Оптик модулиуд: Орчин үеийн өндөр хурдны холбооны сүлжээний тулгуур багана
2026-05-07
Дижитал эрин үед өгөгдлийн урсгал хоёр жил тутамд хоёр дахин нэмэгдэж, хиймэл оюун ухаан, үүлэн тооцоолол, 5G технологиуд нь зурвасын өргөний эрэлтийг эрс нэмэгдүүлж байна. оптик модулиуд дэлхийн харилцаа холбооны дэд бүтцийн нэрд гараагүй баатрууд болон гарч ирсэн. Эдгээр авсаархан, өндөр нарийвчлалтай төхөөрөмжүүд нь цахилгаан болон оптик дохионуудын хоорондох чухал гүүр болж, орчин үеийн өгөгдлийн төвүүд, телеком сүлжээ, аж ахуйн нэгжийн системийг эрчим хүчээр хангадаг хэт хурдан, холын зайн өгөгдөл дамжуулах боломжийг олгодог. Энэхүү нийтлэлд оптик модулиудыг олон хэмжээсээс - тодорхойлолт, ажиллах зарчим, төрөл, хэрэглээ, гол технологи, зах зээлийн чиг хандлага, ирээдүйн хэтийн төлөвөөс судалдаг.

Оптик модулиуд гэж юу вэ? Тодорхойлолт ба үндсэн үүрэг
Ан оптик модуль (оптик дамжуулагч) нь цахилгаан дохиог оптик шилэн кабелиар дамжуулахын тулд оптик дохио болгон хувиргаж, дараа нь хүлээн авсан оптик дохиог буцааж цахилгаан дохио болгон хувиргадаг халуун залгадаг электрон-оптик төхөөрөмж юм. Ихэнхдээ "оптик холбооны зүрх" гэж нэрлэгддэг энэ нь лазер, фотодиод, драйвер чип, оптик линз, дохио боловсруулах хэлхээ зэрэг олон зуун бичил бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг авсаархан, стандартчилагдсан багцад нэгтгэдэг.
Оптик модулиудын гол үнэ цэнэ нь зэс дээр суурилсан цахилгаан дамжуулалтын үндсэн хязгаарлалтуудыг шийдвэрлэхэд оршино. дохионы сулрал, цахилгаан соронзон хөндлөнгийн оролцоо (EMI) болон зурвасын өргөн саад тотгоруудЗэс кабель нь 100 метрээс хол зайд болон өндөр өгөгдөл дамжуулах хурдтай тэмцэж байгаа ч оптик модулиуд нь шилэн кабелийн өвөрмөц давуу талуудыг ашигладаг—бага алдагдал (0.2dB/км), хэт өндөр зурвасын өргөн (>50THz) болон цахилгаан соронзон цацрагт тэсвэртэй—секундэд терабит (Тбит/с) хүрэх хурдтайгаар хэдэн зуун километрийн зайд өгөгдөл дамжуулах.
Оптик модулиудын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд
Тэдний үйл ажиллагааг ойлгохын тулд үндсэн дэд хэсгүүдийг задлах нь чухал юм.
- Дамжуулагчийн оптик дэд угсралт (TOSA)Лазер (DFB, EML, эсвэл VCSEL) ашиглан цахилгаан дохиог оптик дохио болгон хувиргадаг.
- Хүлээн авагчийн оптик дэд угсралт (ROSA): Фотодиод (PIN/APD)-ээр дамжуулан ирж буй оптик дохиог цахилгаан дохио болгон буцаан хөрвүүлдэг.
- Драйвер ба DSP чипүүдЦахилгаан дохиог өсгөх, лазерын гаралтыг зохицуулах, алдааг залруулахын тулд хүлээн авсан өгөгдлийг боловсруулах.
- Оптик интерфэйс: Дохио дамжуулахын тулд шилэн кабель (LC, SC, MPO холбогч)-д холбогддог.
- Хяналт ба хяналтын хэлхээНайдвартай байдлыг хангахын тулд температур, хүчдэл болон оптик хүчийг (DDM/DDMI) бодит цагийн хяналтыг идэвхжүүлдэг.
