據美國光電產業發展協會(OIDA)發布的“未來10年光通訊發展前景”預測,2015年前全球光通信市場有6大主要發展趨勢:以太網將繼續保持強勁的增長勢頭;2015年核心網的比特率將達到40Gbps,接入網的比特率將達到10Gbps;2015年運營商的傳輸總容量將達到100Tbps的水平;對于可調性能,OEIC(光電集成電路)以及模擬數字信號處理,速率/協議透明的光器件將成為主流;光器件需要進一步降低尺寸、成本和功耗; 對帶寬需求的增長將推動FTTH的發展。
Ovum-RHK對全球PON市場規模預測,2010年之后GPON將超過EPON。 Ovum-RHK對全球PON市場規模預測,2010年之后GPON將超過EPON。
光通信器件一般分為光有源器件、光無源器件、光交換器件、光子集成器件和大功率激光器。
從市場需求來看,光收發一體模塊的最大需求動力將來自光接口以太網交換機。光纖到戶市場將對突發性光收發模塊市場起到強有力的推動作用。 在“2006年中國光電產業高層論壇”上,專家指出:下一代光網絡發展的根本動力是“構建具備靈活帶寬調配能力和新業務接入能力的自動交換光網(ASON)”。在對全球光纖通信模塊和分立元器件的總市場規模的預測中,Ovum-RHK分析師Karen Liu表示,未來的光通信市場將形成“WAN、數據通信和FTTx”市場三足鼎立、相互支持的局面,通過“共享平臺技術和化合物半導體技術、平面波導技術及納米結構的創新”,將降低光通信器件的成本,并使光通信“在數據通信和接入網市場戰勝銅互連技術”,最終將實現FTTx。 為此,本文采訪了國際光收發器方案提供商和中國光通信設備制造商,具體介紹光收發器市場的發展趨勢。 全球光纖通信模塊和分立元器件的總市場規模預測。
全球光纖通信模塊和分立元器件的總市場規模預測。
數據通信需要更高速率,10Gbps光收發器市場開始啟動 光收發模塊由光電子器件、功能電路和光接口等結構件組成,光電子器件包括發射和接收兩部分。Ovum-RHK分析師Karen表示,鑒于SONET/SDH轉向采用10Gbps收發器,從2008年起2.5Gbps光收發器有望走向衰落。另外,據來自IEEE的消息顯示,未來5年內OEM公司將購買多達6300萬個10Gb鏈路接口。因此,未來光收發器市場的主流速率將是10Gbps。
以安華高科技為例,該公司一直是光纖收發器領域的技術領導者,領導開發了10Gb以太網XENPAK收發器模塊,在IEEE 10GbE標準化過程中發揮了關鍵作用,并積極參與X2和XFP MSA小組的工作。安華高現在領導著IEEE 802.3aq工作小組,致力于制訂10GBASE-LRM標準,使用電子色散補償(EDC)技術及10Gbps串行以太網光纖收發器,通過傳統多模光纖經濟地驅動300米的傳輸距離。此外,安華高面向10Gbps企業網、存儲網和電信網應用的XFP光纖收發器可以將端口密度從高端多端口路由器和交換機轉換為到單端口網絡接口卡和主機總線適配器,基本配置包括一個10公里的鏈路,通過單模光纖連接企業園區之間及大型企業站點和本地電話局之間的網絡。
Ovum-RHK的通信器件顧問服務副總裁Daryl Innis曾經對此評價說,XFP產品最終將在10Gbps市場占據主導地位,因為它提供了成本最低的解決方案,擁有高密度線路卡所需的小型尺寸,并可以用于多種市場領域,包括支持Escon協議、以太網10GBASE-LRM、光纖通道10Gb串行PMD、SONET/SDH、Telcordia GR-253-CORE SR-1及ITU-T G.691 STM6? I6?.1。據EectroniCast的數據,10Gbps數據通信收發模塊的需求總量2010年將增長到90億美元,以太網將成為該市場增長的主要推動力。
