸，光域OSNR余量超過(guò)3.5dB。未來(lái)該產(chǎn)品將有望在基于云的城域5G網(wǎng)絡(luò)以及IP over DWDM城域-核心和區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中找到更多應(yīng)用。

  值得一提的是，新飛通已于去年年末宣布被Lumentum收購(gòu)，總股本價(jià)值約為9.18億美元。這也意味著Lumentum將在400ZR/ZR+市場(chǎng)中擁有更多主動(dòng)權(quán)。海信寬帶則在9月發(fā)布旗下400G QSFP-DD ZR/ZR+以及CFP2-DCO系列相干光模塊，該產(chǎn)品采用領(lǐng)先的硅光子集成技術(shù)和7nm 相干DSP，以及超窄線寬C BAND ITLA，符合OIF-400G ZR協(xié)議規(guī)范，滿足DCI互聯(lián)、OTN城域/長(zhǎng)距，以及5G承載網(wǎng)等多種應(yīng)用場(chǎng)景的需求，可實(shí)現(xiàn)與友商滿足相同協(xié)議規(guī)范的光模塊進(jìn)行互聯(lián)互通操作。

  而新易盛經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研發(fā)，也終于在今年3月宣布推出其 400G ZR/ZR+相干光模塊。其中，400G QSFP56-DD ZR光收發(fā)模塊傳輸距離可達(dá)120km，符合OIF 400G ZR標(biāo)準(zhǔn)，而400G QSFP56-DD ZR+光收發(fā)模塊傳輸距離可達(dá)480km，符合Open ZR+標(biāo)準(zhǔn)。這兩款光模塊都采用基于硅光子學(xué) (SiPho) 的光學(xué)引擎和支持400G相干傳輸?shù)淖钚乱淮鷶?shù)字信號(hào)處理器(DSP)，適用于部署以太網(wǎng)交換機(jī)設(shè)備的傳輸應(yīng)用。

  各大廠商爭(zhēng)相布局400G 相干光模塊，也給光通信行業(yè)帶來(lái)巨大的產(chǎn)能。

  日前，Cignal AI發(fā)布最新報(bào)告顯示，隨著思科和 Marvell 產(chǎn)能迅速擴(kuò)大，400ZR/ZR+光模塊的出貨量在2021年第四季度激增。并且目前云計(jì)算服務(wù)提供商的需求仍然超過(guò)供應(yīng)。隨著微軟、亞馬遜和谷歌等云計(jì)算服務(wù)提供商跟隨AT&T、Windstream和COLT等傳統(tǒng)電信運(yùn)營(yíng)商的腳步，開始大批量部署，400ZR/ZR+光模塊的出貨量預(yù)計(jì)將在2022年增加兩倍。可以預(yù)見(jiàn)，隨著400ZR/ZR+光模塊成為市場(chǎng)主流，帶動(dòng)更多通信廠商的相繼入局，這將推動(dòng)更高速率相干光模塊的研發(fā)進(jìn)度，使得相干光通信技術(shù)在21世紀(jì)迎來(lái)下一波快速發(fā)展期。