CFCF’22相干专场：从下沉应用到下一代接收机 共话相干光的机遇与挑战

7/14/2022，光纤在线讯，由光纤在线，和弦产业研究中心C&C共同主办，江苏省通信学会,南京光通信与光电子技术学会共同承办，飞宇集团、是德科技、中兴光电子、江苏宇特光电科技股份有限公司、广西自贸区见炬科技有限公司共同协办的CFCF2022光连接大会近日在南京圆满结束。来自全国光通信创新应用产业链800家企业，1300余人参加了大会论坛。

    在7月7日下午，由见炬科技联合光纤在线共同举办的分论坛1当中，以“相干光通信”作为主题，吸引了海信宽带、旭创科技、芯泰通信、华工正源、见炬科技、是德科技、澳威激光、昂纳信息八家企业精彩分享了对相干光模块整个产业的需求、进展、难点与挑战。该论坛由见炬科技总经理闵波主持。



    首先是来自海信宽带的张华博士，他的主题为《相干技术的下沉》，他表示：相干下沉已经提出来多年，相干光模块当前主要面向的应用领域是骨干传输网、城域网、DCI互联，而未来则面向接入网、园区网、甚至到距离更短需求量更大的数据中心内部光互联（0-2km）。从市场应用来看，在数通市场，对于工作速率不断提高的要求为数通模块痛点，1.6T是否为IMDD可插拔模块的最大工作速率？而在接入网市场，对高链路预算和高速率的同时追为接入模块的痛点，50G PON是否为IMDD接入模块的最大工作速率？相干光通信具备单载波高容量、高灵敏度是相干光传输技术的两个显著优势。对于0-2km的数据中心内部光互连网络，IM-DD技术的应用前景好于相干光通信技术。而对于2-10km的园区网络，800G光模块将以IM-DD技术为主，1.6T及以上光模块将以相干技术为主。而对于20公里100G及以上接入网光模块，引入相干技术的必要性受到关注，业界已经开始研究。张博士最后表示：相干技术下沉需做简化，低成本本振光源、简化DSP、IQ调制器性能、甚至相干检测的类型都是优化的方向。


    随后来自旭创科技的相干光系统工程师王鹏，重点介绍《DCI市场的400G相干产品》，随着大型数据中心的不断扩建，进一步推动了DCI互联的需求。当前相干400G可插拨光模块有两种典型应用场景，一种是利用400G CFP2；另外一种是使用400G QSFP-DD，可以直接插入交换机或者路由器，并且可以和符合OIF协议的其他厂商模块互通，可以有效的减少成本和提高数据供应链的管理和部署。在旭创过去的模拟实验中，400G CFP2 DCO模块传输距离可达1000公里。在当下流行的IPoverDWDM解决方案中，旭创科技的400G ZR/OpenZR+ QSFP-DD，直接插入交换机，通过光层传输，实现DCI的IPoverDWDM传输。有助于降低数据中心互联的网络复杂性，增加传输系统的可靠性，实现大容量传输，降低系统功耗和成本。
    

    芯泰通信技术经理 罗海勇，《DCI技术及城域传输网的发展与演进》，为了适应承载新需求，光传送网在超高速大容量、支撑数据中心互联、多维融合承载、智能协同管控等方面不断革新发展。光传输网络发展基本规律：距离不变，容量翻倍，而我们正在接近理论极限。目前，100G 是被广泛采用的最快的以太网连接，并且还在稳步增长，但是，随着流量的持续增长，以及视频等大容量数据传输的需求，400G以太网将成为数据中心的必然趋势。单载波400G是继100G后的下一代骨干网的基础传输速率；相比100G，400G面临从调制格式、波段范围、光纤设施等全方面的技术革新。


