张继:开放数据中心，开放光学模块

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张继:开放数据中心，开放光学模块 张继在ODCC会议上分享了数据中心光模块和技术的发展趋势。他表示，流量的快速增长推动了数据中心的演进和升级，给光模块行业带来了巨大的机遇。数据中心合理规定了光模块的使用条件，使简化封装和硅光子技术等新思想和新技术得以快速推广。此外，新兴的新应用催生了新的标准和多源协议。

谢谢各位专家、业内同仁，下午好。我是武汉光通信技术有限公司的张继，今天我想和大家分享一下我们对光模块和技术发展趋势的看法。

我的主题是开放数据中心，开放光学模块。首先，让我们来看看数据中心流量的趋势，尤其是当前流行的虚拟化、计算和存储分离，导致数据中心的崛起。根据思科的全球云指数，77%的流量将来自数据中心。它将推动数据中心架构向扁平化发展，提高光纤的覆盖率。这是数据中心的体系结构图。数据中心的扁平结构可以大大提高东西向传输的效率，改善整个光纤的管理，特别是增加对高端光模块和交换机的需求。

另一个重要趋势是数据中心端口的升级。可以看出，更倾向于部署的光端口是10G和40G。从服务器到交换机，基本上使用10G，在交换机和交换机之间使用40G光学模块。在过去的一两年里，100克光学端口得到了快速发展并批量部署。我们通过一个25G数字模拟转换器(DAC)或自动操作控制器(AOC)将服务器连接到交换机。我们相信，在不久的将来，2018年后，我们的100克光接入和400克光互连将很快实现。基于数据中心的扁平结构和数据中心端口的快速升级，给光模块行业带来了巨大的机遇。

现在让我们来看看100克光学模块的情况。根据最新预测，从2016年底到2017年，100克光学模块的需求将快速增长。例如，从2016年发布的光学模块总数到560，000，今年有300万个得到了回答。可以看到光学模块的类型。从去年的100米左右的标准系列到500米和200公里左右的PSM系列，到今年将会有更多类型的光学模块。目前，SR4型光模块似乎正在增长，200公里的传输在一两年内增长非常迅速。右图显示了我们自己的内部数据中心对主流应用光学模块的计划的比较。横坐标是传输比较，包括光学模块的成本和集成布线的成本。我们可以看到，在100米以内，SR的光模块有很大的优势。基于传统方案的600米左右的PS4光模块具有优势。对于1公里以上的传输距离，CWDM4是更好的解决方案。

这是我们关于数据中心的特点。我们认为数据中心是一个合理定义的市场。在数据中心中开放光学模块的特征也基于数据中心的信用，例如温度的定制和传输距离的定制。基于数据中心中光学模块的特性，数据中心对新技术相对开放，关于新调度的讨论也包括这一特性。新技术包括一些简化的包装技术，包括后面提到的那些。新标准包括1310/1550模式、封装协议上的QSFP等。基于100米左右的SR系列，还有DR、FR和LR系列。

让我们看看传统光学模块的组成。光模块实际上是光和电的结合。其基本功能是通过激光线进行光电转换，实现这些数据和数据的交互。然而，光模块制造商需要做得更多，因为我们可以看到电光转换。从激光器开始，封装端口，封装结构，实现光模块可靠有效的功能。因此，从成本上可以看出，封装成本和光电芯片成本占整个光模块的80%-90%。因此，人们相信在光学器件上。因为持续优化是我们疏浚光模块的主要发展方向。

本页概述了光模块封装的趋势，包括从2000年左右开始使用传统的TO封装或COB封装，这需要对芯片进行气密保护、对端口和结构进行封装以及电磁干扰特性。基于COB的打包是一个非常好的方法，也是一个完美的数据中心解决方案。首先，去掉了传统的TO和box，大大优化了包装成本。它可以实现更高程度的自动化。目前，基于COB封装的技术在多模光学模块中已经非常成熟。还有一些基于单模COB封装的示例，因此COB也是一种更好的单模封装方式。第三个相当于将光模块的基本功能，包括必要的驱动放大，直接放在端口下，因此其优势在于更高的端口密度和更低的功耗。我们认为最终的方式是大规模光电集成和光斑混合集成，这是最终光模块的发展方向。对于后两者，我们认为大规模光电集成有很大的潜力，这将在后面讨论。

这里我们来谈谈相对流行的硅光子技术。有四个优点，第一是成本极低，地球上硅材料的含量为28%，第二是折射率相对较高，无损透明，从1.06微米开始，都是透明的。第三，它与COMS工艺兼容，线宽误差小，误差可达2纳米。最后一个优势是可以实现断电集成、无缝对接和更好的信号完整性。

这是基于我在2014年根据近几年的情况所做的调整，而(英国)，包括设备、模块、设备制造商和最终用户都将非常关注这方面。我们可以看到纵坐标下方的R&D状态和上方的(英语)状态。也许三四年前只有一两家公司，但今年已经有很多公司在运营了。例如(英语)。有比较好的设备，包括刚才提到的那些，包括我们公司的一些模块的进展。

事实上，硅光子技术已经在100克PSM4中取得了初步成功。这里我介绍三家最成功的公司。第一位是米洛斯，他刚刚发表了演讲。第二个是卢克思特拉，第三个是英特尔。更有趣的是，这三家公司采用了三种完全不同的光子集成方式，这也是最大的问题之一。对于麦洛斯来说，端面直接放置在硅光学芯片上，具有相对紧凑和高带宽的特点。需要特殊的固态继电器设计来提高芯片的灵敏度。第二种是基于垂直耦合技术，这种技术的优点是可以很好地保护激光器，并且便于从芯片和元件中屏蔽掉。在这种情况下，价格可能是激光器需要包装。第二是WDM的可扩展性。第三是英特尔的晶圆键合技术，可以批量生产。这也是基于英特尔强大的研发实力和技术储备。不是所有的公司都能取得如此好的结果。

我们认为硅光子技术在高速调制、光电集成和简化封装方面具有明显的优势。左边的图片显示了我们芯片的验证，因为在弱光水平上还有一些未解决的问题，所以我们认为硅光子技术在PSM4和DR4型光模块上的成功是硅光子更好的起点。有一个非常漂亮的5G图。与此同时，我们刚才提到的下一个更重要的事情是，硅光子技术是在英国应用的一个更重要的发展方向。

就数据中心光模块标准和技术现状而言，主要有两个方面。一个是基于IEEE标准，包括SR100、DR500、FR2km和LR10。有许多多源协议，包括2公里，100GPSM4 MSA等。、以及包装中的QSFP-DD和SFP-DD。更多的新标准将在不久的将来出现。

最后，得出结论，首先，我们认为流量的快速增长促进了数据中心的演进和升级，给光模块行业带来了巨大的机遇。该数据中心为光学模块的使用设定了合理的条件，使得简化封装和硅光子技术等新思想和新技术得以快速推广。第三，新兴的新应用催生了新标准和多源协议。我们也借用了ODCC的环境，也希望在硅光子的具体应用下，我们可以接受更多不同的波长，合理规定光模块的使用条件，从而推动更新后的技术在疏浚机中得到很好的应用。谢谢你。

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