데이터 센터 광 트랜시버에 대한 시장 수요 및 동향

지난 25년 동안 데이터 센터에서 광섬유 통신 기술의 발전은 2개의 상용 광섬유 링크의 최고 용량에서 크게 발전했습니다..5-10Gb/1990년대 초 현재 800Gb/s의 전송 속도. 이러한 진전은 대규모 클라우드 서비스 사업자가 더 비싼 고속(400G 및 800G 포함) 모듈을 대규모로 채택한 덕분입니다. 또한 통신사업자는' 5G 네트워크에 대한 투자는 고속 및 고밀도 포트 광통신 시스템의 또 다른 원동력입니다.

 

1. 데이터 센터 광섬유 트랜시버 시장을 향상시키는 요인은 무엇입니까?

● 데이터 센터에 대한 투자 증가

지난 20년 동안 통신 산업의 인프라 지출에 큰 변화가 일어났습니다. 최근 몇 년 동안 엔터프라이즈 네트워크는 기존 하드웨어 IT 및 소프트웨어에 대한 투자를 줄이고 클라우드 서비스 제공업체에 아웃소싱하는 것을 선호합니다. 그러나 대신 데이터 센터 인프라에 대한 투자가 빠르게 증가하고 있습니다. 업계 연구 기관은 데이터 센터 건설이 향후 몇 년 동안 XNUMX% 이상의 성장률을 유지할 것으로 예상합니다.

 

● 데이터의 급속한 성장a 센터 교통

5년 2020분기 상위 26.4개 클라우드 컴퓨팅 공급업체의 지출은 56년 대비 2019% 증가한 2021억 달러에 이르렀습니다. 센터는 대규모 및 초대형으로 이동하고 있습니다. 한편, 데이터 네트워크의 급속한 성장은 광섬유 트랜시버 시장에 대한 강력한 수요를 주도했으며, 업계 연구 및 통계 기관에 따르면 2025년과 100년 동안 두 자릿수 성장률을 회복할 것으로 예상됩니다. 광섬유 트랜시버의 데이터 전송률은 200G에서 400G에서 XNUMXG로의 전환이 진행 중입니다.

 

2. 기술 동향: NRZ Serdes, PAM4 Serdes 및 100G Serdes에서

광학 모듈 데이터 속도의 증가는 데이터 센터 네트워킹의 요구를 충족시키기 위해 광전자 칩이 동시에 개발되어야 합니다. 25년 첫 2013G NRZ Serdes 웨이퍼 공정으로 양산 추진 100G QSFP28 2015년 후, 50G PAM4 Serdes 웨이퍼 공정이 도입되어 400년에 2019G 시리즈 광 모듈의 첫 상업 출하로 이어졌습니다. 또한 100G Serdes 공정은 800년 2020GbE 광섬유 트랜시버 모듈 개발에 박차를 가할 것입니다. , 이를 기반으로 200G Serdes 프로세스는 1.6년에 2023T 날짜 속도로 광섬유 트랜시버 네트워크 솔루션을 혁신할 것으로 예상됩니다.

 

데이터 센터의 진화는 각각 25G 시리즈 광 트랜시버, 50G 및 4G 광 모듈에 해당하는 100GNRZ Serdes, 200G PAM100 및 400/800G Serdes 시대를 거쳤습니다. 데이터 센터의 연결은 데이터 센터 내 상호 연결과 데이터 센터 간의 DCI 상호 연결로 구분됩니다. 따라서 서로 다른 거리 간의 네트워크 연결에는 이더넷 트랜시버 솔루션에 대한 다양한 광섬유가 필요합니다.

 

데이터 속도의 상승과는 별도로 광섬유 채널 트랜시버에 적용된 신호 변조 기술은 NRZ에서 PAM4를 거쳐 최신 코히런트로 업그레이드되었으며 광 채널은 1x2에서 1x4 및 1x8로 진화하고 있습니다.