Оптик модулиуд хэрхэн ажилладаг вэ: "Цахилгаан-Оптик-Цахилгаан" хувиргалтын цикл
Оптик модулиудын ажиллагаа нь энгийн боловч нарийн төвөгтэй зарчмыг дагадаг EOE (Цахилгаан-Оптик-Цахилгаан) ажлын урсгалыг гурван үндсэн үе шатанд хуваадаг:
1. Дамжуулах (EO хувиргалт)
Сервер, унтраалга эсвэл чиглүүлэгчээс ирсэн цахилгаан өгөгдлийн дохионууд (0 ба 1) нь оптик модулийн драйвер чип рүү илгээгддэг. Чип нь хагас дамжуулагч лазерыг (жишээлбэл, нэг горимт шилэн кабелийн хувьд DFB, олон горимт шилэн кабелийн хувьд VCSEL) модуляцлаж, цахилгаан дохионуудтай тохирох гэрлийн импульсийг ялгаруулдаг. Дараа нь эдгээр гэрлийн импульсийг дамжуулахын тулд оптик шилэн кабелид шахдаг.
2. Шилэн дамжуулалт
Оптик дохио нь шилэн кабелийн цөмөөр хамгийн бага алдагдалтай, цахилгаан соронзон долгионгүй дамждаг. Нэг горимт шилэн кабел (SMF) нь алсын зайн дамжуулалтыг дэмждэг (телеком холбооны хувьд 120 км хүртэл) бол олон горимт шилэн кабел (MMF) нь богино зайн өгөгдлийн төвийн холболтод (100м-2км) ашиглагддаг.
3. Хүлээн авалт (OE хөрвүүлэлт)
Оптик модулийн ROSA нь гэрлийн импульсийг хүлээн авдаг. Фотодиод нь оптик дохиог цахилгаан дохио болгон хувиргадаг бөгөөд дараа нь DSP чипээр олшруулж, цэвэрлэж, боловсруулж анхны өгөгдлийг сэргээдэг. Цахилгаан дохиог эцэст нь хүлээн авагч төхөөрөмж (сервер, чиглүүлэгч гэх мэт) руу илгээдэг.
Энэхүү саадгүй EOE хөрвүүлэлт нь өгөгдлийг дараах байдлаар дамжуулах боломжийг олгодог гэрлийн хурд шилэн сүлжээгээр дамжуулан оптик модулиудыг өндөр хурдны холбооны зайлшгүй шаардлагатай болгодог.
Оптик модулиудын төрлүүд: Хурд, хэлбэр хүчин зүйл, хэрэглээгээр нь ангилах
Оптик модулиуд нь голчлон ангилагдсан олон төрлийн үзүүлэлттэй байдаг өгөгдлийн хурд, хэлбэр хүчин зүйл (багцын төрөл), дамжуулах зай болон шилэн кабелийн төрөлДоор "SFP модуль", "QSFP28 дамжуулагч," болон "800G оптик модуль" гэх мэт SEO түлхүүр үгсэд оновчтой болгосон хамгийн түгээмэл төрлүүдийг харуулав.
1. Өгөгдлийн хурдаар (Хурд)
- Бага хурдтай (1G/10G)SFP (1.25G), SFP+ (10G) – Бэлэн болсон, зардал багатай, байгууллагын сүлжээ, FTTH болон 5G хандалтын давхаргад ашиглагддаг.
- Дунд хурдтай (25G/40G/100G)SFP28 (25G), QSFP+ (40G), QSFP28 (100G) – Дата төвүүд (40G/100G) болон 5G дунд шатны сүлжээнд (25G) давамгайлдаг.
- Өндөр хурдтай (200G/400G/800G)QSFP-DD (200G/400G), OSFP (400G/800G) – GPU кластерчлал болон өндөр нягтралтай үүлэн ажлын ачааллыг дэмждэг хиймэл оюун ухааны өгөгдлийн төвийн үндсэн элементүүд.
- Хэт өндөр хурдтай (1.6T+)Дараагийн үеийн CPO (Хамтран багцалсан оптик) модулиуд – 2026+ он хүртэл хөгжүүлэлт хийгдэж байгаа бөгөөд хиймэл оюун ухааны суперкомпьютер болон хэт том өгөгдлийн төвүүдэд чиглэгдэж байна.
