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光器件和模块市场分析:PAM4和64QAM的崛起

摘要:为满足数据?#34892;?#24314;设和扩张带来的数据?#34892;?#36830;接需求,光模块和器件供应商正在发展基于PAM4编码和64QAM的解决方案,提供相干调制,以降低连接成本并提升每个连接的带宽。HR最新发布的报告50家领先供应商的产品和战略。

  ICCSZ讯(编译:Nina)向?#21697;?#21153;和虚拟化网络的转移使数据?#34892;?/a>成为行业的?#34892;模?#24847;味着数据?#34892;?/a>内部和数据?#34892;?/a>之间的连接对商业和个人服务的交付产生巨大影响。世界各地都在建设超大规模数据?#34892;?/a>,这些都需要连接。为满足这一需求,光模块和器件供应商正在发展基于PAM4编码和64QAM的解决方案,提供相干调制,以降低连接成本并提升每个连接的带宽。

  到服务器的连接大多已经达到25Gbit/s,大型数据?#34892;?/a>的交换机之间的链路已经达到100Gbit/s。采用集成新技术并采用高效制造技术生产的SFP28和QSFP28模块的推出降低了这些连接的成本,并促进了市场的大规模增长。下一阶段是为交换机之间的链路引入100G单lambda解决方案和经济高效的400G模块。这一步所需的物理层(PHY)设备已经可用,12.8Tbit / s交换设备已经投产,第一个400G QSFP-DD和OSFP光模块已经出样。

  超大规模数据?#34892;?/a>运营商的崛起极大地改变了市场。从10G和40G切换到25G和100G的过程非常快。数据?#34892;?/a>新建或升级的规模和数量?#23478;?#21619;着,只要价格合适,器件已经合格,生产线就可以运行,新技术就可以批量发货。现阶段,第一批用于数据?#34892;?/a>的400G PHY设备和光模块已经可用,在等待领先的超大规模运营商进行?#20449;?#30340;大规模部署过程中,供应商们已经在争夺市场地位。

  许多受益于25G和100G的公司正将他们的投资投入应用于数据?#34892;?/a>的单Lambda PAM4 100G和400G解决方案。这需要新的PAM4 PHY器件,以满足400G OSFP和QSFP-DD模块的功率限制。一些公司还投资了50G和200G PAM4 PHY,以实现25G和100G的经济高效升级。Heavy Reading预计50G SFP56和200G QSFP56模块将成为临时解决方案,但目前尚不清楚它们的使用?#27573;?#25110;使用时间有多长。40G就是一个?#20013;?#22810;年的临时解决方案。

  最初为100G长途网络开发的相干技术现在广泛应用于长途连接,包括海底、城域网以及数据?#34892;?/a>之间的数据?#34892;?/a>互连(DCI)。数据?#34892;?/a>互连市场发展迅速,许多?#20302;?#20379;应商?#21830;?#20379;80-500公里传输距离的解决方案。对于长途和城域应用,一些领先的设备制造商继续采用内部设计的相干DSP设计。Ciena已将其相干DSP解决方案提供给光模块供应商,Lumentum目前出货的400G模块则是基于此设计。最新的DSP ASIC可支持600G 64Gbaud 64QAM解决方案和CFP2-DCO模块。下一步是引入7nm DSP,以支持从2020年开始部署的计划用于传输距离上达100公里的400G链路的高性价比400ZR模块。

  这仍然是一个?#27426;?#21464;化的市场。Lumentum已经完成?#23637;篛claro,思科宣布?#23637;篖uxtera,而几家中国光模块厂商已经加入数据?#34892;?/a>400G战场。应用于数据?#34892;?/a>的100G单Lambda和400G所需的PAM4 PHY器件的上市非常具有挑战性。采用28nm和14/16nm技术的PAM4 PHY解决方案已经出样6个多月,现在7nm解决方案?#37096;?#22987;加入。

