データセンター光トランシーバーの市場需要と動向

過去25年間で、データセンターでの光ファイバー通信技術の開発は、2での商用光ファイバーリンクの最大容量から大きな進歩を遂げました。。5 - 10Gb／1990年代のsから現在の伝送速度800Gb / sまで。 このような進歩は、大規模なクラウドサービスオペレーターによるより高価な高速（400Gおよび800Gを含む）モジュールの大規模な採用から恩恵を受けています。 さらに、通信事業者' 5Gネットワ​​ークへの投資は、高速で高密度のポート光通信システムのもうXNUMXつの推進力です。

 

1. データセンターの光ファイバートランシーバーの市場を後押しするものは何ですか？

● データセンターへの投資の増加

過去20年間で、通信業界のインフラストラクチャへの支出に大きな変化が起こりました。 近年、エンタープライズネットワークは、従来のハードウェアITおよびソフトウェアへの投資を削減しており、クラウドサービスプロバイダーにアウトソーシングすることを好みます。 ただし、データセンターインフラストラクチャへの投資は、代わりに急速に増加しています。 業界の研究機関は、データセンターの建設が今後数年間でXNUMX％以上の成長率を維持すると予想しています。

 

● DATの急速な成長a センター トラフィック

5年の第2020四半期のTOP26.4クラウドコンピューティングベンダーの支出は56億米ドルに達し、2019年と比較して2021％増加しました。データセンターインフラストラクチャへの投資の増加は、データが存在する世界の光トランシーバーモジュールおよび光デバイス市場に影響を与えています。センターは大規模かつ超大規模に向かって動いています。 一方、データネットワークの急速な成長は、ファイバートランシーバー市場の旺盛な需要を後押ししており、業界の調査統計機関によると、2025年から100年の間に200桁の成長率を回復すると予想されています。 光ファイバトランシーバのデータレートについては、400GからXNUMXG、XNUMXGへの移行が進んでいます。

 

2. 技術動向：NRZ Serdes、PAM4 Serdes、100GSerdesから

光モジュールのデータレートの上昇により、データセンターネットワーキングの需要を満たすためにオプトエレクトロニクスチップを同時に開発する必要があります。 25年に最初に製造された2013GNRZ Serdesウェーハプロセスは、 100G QSFP28 2015年後、50G PAM4 Serdesウェーハプロセスが導入され、400年に2019Gシリーズ光モジュールの最初の商用出荷につながりました。さらに、100G Serdesプロセスは、800年に2020GbE光ファイバートランシーバモジュールの開発にも拍車をかけます。 、それに基づいて、200G Serdesプロセスは、1.6年に2023Tの日付速度で光ファイバートランシーバーネットワークソリューションを革新することが期待されています。

 

データセンターの進化は、それぞれ25Gシリーズの光トランシーバー、50G、および4Gの光モジュールに対応する100GNRZ Serdes、200G PAM100、および400 / 800GSerdesの時代を経てきました。 データセンターの接続は、データセンター内の相互接続とデータセンター間のDCI相互接続に分けられます。 したがって、異なる距離間のネットワーク接続には、さまざまなファイバーからイーサネットへのトランシーバーソリューションが必要です。

 

データレートの上昇とは別に、ファイバチャネルトランシーバに適用される信号変調技術は、NRZからPAM4を介して、光チャネルが1×2から1×4および1×8に進化する最新のコヒーレントにアップグレードされました。

 

 

3. 光トランシーバーの市場動向の特徴

データセンターの光モジュールの主な要件は、高速、低コスト、低消費電力、小型パッケージ、および低電力です。 データセンターのネットワーク設計とアーキテクチャはフラットな構造に進化しており、遅延と拡張の問題を解決しています。 しかし、それは東西のトラフィックの急激な増加を引き起こし、より高速なデータネットワークソリューションを必要とします。

 

データセンターの光相互接続（DCI）の需要は大幅に伸びており、コヒーレントテクノロジーに基づいて、100 Gb / s、200 Gb / s、および400 Gb / sの光ファイバーモジュールが長距離伝送の標準的なテクニカルネットワーキングソリューションになります。 光トランシーバーは、超長距離向けの当初のソリューションから、メトロ/アクセスネットワークやデータセンター間の高速相互接続市場など、近年特に懸念されている伝送市場に急速に進出しています。 これまで、400G ZRの仕様がリリースされており、ZR +は計画を進めています。

 

4. 50G / 100G光学モジュール用の400GSerdes

100GSerdesおよびVCSEL光チップをベースにした400G / 50G光モジュールは、主に100メートルの短距離伝送用ですが、シリコンフォトニクスおよびEMLをベースにしたモジュールは、100メートルから500キロメートルまでの単一波長2Gの主なソリューションです。 光チップの直線性と分散の技術が未成熟であるため、DMLソリューションを最適化する必要があります。

 

光チップが異なれば、プロセス要件も異なります。 マルチモードVCSELは通常COB（チップオンボード）技術を採用しており、EMLとシリコンライトの場合はCOC（チップオンセラミック）結合です。 シリコン光結合の許容値は、シングルモードの許容値よりも制御が困難です。 したがって、シリコンフォトニクス技術は業界のエンジニアにとって依然として挑戦的です。