2. Маягтын хүчин зүйлээр (Багцын төрөл)
Маягтын хүчин зүйлс нь модулийн хэмжээ, портын нягтрал болон сүлжээний төхөөрөмжүүдтэй (свич, чиглүүлэгч) нийцтэй байдлыг тодорхойлдог. Гол стандартуудад дараахь зүйлс орно.
- SFP/SFP+Жижиг, халуунаар залгагдаж болдог, өндөр портын нягтралтай – 1G-10G хэрэглээнд хамгийн өргөн хэрэглэгддэг.
- QSFP+/QSFP28Дөрвөн порттой, авсаархан – 40G/100G өгөгдлийн төвийн ажиллах хүчин чадал.
- QSFP-DD/OSFPДавхар нягтралтай, өндөр хүчин чадалтай – 400G/800G хиймэл оюун ухаанаар оновчтой болгосон модулиуд.
- CFP/CFP2Том, өндөр хүчин чадалтай – Legacy 100G/200G телеком модулиуд.
3. Дамжуулах зай болон шилэн кабелийн төрлөөр
- SR (Богино хүрээ)Олон горимт шилэн кабель (MMF), 100м-2км – Өгөгдлийн төвийн доторх холболтууд.
- DR (Өгөгдлийн төвийн хүртээмж)Нэг горимт шилэн кабель (SMF), 2км-10км – Өгөгдлийн төвийн хоорондын тавиур/DCI холбоосууд.
- FR (Шилэн кабель)SMF, 10км-40км – Метроны сүлжээний холболтууд.
- LR (Урт хүрээ)SMF, 40км-80км – Телекомын цөм сүлжээнүүд.
- ER/ZR (Өргөтгөсөн хүрээ)SMF, 80км-120км – Алсын зайн цахилгаан холбоо/DWDM сүлжээнүүд.
Оптик модулиудын хэрэглээний гол хувилбарууд
Оптик модулиуд нь бараг бүх өндөр хурдны холбооны дэд бүтцийг дэмждэг бөгөөд дэлхийн эрэлтийн 90%-ийг гурван давамгайлсан хэрэглээний салбар эзэлдэг.
1. Хиймэл оюун ухаан ба хэт өндөр түвшний өгөгдлийн төвүүд (Хамгийн хурдацтай хөгжиж буй зах зээл)
Өгөгдлийн төвүүд нь Оптик модулийн эрэлтийн 70%+, хиймэл оюун ухааны кластеруудыг гол өсөлтийн хөдөлгүүр болгон ашигладаг. Орчин үеийн хиймэл оюун ухааны серверүүд шаарддаг 8-16 x 800G оптик модулиуд тус бүр нь том загварын сургалт/дүгнэлтэд зориулж мянга мянган GPU-г холбох зориулалттай. Гол хэрэглээний тохиолдлууд:
- Дотоод Өгөгдлийн Төвийн Холболт (DCI)GPU-ээс GPU руу болон серверээс шилжүүлэгч рүү холбогдох 400G/800G QSFP-DD/OSFP модулиуд.
- Өгөгдлийн төв хоорондын холболтГазарзүйн хувьд тархсан өгөгдлийн төвийн кластеруудад зориулсан 100G/200G LR/FR модулиуд.
- Үүлэн тооцоололВиртуалчлал, их хэмжээний өгөгдөл болон SaaS програмуудыг дэмждэг өндөр нягтралтай SFP28/QSFP28 модулиуд.
2. Телеком сүлжээ (5G/FTTH/Нүдний сүлжээ)
Харилцаа холбооны операторууд нь 5G болон шилэн өргөн зурвасын дэд бүтцэд оптик модулиудыг байршуулдаг хоёр дахь том худалдан авагчид юм.
- 5G Фронтхаул/Мидхаул/Бэкхаул: Суурь станцуудыг цөм сүлжээнд холбодог 25G/50G SFP28 (урд талын холболт), 100G/200G QSFP28 (дунд/арын холболт) модулиуд.
