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Y11T176 光通信的未来趋势

更新时间:2025-06-25 08:06:32 阅读量:37

一条重复率比较高的留言,“光通信的未来趋势”,今天闲聊几句。是真的闲聊型的。省流版本,未来是不确定的。

闲聊琐碎版本。先来拆解题目界定范围,再来回答问题。



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什么是信息?

咱们说的话,写的字,画的画,拍的照,录的像…, 这些都是信息,可以是实物信息,现在也有数字信息。

什么是通信?

把信息传递到目的地的这个过程。把信带给加西亚,我妈喊我回家吃饭,开个三地视频会议, 下载一个电影…,这些都含有通信的过程。

咱们的通信部门的重点是通,通信属于“交通”大类的。



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交通,指从事旅客和货物运输及语言和图文传递的行业,包括运输和邮电两个方面。运输有铁路、公路、水路、空路、管道五种方式,邮电包括邮政和电信两方面内容。

电信是什么?

中文对“电信”的定义,《中华人民共和国电信条例》第二条:“本条例所称电信,是指利用有线、无线的电磁系统或者光电系统,传送、发射或者接收语音、文字、数据、图像以及其他任何形式信息的活动。”

电信,也就是咱们理解的以电子信息为主的“通信”类。

英文的电信,telecommunication,tele是“电”,communication是“通”,咱光模块用的标准有很多是ITU-T G.xxx,这个ITU就是 International Telecommunication Union,国际电信联盟

咱行里的很多专业人才来自北邮、南邮、武邮…, 就是因为光通信属于交通大类的邮电系。

电子通信,也可以继续细分



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咱们的光纤通信属于细分的电子通信的其中一个类别。再界定一个范围,能给我留言的都是指光纤通信的,咱们也经常把光纤通信与光通信画个等号。光纤通信属于光通信里边应用非常非常非常广泛的一个巨类。



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光纤通信属于电信部门,这是因为目前的技术能力,咱们信息的存储/计算等等是以电子信息为主的。光纤通信还是服务于电信号的传递。即使行业提到了“全光”这个概念,依然是局限于传递过程的全光,而非采用了光计算光存储光传输光交换的那个真正的全光。



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继续拆解光纤通信,咱们光纤通信属于电信部门,咱们光模块的重要任务是“光电转换”,处理好要转换的电子信息,转换为适合光纤传输的光学信号, 再把经过光纤传输的光信号恢复成电子信号,完成整个电子信息的传递,最好能“无误码”的完美传输。



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所以在光纤通信里,又被划分出无数个细类,有研究调制格式的,有研究光源的,有研究调制器的,有研究探测器的。

还有抓总的系统工程,研究选择什么组合方案的。

终于到了主题,光纤通信的“未来趋势”,未来,就是还没来,这就有不确定性。电信不仅仅可以选光纤通信,人家还有其他选择呢。

咱下单买东西,大多数人选快递公司的原则是既快又省,但有很多人选择“更安全”,为了安全,可以多付点钱,或者多等几天。



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同理,光纤通信的优势是低损耗/大容量/低(传输)成本,但光电转换成本很高,光电转换的故障率也高,那就有公司会选择电缆通信,也有些公司选择光缆通信。

微波通信可以甩掉光纤和电缆,具有便捷优势,也有公司会选择。

那么,我们光纤通信的未来在不断变化的竞争格局中,存在不确定性。前两年英伟达用电缆的事儿,是吧。

虽然存在未来的不确定性,但大的概率是能做个预估的。

就是努力工作不一定获得升职加薪,认真学习不一样考上985,但是努力工作获得升职加薪的概率会增大,认真学习考上985的概率会提高。

光纤通信不断打磨自己的优势,就是在不确定的未来赢得市场份额的一个“趋势”。

调制格式越来越复杂,目的是提高比特编码效率,降低单比特的成本。



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通信的速率、通道数,容量…,越来越高,从咱们对光模块的感知来说,就是从很早之前的155M光模块,一路飙升到800G光模块,1.6T光模块,眼瞅着就到了3.2T光模块和6.4T光模块了。



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在速率这个角度,就有了更多的细分趋势,比如如何提高电信号传输质量,低介电损耗的材料研究是一个小赛道,保持差分信号的skew的结构设计是另一个小赛道,如何降低射频反射还是一个赛道,如何实现3D封装来提高封装带宽,这也是一个小赛道….