 

Δ 100GSerdesをベースにした400G / 50G光モジュール

5. 400Gシリーズ光モジュールソリューション

VCSELチップをベースにした光モジュール製品には、短距離400m用の8G SR4.2 /SR100製品が含まれます。 100G、100G DR1、 100G FR1/ LR1 / ER1、400G DR4 / FR4、400G LR4光ファイバートランシーバーモジュールはEMLチップをベースに、100G DR1 / FR1、400G DR4、400G-ZRはMZM（SiPh）をベースにしています。

 

6. さまざまな400G光モジュールチップの比較

帯域幅に関しては、EML帯域幅に関する現在の研究では、60GHzに到達できるのに対し、Silicon PhotonicsMZMは50GHzに到達できることが示されています。 VCSELチップをベースにした400G光トランシーバーは100mの短い伝送範囲をサポートし、MZM（SiPh）を備えたモジュールは500mと2kmの範囲で優れています。 EML光ファイバーチップは高価ですが、2km、10km、40kmという長い伝送距離をサポートします。 バッチ容量に関しては、COMSプラットフォームのシリコンフォトダイオードに基づく400G光ファイバーモジュールは、オプトエレクトロニクスと大量生産のハイブリッド統合を実現できます。

 

7. 400Gと100Gファイバーモジュールの消費電力の比較

シングルウェーブ100Gシリコン光モジュールソリューションとEMLソリューションの消費電力とパフォーマンスを比較すると、シングルウェーブ100G EMLモジュールの消費電力は4.5Wと少し高く、シングルウェーブ100Gシリコンオプティカルソリューションです。 3.5W以内で制御されます。 また、シリコンフォトニクスは、光アイダイアグラムの観点から、単一波100Gおよび400GDR4光ファイバートランシーバーのパフォーマンス要件を満たすこともできます。

 

シリコンフォトニクスを他と区別するのは、MZM + SSC + PDを統合する能力ですが、シリコンフォトニクスに基づく結合挿入損失は大きく、高出力CWおよびDFBと一緒に動作する必要があります。 SiPhチップを備えた400Gファイバートランシーバータイプと比較して、400G DR4 EMLは12Wのより高い電力を消費しますが、400G DR4 SiPhLは10W以下であり、2つのCWとDFBのみを必要とします。 さらに、400G DR4 SiPhLは、マルチチャネル統合と4CH MZM + SSC + 4CH Pが可能です。したがって、コストと消費電力の点でより有利です。

 

8. データセンター800G光モジュールの進化予測

業界によると、次世代の 800G プラガブル光トランシーバーは、8 段階で開発されると予測されています。100G Serdes に基づく 100x8G コヒーレント光トランシーバーは、100G/I の光インターフェイスを備えた 800 つの独立した送受信チャネルを提供します。フォーム ファクターには、8G-DR800、8G-SR800、8G-FR8/LR2021 が含まれ、2023 年に導入される予定です。800 年には、4G Serdes + ギアボックスに基づく 4G -DR100/FR4 が、DSP PAM8 4 入力 200 出力の送受信経路を介して、2025G/I の光インターフェイスで実装されます。1.6 年までには、200G Serdes に基づく 8T が、200 つの独立した送受信チャネルを備え、光ポートが XNUMXG/l で発売される予定です。

 

Δ 800Gプラガブル光ファイバートランシーバーシリアルとその技術仕様

 

200Gオプトエレクトロニクスチップの見通しにより、200年には2022G / l関連のオプトエレクトロニクスチップが徐々に準備され、1.6T（8 * 200G）のプラガブル光モジュールの実装が促進され、102.4Tの開発が促進されると予想されます。スイッチ。 100G / l光学デバイスをベースにした出荷は約10年続きます。

 

9. データセンター向けファイバーモールの光トランシーバーソリューション

現在、FiberMall には 100G 製品のフルレンジがあり、これまでに大量の出荷を獲得しており、400G 光ファイバー製品は少量の段階にあります。 データセンター ネットワーク ソリューション用の 800G DR8、100G DR1/DR1+ 光モジュール、および 200G ベアラーでのバックホール用の 4G LR4/ER5 光モジュールは、顧客から大きな注目を集めています。 FiberMall の単一波 100G 技術は成熟段階に入り、8*100G 光モジュール ソリューションの優れた基盤を築いています。

 

Δ データセンター相互接続用のFiberMall光モジュールソリューション

2020 年のデータセンターの開発は、年間を通じて光通信業界のブームの主な原動力の XNUMX つとなっています。 近年、データ通信市場は、光通信業界チェーンのすべての企業にとってホットケーキのようなものです。 通信用光モジュールのリーディング企業として、FiberMall はデータ通信の分野で綿密な開発と優れた競争力を持っています。

 

最後の言葉

データセンターの急速なトラフィック増加により、トランシーバーモジュールを含む高度なネットワークデバイスに対する市場の需要が加速しており、市場はより高いポート密度とより高速な転送速度をサポートする必要があります。 これらのデバイスは、ネットワークデバイスのさまざまな層を接続するための高速光モジュールの大規模な展開につながります。