- FTTH (Гэрт хүргэх шилэн кабель)1G/10G SFP GPON/XGS-PON модулиуд нь орон сууц болон бизнесийн хэрэглэгчдэд өндөр хурдны шилэн өргөн зурвасын интернетийг хүргэдэг.
- Урт хугацааны гол сүлжээнүүд: Тив дамнасан шилэн холболтын 100G/400G когерент оптик модулиуд (DCO/ACO).
3. Байгууллага ба үйлдвэрлэлийн сүлжээ
Оптик модулиуд нь бизнес болон үйлдвэрлэлийн орчинд найдвартай, өндөр хурдны холболтыг бий болгодог:
- Байгууллагын LAN/WANКампусын сүлжээ, салбар оффисын холболт болон VPN холболтуудад зориулсан 1G/10G SFP/SFP+ модулиуд.
- Аж үйлдвэрийн IoT (IIoT)Үйлдвэрийн автоматжуулалт, ухаалаг үйлдвэрлэл, цахилгаан сүлжээний холбоонд зориулагдсан үйлдвэрлэлийн зэрэглэлийн хатууруулсан SFP модулиуд (-40℃-ээс 85℃ хүртэл).
- Видео хяналт ба ухаалаг хотуудӨндөр нягтралтай камер, замын хөдөлгөөний мэдрэгч болон ухаалаг хотын дэд бүтцийг холбосон 10G/25G оптик модулиуд.
Орчин үеийн оптик модулиудыг бүрдүүлэх гол технологиуд
Оптик модулиудын хувьсал нь дараахь зүйлээр өдөөгддөг технологийн таван гол чиг хандлага: илүү өндөр хурд, бага чадал, жижиг хэмжээ, бага өртөг, өндөр найдвартай байдал. Хамгийн нөлөө бүхий технологиудыг доор харуулав:
1. Дэвшилтэт модуляцийн форматууд
- NRZ (Тэг рүү буцахгүй): Уламжлалт 1G-25G модуляци, энгийн бөгөөд зардал багатай.
- PAM4 (4 түвшний импульсийн далайцын модуляци): 50G-800G модулиудад давамгайлж, тэмдэгт бүрт 2 бит кодчилсноор зурвасын өргөнийг NRZ-ээс хоёр дахин нэмэгдүүлдэг.
- Когерент Модуляци (QPSK/QAM): 100G+ хол зайн модулиудад ашиглагддаг бөгөөд өндөр спектрийн үр ашигтайгаар хэт хол зайд дамжуулах боломжийг олгодог.
2. Цахиурын фотоник (SiPh)
Цахиурын фотоник нь уламжлалт III-V хагас дамжуулагч лазеруудыг цахиур дээр суурилсан оптик бүрэлдэхүүн хэсгүүдээр сольж, ... боломжийг олгодог. CMOS-тэй нийцтэй массын үйлдвэрлэл, хямд өртөг, илүү өндөр интеграцчилалSiPh нь 400G/800G модулиудын үндэс суурь бөгөөд уламжлалт загвартай харьцуулахад эрчим хүчний хэрэглээг 30-50% бууруулдаг.
3. DSP & LPO/NPO технологи
- DSP (Дижитал дохионы процессор): Алдааны залруулга, дохионы олшруулалт болон модуляци/демодуляцийг нэг чипт нэгтгэдэг бөгөөд энэ нь 400G+ модулиудад чухал ач холбогдолтой.
- LPO (Шугаман залгагдаж болох оптик)/NPO (Ойролцоо залгагдаж болох оптик)800G өгөгдлийн төвийн модулиудад зориулсан DSP-гүй загваруудыг хялбаршуулсан бөгөөд энэ нь өртөг болон эрчим хүчний хэрэглээг бууруулдаг.
4. CPO (Хамт савласан оптик)
CPO нь оптик модулийг шилжүүлэгч ASIC-тэй шууд нэгтгэж, эрчим хүч их шаарддаг цахилгаан интерфэйсийг арилгадаг. 1.6T+ хиймэл оюун ухааны дата төвүүдэд зориулагдсан CPO нь эрчим хүчний хэрэглээг 50%-иар бууруулж, залгах боломжтой модулиудтай харьцуулахад портын нягтралыг 3 дахин нэмэгдүүлдэг.
