再谈IDC及5G接入网光模块——来自索尔思的观点

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索尔斯（Source）的光模块产品主要偏向于中短距离，在数据中心、无线接入网都有非常广泛的运用。今天在这里探讨一下，高速的光模块在数据中心、无线接入网中的应用以及给光模块厂商带来的机会。

第一个部分，先给大家介绍一下高速光模块的发展路线，第二部分是讲高速光模块在数据中心的应用，第三部分讲在无线接入网络的应用。

首先我们看一下，高速光模块的发展分为三条主线：

第一条主线是单波的SFP，就是单通道光模块，这从10G的SFP+开始，到25G的SFP28，到50G的SFP56。到了50G的SFP56后，发现一个问题：SFP56要求光和电都要达到50G的传输速率，但是目前的协议无法达到要求。因此推出一个SFPDD协议，将电信号分成两路，每一路是采用25G的NRZ编码信号，给设备厂商提供一个快速的50G的升级方案。最终会走到100G、200G的更高速率。

第二条主线是四波QSFP系列，随着数据中心对光模块速率的要求提高，PAM4信号在单板的应用还需要时间。为了短时间内提升光模块的速率，又推出一个QSFP协议。这个协议把原来单通道的光模块做成4通道，出现40G的QSFP+，100G的QSFP28，到后面的200G的QSFP56。在200G、400G上面也会出现QSFPDD，出现的原因也是为了解决电信号速率不足的问题。

第三条主线是多波CFP系列，CFP系列在传统的电信领域大量使用。CFP系列从一开始的100G到现在的400G，CFP，CFP2，CFP4，包括CFPP8等封装的模块，下面也有一些相应的电口和光口的芯片。CFP系列的封装体积比较大，能够容忍的功耗也比较大，对光模块设计要求较低。所以对于高速率方面我们首先推出的是CFP系列，包括后面800G的光模块也首先会以CFP系列封装推出。

针对400G的光模块，把目前市面上比较主流的三种光模块作了对比：CFP8主要是应用于电信级网络，不太适合数据中心的高密度应用。OSFP是介于CFP8和QSFPDD之间的，包括体积和功耗。OSFP既可以在电信的中长距离中应用，也可以支持数据中心高密度应用。然而OSFP定位的模糊，所以地位比较尴尬，目前的应用也不是特别多。最后讲到QSFPDD，QSFPDD的体积和功耗是最低的，专门针对于数通市场和高密度应用而开发的。

观察过去的以太网协议演进RoadMap，刚刚我提到的三个主线，单波，四波（QSFP），多波的CFP系列。以太网的发展跟着这三条主线在走，我们的光模块也是根据以太网的演进路线在开发新产品。因为现在以太网线的标准是从10G、25G到40G,100G，200G,400G，标准多种多样，对我们光模块以及设备厂商，在选型上面还是有争议。

我们认为200G光模块的寿命标准是比较短的，当400G的光模块成熟的时候200G光模块就不需要了。从数据中心的客户那里了解到，大部分数据中心的客户希望400G一步到位，200G很有可能在一些早期升级当中才会使用。

第二个争议点在50G和100G，50G的标准是晚于100G的标准，50G在数据中心中会不会被100G直接替代掉，现在正在讨论中，数据中心中我们比较看好单波100G的。但是50G在无线接入领域的运用，可能还会有一个更长的生命周期。因为25G的光器件在数据中心，包括到下一代的无线接入领域可能都会大量地使用。基于25G的光器件，我们可以利用PAM4的技术，成本增加的幅度非常小，10%到15%左右，是一个高性价比的解决方案。

数据中心的运用。从2008年开始，数据中心服务器的出货量一直在突飞猛涨，到2017年数据中心服务器的出货量超过整个以太网的服务器。另一方面，从客户的投入来讲，我们可以看到全球最大的七家互联网公司，他们在数据中心的硬件投入已经占到接近30%，并且不断地在增加。

为什么数据中心这几年发展这么迅猛呢？主要是来自于它的客户群，用传统的企业网，服务数以万计的公司，而数据中心服务的，是以亿级，千万级的公司。服务客户的增长导致了数据中心的发展越来越快，对光模块需求也越来越高。

中国数据中心市场的基本情况。中国整个数据中心市场的全球占比大概是百分之七、八左右，目前数据中心最热的地方是在北美，北美的占比是45%。但是在全球公有云的增长速度来看，中国是增长最快的，在北美，由于基数比较高，增速逐渐在放缓。所以我们对中国的数据中心抱有非常大的期望。阿里作为互联网公司的龙头，占有中国数据中心市场的45%。中国的数据中心产业增长率每年以接近40%。

