Keysight World 2021大会：下一代的光模块技术
发布时间：2021-10-19 14:55:04 热度：1522
10/19/2021，光纤在线讯，今天是德大会，是德网络和数据中心解决方案VP Joachim Peerlings 主持的环节可能是和光通信厂商最近的一个环节。来自富士通和新易盛的两位光器件专家分享了他们对下一代光通信技术和光模块技术的看法。
富士通光子系统先进技术开发负责人Takeshi Hoshida 指出面向下一代传输网络的需求，有三种升级路径，第一种途径当然是使用更多光纤和更多系统。这种途径简单明了，对于能够使用暗光纤的运营商来说可能是最合理的途径。未来我们应当能够使用多芯光纤实现特殊复用；第二种途径是扩展我们仍在使用的光谱。在某些情况下，考虑使用增强型 C 频段、增强型 L 频段甚至 S 波段都应当是合理的，可以让有限的光纤最大程度提高容量。第三种途径是提高频谱效率。这是最传统但仍然可靠的一种途径，值得进一步探索。在他看来，可能在 10 年期内出现的符号率应当在 180 Gbaud 左右。它与 200 GHz DWDM 栅格非常匹配。
关于高功效的光模块，Takeshi认为它的局限性不在器件或芯片层面，而是在组装技术上。高速、高效的调制需要光器件与电子器件在封装级别实现融合。这不仅仅是简单地将电放大器和光器件封装到一起，它会伴随一些功能架构的变化。大规模并行是降低整体功耗的合理方向，人们可以，也必须考虑全新的线路系统。新的海底电缆和数据中心内网络就是其中很好的例子。地面通信网络中，运营商可能希望继续使用现有的光纤厂房和现有建筑物。在这种情况下，应当重点关注功耗最大的部分，从硬件技术方面来看，借助光电融合以经济高效的方式提高符号率可能是最感兴趣的领域。另一项重要的技术是通过智能整体控制算法优化调制和 FEC 编码冗余，从而同时实现整个网络的可靠性和功率效率。
新易盛公司技术顾问Dirk Lutz关于光模块方面谈的更多。他一开始就指出，当前正在部署的12.8 Tb 交换机。您可以从中构建具有 32 个 400G 端口，64 个 200G 端口或者是128 个 100G 端口的交换机。每种端口需要不同的光模块。如何实现更低功耗，更高调制器速度，更高集成度的光模块是光模块厂商所面对的挑战。交换机 ASIC 与光器件之间的连通性，这会是 51.2 和 102.4 Tb 交换机要解决的新问题。CPO技术使得光器件更加靠近 ASIC，这样做会带来巨大的好处。首先，可以节省大量功耗，其次是降低时延。它的缺点是无法获得不同模块 PMD 的可插拔性。CPO光器件的切入点一定是高度标准化的环境。标准化的意思是每开发一种类型的交换机，
您就会大量销售这种产品。CPO的技术难题已得到解决。最大的挑战可能是改变生态系统。CPO光器件将从 2025 年起受到关注，其部署比例也会从那时起开始提高。
关于相干模块，他指出如今，400G-ZR 和 ZR+ 模块已成为数据中心互连的主流。但在数据中心内部是另外一个问题。相干模块要满足现有或替代的DR4、FR4 或 LR4 等直接检测模块的价格和功耗要求还很难。第二个障碍是光器件的实际部署方式。相干光器件并不具备这一功能。但 800G DR8 上的 DR8 模块可以配置为连接两个 400G DR4。通过这种方式，您可以沿用之前的光学器件和之前的电缆基础设施。从时间上来看，现在部署的是 400G，这种速率还会持续五年左右。800G 将在 2023 年启动，相干用于数据中心内部更可能是要十年左右才会发生。
Dirk指出，当前数据中心网络升级的最大挑战是互操作性测试。现在的情况是，新易盛等一线模块公司已经将 DSP 引入模块。有了 DSP，整个模块就变成一个复杂的子系统。先行者实际上可以在第一阶段帮助 DSP 厂商调试他们的器件。接下来还可以帮助客户在有 IP 流量的环境中