對于40Gbps光收發模塊市場,調查機構CIR預測將在2008年啟動,這部分市場的產值到2011年將達到3.5億美元。烽火科技張園分析說:“大容量高端路由器和交換機將推動40G光接口在ASON節點設備中的應用。”
在過去5年中,中國市場部署了一系列重大光通信項目,其中包括:80×40Gb/sDWDM系統設備、40Gb/sSDH(STM-256)光纖通信設備與系統、超高速光電子器件和關鍵芯片、WDM超長距離光傳輸系統工程、自動交換光網絡320G和1.28T節點設備、城域網多業務環自主國際標準和設備實用化、光纖到戶(FTTH)研發與產業化,從而推動提高了中國企業在關鍵光電子器件領域的研究水平。例如,中國已經成功開發出單片集成寬帶可調諧半導體激光器、10Gbps和40Gbps DFB與EA調制器單片集成光源、單片集成可調諧窄帶諧振腔增強型光探測器等一系列單片光子集成器件。武漢郵電科學研究院副院長呂衛平說:“以40Gbps為基礎的超高速超大容量光傳輸系統有望形成每年數十億元的產值。”
對于未來的發展,清華大學教授范崇澄表示:“40Gbps系統遠遠達不到降低每比特成本的目的,中國市場上在2~3年內不會大規模敷設。”盡管如此,未來5年內,中國已經把40G/100G以太網和SDH、容量超過3.2Tbps的波分復用、光接入與光交換新技術、新型光網絡體系結構與關鍵技術、新型光電子功能模塊與傳輸子系統等等作為下一步的研究發展方向。
迫于成本壓力,接入網1Gbps光收發器仍占主流 業內專家表示,無源光網絡(PON)技術和多業務光接入平臺是FTTH接入網市場的發展方向。目前,以EPON為代表的技術開始進入大規模的商用階段、基于SDH、PDH技術的多業務接入平臺成為企業用戶市場的主流。深圳瑞斯康達科技的技術支持工程師劉書福表示,由于受到電信局端端口的限制,1Gbps光收發器仍然是EPON設備采用的主流光收發器。烽火通信的接入網產品部高級產品經理鄒泉也表示,他們采用的光收發器以光訊科技的產品為主,并表示目前烽火科技集團光通信器件的國內市場占有率超過60%。
在基于SDH、PDH技術的多業務接入網市場,北京潤光泰力科技發展有限公司市場部經理劉科學認為,融合多業務是光端機發展方向和出路。為了滿足這一需求,潤光泰力公司推出了新一代綜合接入系統引擎—RC7017芯片方案,很好的解決了快速以太網傳輸的問題,結合潤光泰力的其他芯片能很容易實現語音和視頻的傳輸,并推出了RC7017、RC7210、RC7222、RC7235、RC3000等系列解決方案芯片。
對于中國本土光通信和光收發器方案提供商的崛起,并考慮到現有電信設備及其升級的需要。安華高科技中國及香港地區總經理李艇先生表示,要通過提供支持1Gbps、2Gbs和4Gbs單模和多模光收發器的全系列產品,來滿足交換機之間的連接、存儲復制以及其它長距離應用領域對光收發器的需求。
比較而言國外公司的光收發器方案,深圳瑞斯康達的劉書福說,國產的1Gbps光收發器有很大的成本優勢,因此,是FTTH接入網的主要選擇;但是,安華高的產品線比較寬,用戶選擇多,能夠滿足今后接入網向1Gbps以上速率轉移的需要。
根據Ovum-RHK公布的數據,預計到2010年,4Gbps長距離光通信器件市場的年復合增長率將達到55%。Ovum-RHK預測全球用于數據通信領域的光器件(OC)市場銷售收入將以11%的平均年復合增長率,持續增長到2011年的13.4億美元,用于以太網的光收發器將成為市場增長的絕對推動力。