数据中心网络架构和速率的演进。目前在国内还是在大量使用40G和10G 的光模块，从去年开始慢慢地转向25G和100G的架构。而在北美是从2016年开始大量地铺设25G和100G的线路，预计他们在2018、2019年开始转向100G和400G。

对比一下中国和北美的数据中心的差异，中国的数据中心目前大部分是在沿海城市，而沿海城市的地价比较贵，导致建设数据中心的规模受到限制，再一个就是东部的能源来自于西部，比如“西电东输”工程，也限制了数据中心的发展。而北美把数据中心大量地建在沙漠地带，并且尽量靠近能源地区，所以可以建设很大的数据中心，这对数据中心的发展也是起到了很大的作用。

但是现在我们也可以看到，国内已经开始把数据中心开始向西部迁移，在贵州，重庆，山西开始在建一些大的数据中心。特别是贵州，包括华为在内的好几家公司在开始建设数据中心。

数据中心内光模块的应用。主要是介绍一下单模和多模光模块传输距离的一个比较。单模光模块，以数据中心内部10km为例，包括10G到50G，传输距离没有任何限制。而多模光模块随着速率的提升，传输距离会逐渐降低。所以我们在数据中心大型化升级的过程当中，对单模的光纤以及单模光模块占比会逐渐地升高，北美在数据中心内部基本上已经全部切换到单模。国内在10G和40G时代，多模可能占了90%，到25G和100G时代，多模占比降到50%到60%左右，后面400G和100G时代，多模的占比可能会低于20%。以100G为例，PSM4产品因为价格比较便宜，对多模的市场会造成一个比较大的冲击。

未来几年数据中心光模块未来发布量与销售量的估计，在数据中心里面，10G和千兆光模块还会占比较大的比例，但是量会逐渐下降。100G的量从2017年开始出现爆发性地增长，从销售额来看，100G从2016年开始占据整个数通市场超过50%，所以100G光模块是大家最近一两年重点突破的产品。400G光模块预计在2019年开始启动，估计在2020年开始上量，数据中心的快速发展也推动着400G光模块在未来成为主流。

无线网络里高速光模块的运用。现在大家谈的比较热的5G的无线网络，5G的无线网络还没有最终确定，我这里简单探讨一下我对5G网络的理解以及5G网络对光模块的影响。首先我们无线市场大概的基本情况，4G用户是逐渐在增加，到2017年是8个亿的4G 用户。那么4G网络从2014年开始建设，实际上到16,17年已经开始放缓了，但是用户数还是在逐渐增加，说明市场对带宽的需求并没有降低。5G市场预计在2020年启动，5G带宽十倍于4G网络带宽，无线网络终端会在5G网络时代迎来爆发性的增长。无线网络市场，无论是4G的发展还是5G的开始，都会刺激光模块市场高速的发展。

4G的发展现在对光模块的要求比较高，目前100G的光模块价格比较高，所以现在对网络开始划分，让速率需求降下来，划分的目的是让无线网能用上便宜以及性价比高的光模块。这是4G到5G网络功能划分的一个情况，4G是RRU到BBU，到5G的话，会把BBU化成DU和CU，同时分一部分功能到RRU，把前传的速率降下来，控制到25G。选用25G可以使整个无线中心可以共享巨大量带来的价格的利益。对于中传和回传的速率也是降低了，大概在3G到4G左右。

无线市场光模块市场主要是无线前传市场，目前比较确定的是10G 和25G，更高速率的，因为价格还没有确定，没有办法对其进行预测。目前来看，10G光模块还是会大量使用，25G光模块开始在2019年，在5G网络建设前期进行试验的时候，可能会慢慢地上量。至于未来会不会出现100G和50G的光模块，还在观望当中，预计在5G 建设的中后期可能会开始引用。

问1：刚刚您谈到在数据中心CWDM4和PSM4,这两种的优势和劣势是什么？

肖总：CWDM4在光模块内部做光纤的集成（稀疏波分复用），使用一对光纤，相对成本会高一些，复杂度也会高一些。PSM4没有在光模块内部做光纤集成，出来的光纤是四发四收，这样的好处是光模块的结构比较简单，成本比较低，坏处就是对光纤的输入要求比较高了。随着传输距离的拉长，光纤成本占比提升，PSM4性价比降低。

问2：这样来看，未来的发展趋势是不是往CWDM4方向发展？

肖总：目前来看是这样。刚刚说到CWDM4和PSM4成本的差异，一个来自于光纤的差异，另一个来自光模块本身的差异。光纤发展这么多年，价格基本上不会发生什么变化了，所以光纤这部分的成本差异基本上是固定的。但是光模块这边的差异会逐渐降低，当他降低到一定程度，可以和光纤成本差异抗衡的时候，从客户的使用意愿上来讲，更倾向于简单易操作的光模块，就是CWDM4。

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