 

 

3. 광 트랜시버 시장 동향의 특성

데이터 센터의 광 모듈에 대한 주요 요구 사항은 고속, 저비용, 저전력 소비, 소형 패키지 및 저전력입니다. 데이터 센터 네트워크 설계 및 아키텍처는 지연 및 확장 문제를 해결하는 평면 구조로 진화하고 있습니다. 그러나 동서 트래픽이 급격히 증가하고 더 빠른 속도의 데이터 네트워크 솔루션이 필요합니다.

 

데이터 센터 DCI(Optical Interconnection)에 대한 수요가 크게 증가하고 있으며 일관된 기술을 기반으로 하는 100Gb/s, 200Gb/s 및 400Gb/s 광섬유 모듈이 장거리 전송을 위한 표준 기술 네트워킹 솔루션이 되었습니다. 광 트랜시버는 초장거리용 초기 솔루션부터 최근 몇 년 동안 특히 우려되는 메트로/액세스 네트워크 및 데이터 센터 간 고속 상호 연결 시장을 포함한 전송 시장으로 빠르게 진출하고 있습니다. 지금까지 400G ZR의 사양이 공개되었으며 ZR+는 계획대로 진행하고 있습니다.

 

4. 50G/100G 광학 모듈용 400G Serdes

100G Serdes 및 VCSEL 광칩을 기반으로 하는 400G/50G 광 모듈은 주로 100미터의 단거리 전송을 위한 반면, 실리콘 포토닉스 및 EML을 기반으로 하는 모듈은 100미터에서 500킬로미터까지의 단파장 2G를 위한 주요 솔루션입니다. DML 솔루션은 광학 칩의 선형성 및 분산 기술이 미숙하기 때문에 최적화가 필요합니다.

 

다른 광학 칩의 경우 프로세스 요구 사항이 다릅니다. 다중 모드 VCSEL은 일반적으로 COB(Chip On Board) 기술을 채택하고 EML 및 실리콘 라이트의 경우 COC(Chip On Ceramic) 결합입니다. 실리콘 광 결합의 허용은 단일 모드의 허용보다 제어하기가 더 어렵습니다. 따라서 실리콘 포토닉스 기술은 여전히 ​​산업 엔지니어에게 어려운 과제입니다.

 

∆ 100G Serdes 기반 400G/50G 광 모듈

5. 400G 시리즈 광 모듈 솔루션

VCSEL 칩을 기반으로 한 광 모듈 제품에는 단거리 400m용 8G SR4.2/SR100 제품이 포함됩니다. 100G, 100G DR1, 100G FR1/LR1/ER1, 400G DR4/FR4, 400G LR4 광섬유 트랜시버 모듈은 EML 칩을 기반으로 하는 반면 100G DR1/FR1, 400G DR4, 400G-ZR은 MZM(SiPh)에 기반합니다.

 

6. 다른 400G 광 모듈 칩의 비교

대역폭 측면에서 EML 대역폭에 대한 현재 연구에 따르면 60GHz에 도달할 수 있는 반면 Silicon Photonics MZM은 50GHz에 도달할 수 있습니다. VCSEL 칩 기반 400G 광 트랜시버는 100m의 짧은 전송 범위를 지원하고 MZM(SiPh) 모듈은 500m 및 2km 범위에서 성능을 능가합니다. EML 광섬유 칩은 더 비싸지만 2km, 10km, 40km의 더 긴 전송 거리를 지원합니다. 배치 용량과 관련하여 COMS 플랫폼의 실리콘 포토다이오드를 기반으로 하는 400G 광섬유 모듈은 광전자공학과 대량 생산의 하이브리드 통합을 달성할 수 있습니다.

 

7. 400G 및 100G 파이버 모듈의 소비 전력 비교

단파 100G 실리콘 광 모듈 솔루션과 EML 솔루션의 소비 전력과 성능을 비교하면 단파 100G EML 모듈의 소비 전력은 4.5W로 약간 높으며 단파 100G 실리콘 광 솔루션은 3.5W 이내에서 제어됩니다. 또한 실리콘 포토닉스는 광학 아이 다이어그램 측면에서 단파 100G 및 400G DR4 광섬유 트랜시버의 성능 요구 사항을 충족할 수도 있습니다.

