第一课时-光模块发展和应用

光模块培训系列一-----光模块发展和应用By王冰2016.02.24内容简述•历史•发展•应用•前景光模块Transceiver诞生光模块发展过程和方向光模块使用市场当前热词和热点——通信方式变化——从原始社会通信基本靠吼,到鸿雁传书,再到电报电话,直到今天的光纤网络,通信技术一直不断的往前发展,但是完成信息传递的三个基本要素一直没变,就是信源,信道和信宿,也就是信息的发送,传递和接收,这三点缺一不可,所有的技术发展都是始终围绕这三点来实现。关键词:发送,传递,接收——光进铜退的必要——从文字到视频，通讯传输的数据量大大增加，对带宽(单位时间内传输的信息量)的需求也是成几何级数的增加，所以说需求推动了通信技术的发展，而电缆这种介质的本身特性不能实现高速率信号的长距离传输限制了它的进一步发展。2G3G4GNext?——光进铜退的原因——用电传输信号,频率越高随着传输距离增大损耗越大,信号变形越厉害,从而引起接收机的判断错误,导致通信失败声音：从电的特性出发,改善通信的质量,相对于基于声波改善信源、信道和信宿,这种技术变革是革命性的铜缆价格大幅上涨,继续使用铜原料使带宽成本大大增高——光模块Transceiver诞生——科学研究工作者们就把电转变成光来传输,在发射端把电信号转成光信号,称为发送器(Transmitter);在接收端把光信号转换成电信号,称为接收器(Receiver);如果把Transmitter和Receiver做在一个模块里面,就成了Transceiver,也就是光模块.——光模块成长史--速率——类似于CPU处理速度成长史,光模块从一开始的155Mb/s(一秒钟传输155百万个比特),到622Mb/s,1.25Gb/s,2.5Gb/s一直到10Gb/s。这种套路就称为时分复用,也就是TDM(TimeDivisionMultiplexing),就是单位时间里面传输更多的bit数,如同一个公交车里塞更多的人而已。TDM时分复用——光模块成长史--并行——速率达到瓶颈了怎么办?这种并行数钱方式,光模块称为Parallel，也就是把许多个光模块塞进一个封装里面去而已。4核的Transceiver就叫QSFP，12核的就叫CXP(C是16进制12的意思)8核2核4核——从时分复用到波分复用——光模块发出来的光是不可见光(850nm附近,或者1310nm附近,或者1550nm附近)但也有”颜色”,只是肉眼看不到.那么只要光模块能发出不同颜色的光，再经过MUX,就可以用一个光纤来传多路的光波。我们把这种应用方式称为波分复用WDM(WavelengthDivisionMultiplexing)WDM又分为两种:20nm间隔的CWDM(WDM粗波分复用)0.8nm间隔的DWDM(WDM密集波分复用)一束白光从左到右经过三棱镜，就分成了不同的颜色,这个时候三棱镜就是光学的DEMUX(解复用);如果不同颜色的光按照上面的方向从右到左经过三棱镜,就又合成了一束白光,这个时候三棱镜就是光学的MUX(复用);——光模块发展主题——1.TDM:单位时间内传输更多bit,现在已经从10G发展到28G2.DWDM:长距离通讯,希望单根光纤里面传更多的波长3.Parallel:并行化,单位尺寸内放更多的Transceiver——光模块市场有多大————光模块主要使用市场——传输网数据中心移动宽带宽带接入——传输网——主要使用的光模块类型有:100GCFP100GCFP440GCFPBIDISFPCWDMSFPSFP/SFP+XFPDWDMSFP+/XFP——接入网—名词释义——ONU:光网络单元,提供数据、IPTV、语音等业务;OLT:光线路终端,用于连接光纤干线的终端设备;光猫是ONU吗?——接入网市场——接入网接入网是指骨干网络到用户终端之间的所有设备。其长度一般为几百米到几公里，因而被形象地称为最后一公里。——接入网应用——主要使用的光模块类型有:10GEPONCSFPBIDISFPGPONONUGPONOLTXGPON——数据中心市场——数据中心数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。——数据中心应用——主要使用的光模块类型有:100GQSFP2840GQSFP+10GSFP+QSFP+AOCSFP+AOCQSFP+DACSFP+DACCXPCable2015年全球数据中心的光器件市场规模约26亿美元,增长率达27%,占到光器件总体市场约1/3。并IDC应用中4且0G/100G光收发模块所占的比例越来越高,有超过一半用于数据中心的高速光互连。目前我国光模块在IDC的应用仅不到10%,有很大的提升空间。——移动宽带高增长——1Exabyte=1000000000Gigabyte——移动宽带发展——移动宽带单位:万站智能手机在全球范围的普及,促使移动带宽的需求呈爆炸式增长。无线运营商将自己的网络升级到3G、4G/LTE，不久就会升级到5G。——移动宽带应用——主要使用的光模块类型有:BIDISFPSFPSFP+CWDMDWDM——光模块供应商——国外厂商:Finisar(菲尼萨)、JDSU(捷迪讯)、Source(索尔斯)、Avago(安华高)Oclaro(奥兰若)等国内厂商:联特、光迅、海信、旭创、新飞通、新易胜、华工正源、易飞扬、极致兴通、华拓、恒讯通、无锡中兴、优博创等——光模块产业链——上游:管壳:东莞杨光、深圳星欣磊、青岛北通等激光器/探测器:三菱、住友、Avago、MACOM等光组件:昱升、三优、亚派、光恒、麦特达等电芯片:Maxim(美信)、Semtech、MACOM、Inphi等测试仪表:是德、泰克、EXFO、安利等下游:设备厂家:华为、中兴、烽火、阿朗、爱立信、思科、诺基亚、惠普等——行业热点新闻——1.新易盛IPO:近日已经开启网上申购,即将登录深交所创业板,2013-2015年新易盛业绩实现快速增长,营业总收入分别为4.61亿元、5.23亿元、6.15亿元。2.2015年4月15日,诺基亚宣布以156亿欧元的价格收购阿尔卡特朗讯,2015年11月9日,爱立信和思科宣布两家公司将建立广泛的技术与商业关系,将从研发至客户服务等领域全方位展开合作。3.2015年8月1日,JDSU公司宣布分拆,分为Lumentum(继承器件业务)和Viavi(继承通信仪表业务);2015年5月28日,Avago宣布以370亿美元收购博通(Broadcom),这是半导体行业最大一次并购;2016年1月26日富士康宣布收购Avago旗下光模组事业单位和相关资产。——热词1硅光子——使用硅半导体作为光信号介质，传输数字信号比传统电子半导体装置快得多。在同一基板上制造电子和光学元件,以创建混合芯片,完成无数电信与网络功能。——热词2量子通信——量子纠缠是粒子在由两个或两个以上粒子组成系统中相互影响的现象，虽然粒子在空间上可能分开。量子通信是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种新型的通讯方式。作为多光子纠缠及干涉度量项目第一完成人，潘建伟于2016年1月，获国家自然科学奖一等奖量子纠缠的传输速度至少比光速高4个数量级。