   华工正源数据中心产品线总监 汤彪，他分享的主题是《下一代数据中心模块的发展与挑战》。他表示单lane的速率从2010的10G，到2014年25G，到2018年50G，到现在的100G，下一个节点将会上升到200G。而无论是系统端还是模块端，高于112G的速率，交换芯片传输到DSP十分困难的，需要DSP芯片来保证传输性能，同时会带来功耗的增加，散热处理器更加困难。目前来看，800G和1.6T的光模块，业界普遍认可仍采用可插拨的形式。而对于数据中收对于功耗的严苛要求，将采用液泠的光模块，通常包括冷板式、浸没、喷淋。



    见炬科技CTO 蔡博文先生，《高性能热电材料助力光互联精准温控》。当前，给光模块控温的唯一方案就是Micro TEC精准温控。国产化Micro TEC还有很长的路要走，制造Micro TEC难点在于一个关键热电材料的突破，二是高精度Micro TEC器件的封装工艺。2022年1月，见炬科技实现了航天级Micro TEC的交付，它对寿命有非常高的要求。客户的反馈非常好，而且实现了第三次的复购，这也是客户对我们的信任。从材料的角度来讲，P型碲化铋材料已经取得较大的研究进展， N型碲化铋材料仍需要去啃，去攻克。见炬科技致力于热电材料与器件的产业化，实现热电材料高端应用，努力扛起热电研发与应用的大旗，解决国家“卡脖子”技术。


    是德科技大中华区光通信市场部经理 杜吉伟先生分享了《数据中心下一代单通道224Gbps的技术挑战与测试》，则带我们着手考虑下一代产品，考虑200G/Lane的解决方案。杜总表示：单路200Gbps或以上的速率对于网络和计算带宽的提升至关重要。而OIF在2022年度批复的6个项目当中，其中有4个用于224G相关。是德科技可以提供针对224 Gbps / 1.6T 技术的完整测试解决方案，包括多制式224Gbps+ 信号的产生和分析、下一代TOSA器件测试、单通道224G的交换机或Phy芯片测试、224G的C2M传输通道测试、224Gbps+ 光/电信号链路误码分析、224Gbps+ 光/电信号链路误码分析。


    澳威激光总裁石元先生，分享了《Micro ITLA从传统到相干光通讯的快速成长》，纵观光通讯的发展历史，从IMDD到高速高容量Coherent相干通讯，分享了波长可调激光器和窄线宽波长可调激光器的发展，以及波长可调激光器技术的比较。石总表示当前相干技术不紧是在通信上，更多的是光传感、激光雷达等领域。同时介绍了扫频连续波激光雷达可以精确的测试距离、速度和方向。同时还可以实现相干激光监听、相干激光OCT医疗检验、气体探测等等。


    最后是来自昂纳科技的产品线总监周晓辉，分享了《下一代相干光模块接收机的发展趋势》，他表示：业界有一个共识，随着距离、速率的提升，相干下沉是一个必然的趋势，尤其是800G之后10km的传输，基本上要用相干的方式来连接。作为相干光模块当中的核心部件之一ICR光接收机从现在的32G、64G、96G走到128Gbaud将面临着芯片设计，如何维持高强度、高灵敏度、低损耗（甚至引入2.5D封装）。同时分享了到128Gbaud，硅光材料受到带宽不足，难以支撑高波特率的要求。光损耗比较大，链路预算要求高，波长涵盖范围窄，响应度偏低，因此适合领域适合64G波特率以下的产品。而铟磷的材料，其带宽高、响应度高、光学耦合损耗低、波长范围涵盖C-Baud和L-Baud，而铟磷的尺寸比较小，因此更适合96G波特率以上产品的主流解决方案。从封装工艺来看，引入2.5D如何解决信号传输的问题点。同时金丝焊面临带宽的限制，如果要保证120Gbaud的信号，金丝焊要控制在300um以内，这对同行的工艺水平提出了更高的挑战。期待现有工艺平台可以持续突破，延续传统高频陶瓷封装路线。高制程的集成电子芯片，期待逐步国产化，在中国的国产化芯片有更多的厂商加入到这个行业当中。


    至此，相干专题论坛结束，如需进一步了解CFCF2022相关报道，请关注我们的网站和公众号更新。