对 DSP 进行压力测试。这里面就有是德仪表的功劳。
在高速光模块的发展中，是德的技术和经验一直是不可或缺的。今天的是德大会，是德能够邀请到全球领先的光通信光模块厂商进行分享，无疑非常难得。
富士通光子系统先进技术开发负责人Takeshi Hoshida 指出面向下一代传输网络的需求，有三种升级路径，第一种途径当然是使用更多光纤和更多系统。这种途径简单明了，对于能够使用暗光纤的运营商来说可能是最合理的途径。未来我们应当能够使用多芯光纤实现特殊复用；第二种途径是扩展我们仍在使用的光谱。在某些情况下，考虑使用增强型 C 频段、增强型 L 频段甚至 S 波段都应当是合理的，可以让有限的光纤最大程度提高容量。第三种途径是提高频谱效率。这是最传统但仍然可靠的一种途径，值得进一步探索。在他看来，可能在 10 年期内出现的符号率应当在 180 Gbaud 左右。它与 200 GHz DWDM 栅格非常匹配。
关于高功效的光模块，Takeshi认为它的局限性不在器件或芯片层面，而是在组装技术上。高速、高效的调制需要光器件与电子器件在封装级别实现融合。这不仅仅是简单地将电放大器和光器件封装到一起，它会伴随一些功能架构的变化。大规模并行是降低整体功耗的合理方向，人们可以，也必须考虑全新的线路系统。新的海底电缆和数据中心内网络就是其中很好的例子。地面通信网络中，运营商可能希望继续使用现有的光纤厂房和现有建筑物。在这种情况下，应当重点关注功耗最大的部分，从硬件技术方面来看，借助光电融合以经济高效的方式提高符号率可能是最感兴趣的领域。另一项重要的技术是通过智能整体控制算法优化调制和 FEC 编码冗余，从而同时实现整个网络的可靠性和功率效率。
新易盛公司技术顾问Dirk Lutz关于光模块方面谈的更多。他一开始就指出，当前正在部署的12.8 Tb 交换机。您可以从中构建具有 32 个 400G 端口，64 个 200G 端口或者是128 个 100G 端口的交换机。每种端口需要不同的光模块。如何实现更低功耗，更高调制器速度，更高集成度的光模块是光模块厂商所面对的挑战。交换机 ASIC 与光器件之间的连通性，这会是 51.2 和 102.4 Tb 交换机要解决的新问题。CPO技术使得光器件更加靠近 ASIC，这样做会带来巨大的好处。首先，可以节省大量功耗，其次是降低时延。它的缺点是无法获得不同模块 PMD 的可插拔性。CPO光器件的切入点一定是高度标准化的环境。标准化的意思是每开发一种类型的交换机，
您就会大量销售这种产品。CPO的技术难题已得到解决。最大的挑战可能是改变生态系统。CPO光器件将从 2025 年起受到关注，其部署比例也会从那时起开始提高。
关于相干模块，他指出如今，400G-ZR 和 ZR+ 模块已成为数据中心互连的主流。但在数据中心内部是另外一个问题。相干模块要满足现有或替代的DR4、FR4 或 LR4 等直接检测模块的价格和功耗要求还很难。第二个障碍是光器件的实际部署方式。相干光器件并不具备这一功能。但 800G DR8 上的 DR8 模块可以配置为连接两个 400G DR4。通过这种方式，您可以沿用之前的光学器件和之前的电缆基础设施。从时间上来看，现在部署的是 400G，这种速率还会持续五年左右。800G 将在 2023 年启动，相干用于数据中心内部更可能是要十年左右才会发生。
Dirk指出，当前数据中心网络升级的最大挑战是互操作性测试。现在的情况是，新易盛等一线模块公司已经将 DSP 引入模块。有了 DSP，整个模块就变成一个复杂的子系统。先行者实际上可以在第一阶段帮助 DSP 厂商调试他们的器件。接下来还可以帮助客户在有 IP 流量的环境中
对 DSP 进行压力测试。这里面就有是德仪表的功劳。
在高速光模块的发展中，是德的技术和经验一直是不可或缺的。今天的是德大会，是德能够邀请到全球领先的光通信光模块厂商进行分享，无疑非常难得。