Дэлхийн оптик модулийн зах зээл: Хэмжээ, чиг хандлага ба гол тоглогчид
Зах зээлийн хэмжээ ба өсөлт
Дэлхийн оптик модулийн зах зээл хүрчээ 2025 онд 23 тэрбум доллар, хиймэл оюун ухааны дата төвийн эрэлт хэрэгцээнээс шалтгаалан өнгөрсөн оны мөн үетэй харьцуулахад 50%-иар өссөн байна. Гол төсөөлөл:
- 2026 он800G модулийн нийлүүлэлт 10 сая нэгжээс давж, зах зээлийн хэмжээ 30 тэрбум долларт хүрнэ.
- 2027 онДэлхийн зах зээл 200 тэрбум ам.доллараас давж, хиймэл оюун ухаанаар удирддаг модулиуд орлогын 70%-ийг эзэлнэ.
Бүс нутгийн зах зээлийн динамик (Гео оновчлолын фокус)
- Хойд Америк: Гиперскал үүл үйлчилгээ үзүүлэгчид (AWS, Microsoft Azure, Google Cloud) давамгайлсан - дэлхийн 800G модулийн эрэлтийн 60%-ийг эзэлдэг.
- ХятадДэлхийн хамгийн том үйлдвэрлэлийн бааз (дэлхийн үйлдвэрлэлээс 50%+), 5G болон хиймэл оюун ухааны өгөгдлийн төвүүдээс дотоодын эрэлт өндөр байдаг.
- Европ: Дунд зэргийн өсөлт, 5G байршуулалт болон байгууллагын сүлжээний шинэчлэлд чиглэсэн.
- Ази-Номхон далайн бүс нутаг (Хятадаас бусад)Өмнөд Солонгос, Япон, Зүүн Өмнөд Азийн орнуудын түлшний эрэлт хэрэгцээг нэмэгдүүлсэн – FTTH болон 5G өргөтгөл.
Дэлхийн гол тоглогчид
- Тэргүүлэх үйлдвэрлэгчид: Huawei, ZTE, Infinera, Ciena, Cisco, Juniper, H3C, Fiberhome.
- Мэргэшсэн модулийн нийлүүлэгчид: Finisar (II-VI-ийн олж авсан), Lumentum, NeoPhotonics, Accelink, Hisense Broadband.
- Хятадад суурилсан нийлүүлэгчидБага/дунд хурдны модулиудад хүчтэй; цахиурын фотоник болон DSP-ийн хөрөнгө оруулалтаар 400G/800G хурдыг гүйцэж түрүүлнэ.
Оптик модулиудын ирээдүйн хэтийн төлөв
Оптик модулийн салбар нь хиймэл оюун ухаан, 5G болон дараагийн үеийн телеком технологийн нөлөөгөөр хувьсан өөрчлөгдөж буй үе шатанд орж байна. Ирээдүйн гол чиг хандлагад дараахь зүйлс орно.
1. Хурдны хувьсгал: 1.6T ба түүнээс дээш
800G модулиуд 2026 онд түгээмэл болно 1.6T CPO модулиуд 2027 он гэхэд олноор үйлдвэрлэхээр төлөвлөж байна. 3.2T модулиуд аль хэдийн 2030 оны хиймэл оюун ухааны суперкомпьютерүүдэд чиглэсэн судалгаа, хөгжүүлэлтийн шатандаа явж байна.
2. Хаа сайгүй байдаг цахиурын фотоник
Цахиурын фотоник нь 400G+ модулиудад давамгайлах бөгөөд 2028 он гэхэд өндөр хурдны тээвэрлэлтийн 90% нь SiPh ашиглах болно. Энэ нь зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулж, өндөр хурдны модулиудыг дунд хэмжээний өгөгдлийн төвүүдэд хүртээмжтэй болгоно.
3. CPO болон задалсан сүлжээнүүд
CPO нь өндөр нягтралтай хиймэл оюун ухааны өгөгдлийн төвүүдэд залгагдаж болох модулиудыг орлох бол задалсан оптик сүлжээнүүд (техник хангамж болон програм хангамжийг тусад нь авч үзэх) нь илүү уян хатан, зардал багатай харилцаа холбооны дэд бүтцийг бий болгох боломжийг олгоно.