未來熱點趨勢 在EPON接入網領域,烽火科技的張蓉表示:“以太網無源光網絡(EPON)和吉比特無源光網絡(GPON)是當前的爭論熱點”。張蓉說:“EPON核心芯片廠家數量眾多,已經發展到了第三代SoC階段,可以支持EPON系統的大規模部署;而GPON的核心系統的相應模塊還不夠成熟,難以形成大規模商用。”對此,烽火科技的高鵬認為,市場面臨的關鍵問題在于“EPON的單線成本僅僅在GPON的三分之一左右。僅僅光器件成本,GPON就遠遠高于EPON。”
目前EPON產業鏈日趨成熟,Passave、Teknovus、Centillium和Immenstar等國際公司都推出了EPON芯片。中國武漢光訊科技設計的具備TDM、IP數據和視頻廣播能力的“EPON單纖三向模塊”已研制成功并投入生產。烽火公司的專家預測,中國2006到2008年FTTH市場規模將分別達到2.5億元、9億元和18億元。但是,武漢光電國家實驗室黃德修教授則持不同觀點,他表示中國光纖到戶的市場可能會在2010年左右才有很大的增長。
從今年的深圳高新技術成果交易會上我們可以看到,FTTH的典型工程包括網吧接入、村村通和3G移動基站的接入。以烽火通信的方案為例子,一個EPON方案由一臺光纖配線單元(OLT)、光分路器和16到32個光網絡單元(ONU)組成。每一個OLT配備一到兩個千兆以太網光收發器接口,并預留兩個小型可插拔(SFP)收發器端口;每一個ONU配備一到兩個同等速率的光收發器。由此可見,FTTH市場一旦大規模啟動,OLT和ONU對光收發器的需求有望以幾何級數高速增長。
如68頁圖所示,對于Ovum-RHK對全球PON市場總規模的預測,需要注意:2010年之后GPON將大幅超過EPON市場規模。此外,據Infonetics Research的消息,目前全球大約2/3的PON收入來自FTTH網絡,1/3的收入來自FTTB網絡,這兩部分的差距將越拉越大,到2009年,PON收入的絕大部分將來自FTTH市場。
對于全球通信市場的發展,Ovum-RHK分析師Karen表示,FTTH正在迅速成為21世紀光通信時代的重要基礎設施。Heavy Reading分析機構在“2006~2011年FTTH全球市場及技術預測”中分析,未來數年,亞洲將主導FTTH的發展,中國將最終取代日本而成為亞洲FTTH市場的領導者。
在對FTTH光模塊和光器件未來的市場規模,CIR最新報告預測,未來5年將從2006年的6.29億美元增長到2011年的15億美元。到2011年,FTTx有源器件(包括光收發模塊、光發射器、光接收器)和無源器件(如PON分路器、耦合器等)市場產值將分別達到8億美元和4.38億美元。CIR表示,專注FTTx市場的集成電路設計公司會面臨發展的機遇。一些中國IC設計公司已經在行動,例如,廈門優訊高速芯片有限公司已經采用0.35μm工藝設計高性能CMOS激光驅動器。
此外,Electronicast顧問公司關于全球光器件市場分析報告指出,用于惡劣環境下的光器件市場始終保持強勁增長勢頭,預計2009年將增長到20.2億美元、2012年將達到28.8億美元的市場規模,其市場應用包括軍用/太空高質量光器件、用于塑料光鏈路中的商業/工業光器件。而臺灣宜捷威科技報告指出,隨著塑料光纖(POF)在汽車中獲得廣泛應用,它對光收發器市場的拉動作用值得關注。此外,安華高不久前推出了第一款應用于工業領域的具有數字診斷監測接口的(DMI)的快速以太網光纖收發器,預示著光收發器在工業控制市場中的應用已經啟動。值得一提的是,據Heavy Reading分析,在邁向光通信時代的歷程中,現有銅纜接入和FTTH的對抗,至少還要持續五年以上。