就以3D光电封装,也有无数的细分的细分,如台积电的CoWoS-L的COUPE工艺,如基于TGV的3D封装,如基于EMIB嵌入式的3D封装…,每个赛道有一个各自的趋势。

再看发射端的光学芯片的发展趋势,



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光源有LED和LD,LD包括了VCSEL、FP、DFB、DBR等一系列的激光器

VCSEL如何提高带宽,细分起来有好几个技术路线; VCSEL如何从多模优化到少模甚至是单模,细分了好多个技术路线,每一个路线也有自己的发展趋势。

DFB有速率越来越高的DML DFB,DFB还有功率越来越大的CW DFB,产业还出现了与大功率CW DFB竞争的技术,如DFB-SOA,CW PCSEL,CW QD DFB…等等新的衍生技术发展趋势。

调制器,咱们聊的比较多,从尺寸上来分,不断缩短调制器尺寸是一个技术发展趋势,不断提高调制带宽是另一个技术发展趋势,不断提高电光效率也是一个技术发展趋势…, 铌酸锂、钛酸钡等属于电光效率与调制带宽这个新材料的赛道。

像微环调制器,是CPO的新宠,周六我在视频号聊一下微环。

再看光纤这个赛道,优化光纤掺杂浓度与材料来降低损耗是一个技术发展趋势,通过扩大光纤模场来降低非线性效应是另一个技术发展趋势,通过新结构如空芯光纤来降低损耗与色散系数也是一个技术发展趋势…

传输信道的中继技术,EDFA如何拓展频谱是一个技术发展趋势,如何降低噪声指数也是一个技术发展趋势,是否可以用集成的掺铒波导放大器来替代EDFA这个掺铒光纤放大器,也可以认为是技术研究的未来趋势,SOA替代EDFA的可能性研究……



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接收端,昨天写的是2D相干接收,还有传统的4D相干接收,IMDD的1D幅度接收…,每一个都是大类。



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1D幅度接收,我们可以细分为垂直光路与波导型两大类,可以分为三五族与锗硅集成型,就有了细分赛道。

在细分赛道如垂直光路1D探测里,有正向垂直与背向垂直结构两大类,这些通过减薄以及缩小孔径来提高带宽,这是一个技术发展趋势,当然还有不断优化灵敏度的技术发展趋势,如增加反射设计,增加共振设计等等。

刚才说的是,光纤通信内部的每一个小单元,都足以成为一个细分领域的细分行业,且存在各自的技术发展趋势。

而这些技术点在用于不同组网场景时,会成为菜单上的菜谱,不同的厂家不同的应用场景选择合适的餐单来完成自己的组网设计。

这些组网,并一定是通信容量最大,也不一定是成本最低…,而是特定场景中最具综合性价比的方案。

闲聊了这么久,再归结到主题吧,光通信的未来趋势

光纤通信由于光纤的超低成本,(与电缆相比)超低的损耗,以及超大的传输容量,极大的满足了“单位通信成本极低”的用户需求,未来的市场趋势大概率不断提高的。

但光纤通信不会是市场竞争中的通吃赢家,因为光纤的成本很低,但光纤的部署成本很高,光纤的维护成本也很高,用于光电信号转换的成本很高,用于维护光电信号转换的附加成本同样很高……, 那么,这些就会导致其失去一部分市场机会,大家宁可选择传统的电缆通信。

用户对通信成本的需求,不仅仅是当前可选技术中单位成本最低的,还希望是方便的,未来可兼容的,且具备持续降成本能力的。

针对这些用户对未来的期望,不同应用场景,与现有技术瓶颈是否能突破的不确定性…, 这些交织在一起,光纤通信的微观细分领域的发展趋势就变得不那么明确了,不确定性越来越多。

就像,我们认为铌酸锂薄膜化的研究满足未来不断提到带宽的光通信未来发展趋势,其不确定性包括了,咱们的技术突破能否在预期的时间点顺利完成研究进入产业化?不知道。即使产业突破了薄膜铌酸锂技术,那些与薄膜铌酸锂技术竞争的InP技术,SiPh技术,BTO技术会不会在研究路线上走的更快一些,出现了薄膜铌酸锂商业价值降低的现象呢?

越到细微处,不确定性越大。



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