  Heavy Reading在新发布的《The Rise of PAM4 and 64QAM: A Competitive Analysis of Optical Modules & Components》报告分析了关键网络、光模块和半导体技术,并详细介绍了它们在25G、100G、200G、400G和600G端口上的应用,评估和分析了50家领先供应商的产品和战略。

  报告的主要发现如下:

  1. 数据?#34892;?/a>运营商正在推动经济高效的400G解决方案。应用于数据?#34892;?/a>互连的400G CFP8模块和400G相干模块已经可用,但对于数据?#34892;?/a>市场来说成本过高。这促使器件供应商尽快提供更具有吸引力的400G解决方案。

  2. 首批400G QSFP-DD和QSFP模块正在推出。一些供应商正在采样100GBASE-SR8、100G-FR4和100GBASE-LR8模块。更多供应商计划在2019年推出400G QSFP-DD和QSFP模块。

  3. 100G单Lambda即将到来。首批100GBASE-DR和100G-FR模块正在采样,多家供应商需要100GS/s PAM4 PHY。100G Lambda MSA在2018年9月的ECOC展会上展示了多供应商解决方案,并将推动这些解决方案的发展。这些发展也在推动使用四个光学通道的经济高效的400G解决方案。

  4. 50G和200G光模块广泛可用。 多家供应商?#21830;?#20379;200G QSFP56模块和50G SFP56模块。一些供应商?#37096;商?#20379;200G QSFPDD模块。

  5. QSFP28显然是占主导地位的100G模块,有近30家供应商。 QSFP28模块用于大部分网络,用于从几米到40千米的100G连接。这些模块提供的高密度和成本效益目前无与伦比,它们被SFP模块取代仍将需要?#27426;?#26102;间。

  6. 在数据?#34892;?/a>互连和城域连接中,400G将接替100G/200G。领先的设备制造商已开发出自己的相干收发器解决方案。与?#36865;?#26102;,Acacia、Inphi、Menara和NEL支持DP-QPSK、16 QAM和64 QAM调制的400G/600G相干DSP正处于不同的开发阶段,目前已有几种可用。 Ciena已同意为两家光模块供应商提供其400G相干DSP,改变了市场并提供替代解决方案。 400ZR?#20449;?#20026;长达100公里的数据?#34892;?/a>互连链路提供经济高效的400G。

  7. 城域应用中CFP2-DCO模块正在取代CFP2-ACO。CFP2-ACO模块通过整齐地封装光学元件并与任何DSP配合,为100G和200G相干连接提供了极具吸引力的升级选择。采用集成16nm相干DSP的CFP2-DCO模块,则通过提供成本效率的解决方案并降低?#20302;?#24320;发成本,彻底改变了这一方程式。

  8. 扩展温度?#27573;?#30340;模块在无线后/前传应用中已可轻易获得。许多供应商的扩展了温度?#27573;?-40°C至-85°C)的25G/28G SFP28模块已在出货。?#34892;?#36824;支持无线前传应用所需的增强型通用公共无线电接口(eCPRI)/ CPRI。一些供应商已经出货或在开发50G和100G模块。

  9. PAM4已被迅速用于高速链路。 业界已将PAM4用于数据?#34892;?/a>和企业?#20302;?#30340;下一代接口。多家供应商拥有PAM4 PHY/Mux和时钟数据恢复(CDR)组件,并且使用50G PAM4的100G,200G和400G模块已在出货。现阶段,支持单Lambda 100G、经济高效的400G和800G的100G PAM4解决方案已在出样。

  10. 7 nm硅技术是充满活力的400G PHY市场的关键。首批7nm PHY器件即将可用,所有领先供应商都在积极开发7nm。采用14/16nm技术的400G PAM4 PHY已经可用,但7nm解决方案将增加竞争力,并且?#30340;?#26222;遍认为它能降低400G功耗和成本。400ZR的大多数相干DSP开发是基于7nm。

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