【OVC】中國(guó)硅光產(chǎn)業(yè)論壇 烽火曹權(quán)：硅光在相干傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用發(fā)展

      ICCSZ訊 （編輯：Anton）11月12日，在第二屆中國(guó)硅光產(chǎn)業(yè)論壇上，烽火通信系統(tǒng)部曹權(quán)博士發(fā)表《相干光傳輸系統(tǒng)中對(duì)硅光子技術(shù)需求》主題報(bào)告。他主要聚焦在相干光通信領(lǐng)域，談了相干光傳輸系統(tǒng)和模塊對(duì)硅光技術(shù)的應(yīng)用和技術(shù)需求。

      現(xiàn)如今相干光模塊主要用在骨干傳輸層，覆蓋百公里級(jí)及以上距離傳輸，未來(lái)在5G回傳和DCI互聯(lián)也有一些應(yīng)用場(chǎng)景。

  光傳輸系統(tǒng)中的線卡容量在逐年提升，從2017年以前的單線卡200G已經(jīng)提升到目前單線卡容量的1.2T，與之配套的光模塊容量也在不斷上升。受制于大容量直調(diào)光模塊的傳輸距離瓶頸，近年來(lái)業(yè)界在討論相干傳輸技術(shù)下沉的可能性，普遍認(rèn)為400G ZR在80-120Km會(huì)使用相干技術(shù)，800G相干光模塊也有望在10km場(chǎng)景中獲得應(yīng)用。

  根據(jù)光模塊可插拔的演進(jìn)趨勢(shì)，分立器件已經(jīng)不能再支持光模塊朝CFP2或更小封裝形態(tài)繼續(xù)演變。與之相比，光子集成技術(shù)(硅光子或InP)被公認(rèn)是實(shí)現(xiàn)未來(lái)小型化可插拔相干模塊的理想技術(shù)選擇。

  對(duì)比硅光子和InP(磷化銦)兩個(gè)平臺(tái)技術(shù)，曹權(quán)認(rèn)為，首先純粹從性能來(lái)看，InP要強(qiáng)于硅光子，InP材料已在商用中證明其強(qiáng)大的光發(fā)射能力，它可以有效集成激光器，其次是光調(diào)制，InP也具有更高的調(diào)制速率和更低的功耗。但是硅光具有大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢(shì)，具有低成本和高可靠性的預(yù)期。另外硅光在功能性、集成度和降低封裝復(fù)雜度上面也更具優(yōu)勢(shì)。在200G-400G時(shí)代，InP和硅光還處在各有優(yōu)劣的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，市場(chǎng)能否成功需要關(guān)注具體產(chǎn)品的性價(jià)比和可靠性水平。

  在相干光模塊領(lǐng)域，硅光技術(shù)有三個(gè)機(jī)會(huì)點(diǎn)。一是硅基ITLA，制備超窄線寬的ITLA。第二是目前主流的集成硅光器件，Acacia、Elenion、Ciena等公司已經(jīng)在利用硅光技術(shù)把Driver、調(diào)制器和ICR集成在一個(gè)光器件中來(lái)提高集成度，也就是IC-TROSA。這會(huì)是硅光技術(shù)在相干模塊中的最主要應(yīng)用.。第三個(gè)是DSP集成co-package器件，這個(gè)技術(shù)可以幫助硅光技術(shù)在QSFP-DD中應(yīng)用。

  在和InP技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)中，硅光目前存在一些挑戰(zhàn)：

       第一個(gè)問題是，帶寬還達(dá)不到InP的水平。InP平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)32Gbaud、64Gbaud、128Gbaud的速率傳輸。硅光調(diào)制器目前可以實(shí)現(xiàn)64Gbaud速率，但是需要在芯片設(shè)計(jì)、電芯片匹配以及封裝等多方面進(jìn)行優(yōu)化.如果波特率繼續(xù)提升，如128Gbaud(應(yīng)用在400G QPSK的長(zhǎng)途傳輸)，硅光就陷入了瓶頸，目前看來(lái)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)非常困難。

  第二個(gè)問題是，硅光損耗較大。相干領(lǐng)域中，硅光器件當(dāng)前整體損耗較大，需要引入昂貴的EDFA，這會(huì)降低硅光技術(shù)的成本優(yōu)勢(shì)。

  第三個(gè)問題是，硅光全波段的性能一致性問題。波長(zhǎng)擴(kuò)展(C++或者C+L)是未來(lái)長(zhǎng)期解決單纖容量的趨勢(shì)，這就要求光器件的性能滿足全波長(zhǎng)性能穩(wěn)定一致的要求。硅光在性能上面臨長(zhǎng)波長(zhǎng)響應(yīng)度、損耗波長(zhǎng)一致性以及相位誤差寬波段一致性等多方面的挑戰(zhàn)。

  曹權(quán)總結(jié)說，硅光子技術(shù)由于其高集成度和低成本預(yù)期是當(dāng)前相干光模塊的熱門技術(shù)，收發(fā)集成的IC-TROSA是當(dāng)前的主要應(yīng)用需求。然而要提高硅光的競(jìng)爭(zhēng)力仍需解決高波特率、低損耗、超寬的波長(zhǎng)工作范圍等多個(gè)技術(shù)問題，需要廣大從業(yè)者努力去攻克和優(yōu)化。此外，硅光產(chǎn)業(yè)鏈還不夠完善，還需要一個(gè)可靠穩(wěn)定的Fab，需要大家共同建立一個(gè)良好的硅光產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境，推動(dòng)硅光技術(shù)在相干領(lǐng)域進(jìn)一步發(fā)展。