4. Ногоон ба эрчим хүчний хэмнэлттэй загварууд
Дараагийн үеийн модулиуд нь гол өрсөлдөөнийг чиглүүлэх замаар эрчим хүчний хэрэглээ нь чухал өрсөлдөөнт хэмжүүр болох болно 800G порт тутамд (Одоогийн загваруудтай харьцуулахад 50%-иар буурсан). Энэ нь дэлхийн тогтвортой хөгжлийн зорилтуудтай нийцэж, өгөгдлийн төвийн үйл ажиллагааны зардлыг бууруулдаг.
5. Стандартчилал ба дэлхийн харилцан үйлчлэл
Салбарын стандартууд (MSA, IEEE, OIF) нь 1.6T/3.2T модулиудыг дэмжих хурдацтай хөгжиж, үйлдвэрлэгчдийн хоорондын харилцан үйлчлэлийг хангаж, дэлхийн сүлжээний операторуудын байршуулалтын нарийн төвөгтэй байдлыг бууруулна.
Дүгнэлт: Оптик модулиуд – Дижитал ертөнцийн үл үзэгдэх хөдөлгүүр
Оптик модулиуд нь зүгээр л "харилцаа холбооны бүрэлдэхүүн хэсгүүд"-ээс хамаагүй илүү юм - тэдгээр нь үл үзэгдэх хөдөлгүүр дэлхийн дижитал эдийн засгийг эрчим хүчээр хангах. Хойд Америкийн хиймэл оюун ухааны сургалтын кластеруудаас эхлээд Хятадын хөдөө орон нутгийн 5G суурь станцууд, Европ дахь аж ахуйн нэгжийн сүлжээнээс Зүүн Өмнөд Азийн FTTH холболтууд хүртэл оптик модулиуд нь орчин үеийн амьдралыг тодорхойлдог тасралтгүй, өндөр хурдны өгөгдлийн урсгалыг бий болгодог.
Хиймэл оюун ухаан, үүлэн тооцоолол, 5G технологиуд хөгжихийн хэрээр оптик модулиуд нь технологийн инновацийн тэргүүн эгнээнд хэвээр үлдэж, илүү өндөр хурд, бага эрчим хүчний хэрэглээ, бага зардлыг бий болгоно. Бизнес эрхлэгчид, сүлжээний операторууд болон технологийн сонирхогчдын хувьд оптик модулиудыг ойлгох нь харилцаа холбооны ирээдүй болон дижитал ертөнцийг бүхэлд нь ойлгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

Оптик шилэн
ADSS шилэн кабели
ASU шилэн кабелийн кабель
FTTH шилэн кабель
Зураг 8 Шилэн кабелийн кабель
OPGW шилэн кабели
Коаксиаль кабель
Ethernet кабель
Фотоэлектрик нийлмэл шилэн кабель
Газар доорхи болон дамжуулах хоолойн шилэн кабель
Агаараар үлээгддэг бичил шилэн кабель
Дотор талын шилэн кабель
Шилэн оптик түгээлтийн хайрцаг
Олон порттой үйлчилгээний терминалын хайрцаг
Шилэн оптик терминалын хайрцаг
Шилэн кабелийн холболтын хаалт
Шилэн кабелийн хавчаар
Шилэн кабелийн холбох хэрэгсэл
ADSS шилэн кабель
ASU шилэн кабель
OPGW шилэн кабель
FTTH шилэн кабель
Зураг 8 Шилэн кабель
Фотоэлектрик нийлмэл шилэн кабель
Газар доорхи болон дамжуулах хоолойн шилэн кабель
Агаар үлээгч бичил шилэн кабель
Агаарын шилэн кабель
Дотор талын шилэн кабель
Шилэн оптик терминалын хайрцаг
Шилэн оптик түгээлтийн хайрцаг
Олон порттой үйлчилгээний терминалын хайрцаг
Шилэн кабелийн хавчаар
Бидний тухай
Манай баг
Түүх
Судалгаа, хөгжлийн хүч чадал
Үйлдвэрлэлийн бааз
Агуулах ба Ложистик
Чанар
Түгээмэл асуултууд