OFC2020：十年之后的光通信

3/12/2020，光纤在线讯，今天下午，OFC举办一场名为“vision 2030”的特别活动。用大会项目主席中兴通信魏君珊博士的话说，今年是2020年，是光通信发展半个世纪的重要节点，很有必要在这个节点展望一下未来十年的光通信产业。为此，OFC组委会邀请了来自产业界，学术界的众多重量级嘉宾，请他们展望十年之后的光通信技术。

第一个演讲的是硅基光电子学国际公认的权威，美国工程院院士，加州大学Santa Barbara分校的John Bowers教授。他的演讲题目是“基于异质结III-V族和硅光集成的太比特传输”。在演讲中，Bowers教授展示了他们自己和国际上其他团队在硅光集成方面的进展。他指出，基于16通道的Die上集成的激光器芯片，112G环形谐振腔调制器的硅光芯片已经可以实现1.6Tbps的传输能力。硅光芯片集成激光器的难点之一在于隔离器。Bowers教授指出特殊设计的量子点激光器可以大大降低激光器对反射的敏感度，因此无需使用隔离器。作为硅光发展的成就，他还介绍了Intel刚刚宣布的业界首次的400Gbps集成交换芯片的光电混合封装的展示。Bowers教授认为混合光电一体封装CPO具有非常好的能效，支持非常高的传输容量。硅光技术发展的另一个前沿是与窄线宽激光器的集成。通过氮化硅的集成技术，可以实现超低损耗，超窄线宽，超低温度敏感的集成激光器的硅光芯片。进一步硅光集成平台还要解决非线性的问题，支持一些新型应用。Bowers教授介绍了基于AlGaAsOi工艺的支持超高效光梳产生的非线性硅光平台。

2020年IEEE光子奖得主，Acacia公司集成光子业务AVP Chris Doerr以“硅光与相干的结缘”为主题奉献了一场无比精彩的演讲。他指出硅光技术与相干技术的结合，由于相干不需要集成的激光器，可以提供光器件所需要的高性能，高产量，因此成为Acacia成功的关键。近几年来，相干模块的成本，尺寸和功耗一直在稳定下降。随着工作速率不断增加，相干技术的应用越来越多（400G 2Km以上模块都将是相干的天下）。在光电集成方面，从早几年的MCM，2年前的2.5D封装，Acacia正在发展最新的3D封装，而在相干的符号率方面下一步目标是140Gbaud。未来十年，硅光技术成功的关键在于找到通信以外的新应用。
他的主要结论包括：
不断降低光器件每比特成本的唯一路径就是集成；
空心光纤将解决增加光纤频谱资源的问题；
硅光技术可以整个370nm的宽频宽应用；
通信业务支撑不了硅光的发展，包括激光雷达，OCT，相控阵天线等都会成为硅光重要的应用方向。


来自哥伦比亚大学的Michal Lipson教授围绕下一代硅光技术第三个演讲。她的演讲偏重物理和材料层面。她指出当前硅光技术发展的重点在于超低损耗的材料和高度可调的材料，要为传统的无源材料增加光电特性，比如她特别提到了硅光和硫化钨薄膜WS2的结合。

荷兰爱丁霍温科技大学的Kevin Williams接下来为听众展望了InP集成光子2030 的市场。他指出除了 通信，InP集成光子的市场还将包括LiDar在内的传感市场以及其他现在不知道的市场。而未来十年最大的技术挑战是什么？首先是所谓的 c-SWAP ，也就是成本 尺寸  重量与性能。其次还有同半导体技术的集成，device scaling等。  在他看来，如同集成电路的基本单元是引线，电阻电容和晶体管一样，集成光子的基本单元是波导，偏振转换器，相位调制器和光放大器。现在的光子集成和电子集成十年后将整合成新的所谓的Photronic集成。未来更将演化成所谓的纳米Photronic集成。

接下来的演讲来自日本NTT的Hiroki Takesue。他演讲的主题“Coherent Ising Machine”（所谓的量子退火机）是一种基于光学技术的全新的量子计算机。这是当前世界上最高水平的量子计算机，具有超强的计算能力，特别适用于寻找最佳的组合解，对于未来的人工智能等应用具有重要意义。令人印象深刻的是不同于一般的量子计算机，这款设备实现的关键是光学技术。

来自海缆服务商SUBCOM的Alexei Pilipetskli的演讲中最令人印象深刻的是他提到谷歌的第二条独立海缆Dunant 成为全球第一个基于SDM技术的商用海缆。该海缆连接美国和法国，总长6400公里，传输容量基于12对光纤达到250Tbps。对于困惑SDM应用前景的人们来说，这无疑是一个重要标志。在演讲中，Pilipetskli也指出海缆系统的每比特成本的挑战仍在，以他们的看法，超过32纤的海缆系统已经无法进一步实现边际成本的降低。展望未来，他认为2025年将会看到1Pbps的海缆系统。

接下来几个演讲围绕电信网络。中移动美国研究所的Chih-Lin I讲中移动的X-haul。来自诺基亚贝尔实验室的Peter Vetter和来自法国电信Orange的Philippe CHanclou讲接入网的发展。他们的演讲让编辑对未来十年PON网络的发展充满信心。Vetter指出5G对应的是10G PON，而未来的6G时代将是100G PON。Chanclou指出2030年将会是光纤到房间的时代。家庭网关内将会部署光芯片。而对于PON设备厂商来说，需要在入户网络的功率预算，传输距离等方面制定新的标准。