隨著光芯片、光器件的技術進步、成本下降,光通信行業將能夠更好地應對未來海量數據以及高速運算要求帶來的巨大壓力,光通信行業有望保持持續增長。據數據顯示,2015年-2019年我國光通信市場規模逐步增長,中商產業研究院預測,2020年我國光通信市場規模將達1200億元。
華為在第五屆國際光電子與微電子國際工程科技戰略高端論壇(OMTA2021)發布了“光通信未來十年關鍵技術挑戰”。
華為在光領域已潛心耕耘超過25年,具備國際領先的技術水平。未來,華為計劃繼續協同上下游產業鏈,與全球頂尖學者開展合作,共同挑戰光系統、光器件、光算法、光智能等業界難題,共同推進了光通信產業的發展。
光通信是以光波為載波的通信方式,是構建現代通信網絡的重要技術。光芯片和光組件組成光器件,光器件封裝形成光模塊,應用于光傳輸設備,通過承載網、傳輸網,服務于下游客戶。
光通信模塊主要由光發射組件、光接收組件、驅動電路和光、電接口等組成,主要用于光-電以及電-光信號的轉換。在發送端,一定速率的電信號經驅動芯片處理后驅動激光器(LD),發射出相應速率的調制光信號,通過光功率自動控制電路,輸出功率穩定的光信號。在接收端,一定速率的光信號輸入模塊后由光探測器(PD)轉換為電信號,經前置放大器后輸出相應速率的電信號。
華為光產品線首席技術規劃師唐曉軍表示,我們基于對光通信業務的理解,提出了未來10年可能遇到的關鍵技術挑戰,向全社會發布,希望大家共同努力攻克這些挑戰,開創光通信產業更美好的未來。
從全球的光通信的發展形勢來看,市場主要集中于歐洲、韓國、日本、中國以及美國等地區,其中日、韓、美等國家技術領先;中國影響力穩步提升,目前是世界第一的寬帶大國,華為、烽火以及中興等企業也已經具備一定的競爭實力。
近幾年中國光通信市場發展強勁,但是從產業鏈競爭方面來看,日美韓等國家占據全產業鏈的光/電芯片以及光組件的核心位置,中國主要以封裝業務為主。在光模塊方面,出現高低端產品陣營分化,目前國內主要以中低速模塊產品為主,高速模塊產品占比低于日美等發達國家。
這些關鍵挑戰有:
Capacity:長途光系統單纖容量能超過100T嗎?
Spectrum:C波段之外,可以利用的新頻譜空間有多大?
NG Fiber: G.652之后,下一代主流光纖是什么?
Algorithm:光信道算法能夠突破非線性難題嗎?
Network: 超大規模網絡規劃能夠找到最優解嗎?
OXC: 能夠實現超低損128維+波長交換嗎?
FTTX: 光接入能否打破TDM機制,實現新型P2MP技術?
Satellite ON: 能否構建高動態、大帶寬、大規模光網絡?
OE Integration: 能否實現超高集成度的一體化光電模塊?
光通信行業發展趨勢
1、數據流量需求激增,光通信行業保持持續增長
伴隨著云計算、大數據、物聯網、人工智能等信息技術的快速發展和傳統產業數字化的轉型,全球數據量呈現幾何級增長。在國內,各種線上線下服務加快融合,移動互聯網業務創新拓展,帶動移動支付、移動出行、移動視頻直播、餐飲外賣等應用加快普及,刺激移動互聯網接入流量消費保持高速增長。
2、光芯片、光器件的重要性日益突出
在光通信產業中,國內企業目前在光通信設備、光纖光纜等領域已經有了長足的發展。然而在光芯片、光器件/光模塊領域,我國仍然處于追逐者的位置。目前我國光通信高端核心芯片90%以上需要進口,盡管近年來中國廠商在無源器件領域已經占據一定份額,有源器件研發加速趨勢明顯,與國外企業的技術差距逐步縮小,但整體上來看,仍是發展最為薄弱的環節。
3、數據中心建設將成為主要增長動力
互聯網數據中心(IDC)屬于互聯網基礎設施范疇。在公有云、云存儲、云服務等云計算業務的驅動下,IDC已成為企業或機構管理IT基礎設施與應用的重要平臺。近年來,我國數據中心建設也明顯加快。
4、5G建設及光纖接入持續推進市場需求
光通信行業在電信市場的應用領域包括無線基站、接入網、骨干網和城域網。隨著5G建設的正式展開、光纖接入的持續普及升級改造,光通信行業在電信市場領域也將保持強勁的需求。目前,5G的建設和商用化已逐步開啟,有望再次拉動對光通信市場的需求。
5、應用領域不斷拓展
在新一代高速寬帶接入、數據中心及5G建設驅動下,光通信行業將迎來新一輪技術、產品升級,DFB激光器芯片、AWG芯片及其他光電集成芯片需求增長迅速,光纖連接器、室內光纜及線纜材料亦將持續增長。寬帶、高速、高密度收發及傳輸將是光通信及數據通信未來發展趨勢。