 

Silicon Photonics와 다른 점은 MZM+SSC+PD를 집적할 수 있다는 점인데, Silicon Photonics 기반의 커플링 삽입 손실이 크고, 고전력 CW 및 DFB와 함께 동작해야 합니다. SiPh 칩이 있는 400G 광섬유 트랜시버 유형과 비교할 때 400G DR4 EML은 12W의 더 높은 전력을 소비하는 반면 400G DR4 SiPhL은 10W 이하이며 2CW 및 DFB만 필요합니다. 또한 400G DR4 SiPhL은 다채널 통합 및 4CH MZM+SSC+4CH P가 가능하여 비용 및 전력소모 면에서 더 유리하다.

 

8. 데이터 센터 800G 광 모듈의 진화 예측

차세대 800G 플러그형 광 트랜시버는 업계에 따르면 8단계로 개발될 것으로 예상된다. 100G Serdes 기반 100xXNUMXG 코히어런트 광 트랜시버 off8G/I의 광 인터페이스로 100개의 독립적인 송수신 채널을 제공합니다. Form Factor는 800G-DR8, 800G-SR8, 800G-FR8/LR8이 2021년에 도입될 예정입니다. 2023년에는 800G Serdes + Gearbox 기반의 4G -DR4/FR100가 DSP PAM4 8 in 4G/I의 광학 인터페이스가 있는 200개. 2025년까지 1.6G Serdes 기반 200T가 8개의 독립적인 송수신 채널로 출시될 예정이며 광 포트는 200G/l입니다.

 

∆ 800G 플러그형 광섬유 트랜시버 직렬 및 기술 사양

 

200G 광전자 칩에 대한 전망에 따라 200년에는 2022G/l 관련 광전자 칩이 점진적으로 준비될 것으로 예상되며, 이는 1.6T(8*200G) 플러그형 광 모듈 구현을 자극하여 102.4T의 개발을 촉진할 것입니다. 스위치. 100G/l 광 디바이스를 기반으로 한 출하량은 약 10년 동안 지속됩니다.

 

9. 데이터 센터용 FiberMall의 광 트랜시버 솔루션

현재 FiberMall은 지금까지 대량 출하된 100G 제품의 전체 범위를 보유하고 있으며 400G 광섬유 제품은 소량 단계에 있습니다. 데이터센터 네트워크 솔루션용 800G DR8, 100G DR1/DR1+ 광모듈, 200G 베어러의 백홀용 4G LR4/ER5 광모듈은 고객들의 큰 관심을 받았다. FiberMall의 단파 100G 기술은 8*100G 광 모듈 솔루션을 위한 훌륭한 토대를 마련하면서 성숙 단계에 접어들고 있습니다.

 

∆ 데이터 센터 상호 연결을 위한 FiberMall 광학 모듈 솔루션

2020년 데이터 센터의 발전은 한 해 동안 광통신 산업 호황의 주요 원동력 중 하나가 되었습니다. 최근 몇 년 동안 데이터 통신 시장은 광통신 산업 체인의 모든 기업에게 핫케익과 같습니다. FiberMall은 통신 광 모듈의 선두 기업으로서 데이터 통신 분야에서 심도 있는 개발과 큰 경쟁력을 가지고 있습니다.

 

최종 단어

데이터 센터의 급격한 트래픽 증가는 더 높은 포트 밀도와 더 빠른 포워딩 속도를 지원하기 위해 시장이 요구하는 트랜시버 모듈을 포함한 고급 네트워킹 장치에 대한 시장의 수요를 가속화했습니다. 이러한 장치는 차례로 다양한 계층의 네트워크 장치를 연결하는 고속 광 모듈의 대규모 배포로 이어질 것입니다.