在过去的几年里,中国始终引领光网络的发展,其中包括100Gb/s的远距离DWDM网络,以及面向FTTx的GPON及无线前传和回传网络等接入网络。DWDM网络的部署由中国移动和中国电信所推动。而预计,阿里巴巴、百度和腾讯等数据中心公司将引领中国光基础设施部署的下一波大潮,构建100G和400G数据中心光互连,以及数据中心相干DWDM网络互连。

根据Light Counting的市场调查,全球有75%以上的FTTx PON网络部署在中国。GPON已成为主流,现正向XGPON过渡。

根据2016年4月25日Cisco发布的全球云指数(GCI),为了满足急速增长的带宽需求,各云数据中心都在迅速向100G光互连过渡,并为逐步迈向200G、400G乃至更高速率做好准备,同时通过长期发展策略来降低每比特平均交付成本。然而截至目前,100G光互连要在云数据中心实现主流商业应用仍需巨额投资,高昂的成本令人望而却步。根据电信服务提供商的经验证明,投资100G技术是一项可造福未来数十年的部署,因此,云数据中心的运营商们会每隔三五年进行一次网络升级,以现有基础设施1/5的成本结构逐步提高带宽容量。如今的云数据中心每年需要处理约5万亿GB的数据流量,而随着数以百万计的新用户加入到云连接应用经济当中以及新物联网(IoT)基础设施的上线,这一数字在未来几年间还将呈现指数式增长。

然而,随着工作速率逐步增加到100G和400G及更高,而且伴随着对相干DP-QPSK和QAM以及PAM4等复杂调制方案的需求,在使用不同供应商的不同元器件并试图使这些元器件彼此兼容时,工程师面临重重困难。

数据速率的提高,意味着需要全面了解实现高效电路板布局所需的所有元器件。因此,最佳办法是与能够提供实现这一目标的完整产品和技术解决方案的供应商合作。

像MACOM这样的公司,能够提供全面的光通信技术和元器件解决方案。日前,MACOM光学销售部门副总裁Ali Abouzari在接受本刊采访表示,该公司在实现这些高速和接入光网络部署方面发挥着重要作用。该公司可提供面向100G、200G和400G DWDM网络的相干驱动器、EFT(Etched Facet Technology,端面刻蚀技术)激光器和PMD IC以及100G TOSA和ROSA,而且最近还推出了PAM-4 PHY解决方案。在不久的将来,该公司预计将利用其可扩展、高性能和高能效的硅光子L-PIC平台,在数据中心内实现高性价比的高速互连方案。

Abouzari先生告诉记者,MACOM利用其EFT技术以及大规模的制造能力,可以把握住100G技术在云数据中心领域的发展机遇,再创像之前在PON市场(DFB激光器世界上最大单位数量和对成本敏感的市场,需要使用到InP)那样的突破性成本结构降低。借助EFT和4英寸InP晶圆厂的制造规模,MACOM已向PON市场出货超过2亿个sub-10G激光器,据估计2016年超过70%的市场份额。

EFT技术可利用晶圆级制造的成本结构优势,提供克服传统CFT(Cleaved Facet Technology,划片镀膜技术)固有限制的技术和产能优势,使面向光收发器模块的激光器的制造成本显著降低。

此外,该公司提供了“交换芯片到光纤”的所有关键元器件。其不仅能开发这些兼容的元器件,还能为客户在设计模块和系统时提供支持。此外,其还能提供用于CFP、CFP2和QSFP28模块的集成了激光器、驱动器和TIA的TOSA和ROSA。

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此外,对于5G市场,MACOM在过去解决了无线市场问题,现在能提供从10Gb/s过渡到25Gb/s的全面解决方案,满足新的无线要求。发送/接收数据流的数量增长高达8倍(从8T8R增到64T64R),对于sub-6GHz系统支持的带宽至少增加了67%(至100MHz),而对于毫米波系统则增加了一个数量级(至800MHz),因此迫切需要提高前传和回传解决方案的数据速率,以实现5G甚至pre-5G的部署。

“我们面向100G云数据中心应用的25G激光器产品组合将EFT技术的固有优势融于一身。MACOM的25G激光器产品组合充分利用了我们自主的晶圆级InP制造优势,汲取了我们在竞争激烈的成本敏感的PON市场中的宝贵经验,体现出超越现有主流激光器供应商的成本和产能优势,巩固了我们在行业的领导地位,为支持云数据中心的爆炸性增长做出贡献。MACOM在EFT激光器的成功基础上,迅速展开对EFT更深层次的开发,利用EFT将光学器件(包括激光器、调制器和多路复用器)无缝集成到单个芯片上,面向100G应用推出业界首个集成有激光器(L-PIC)的硅光子集成电路(PIC)。”Abouzari表示。

MACOM解决了以高产出和高耦合效率实现激光器与硅光子集成电路集成的挑战,使采用硅光子集成电路在云数据中心实现高速、高密度光互连成为现实。另一方面,为传输高数据速率信号,5G还为用于无线前端和回传的高射频设备增添了新要求。MACOM从其毫米波技术中汲取经验,并拓展了其5G接入的研发领域。首批用于5G前端应用且集成有硅基氮化镓功率放大器的模块已销售了数千件,充分获得市场认可。

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