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相干DSP控制是否将重塑光学供应商市场格局

发布时间:2018-10-01 17:35

     

  摘要:相干传输的诞生改变了光传输速度的扩展范例,其引入的电子数字信号处理器(DSP)成为增加城域和长途WDM网络容量的关键推动因素。在过去,尽管波长容量的提升依赖于光源、调制器和探测器的速度演进,但DSP和它们实现的相关复杂调制编码,已经成为如今增加网络容量的主要驱动因素。随着光传输速度达到每波400Gbit/s以上,日益重要的相干DSP为光学供应商和行业格局开辟了重大变革的可能性,这是基于两个重要且新兴动态所做出的判断。

  相干传输的诞生改变了光传输速度的扩展范例,其引入的电子数字信号处理器(DSP)成为增加城域和长途WDM网络容量的关键推动因素。在过去,尽管波长容量的提升依赖于光源、调制器和探测器的速度演进,但DSP和它们实现的相关复杂调制编码,已经成为如今增加网络容量的主要驱动因素。随着光传输速度达到每波400Gbit/s以上,日益重要的相干DSP为光学供应商和行业格局开辟了重大变革的可能性,这是基于两个重要且新兴动态所做出的判断。

  首先,新型能力可将扩展波长速率(光学和DSP)所用技术封装集中在低功耗、行业标准、长距离可插拔模块中,并最大程度保留网络性能。在标准发展的带领下,像光互联论坛(OIF)提出400G ZR(一种简单、低成本的以太网连接标准),为寻求部署WDM传送光学的超大数据中心运营商和分组交换机供应商提供一种可接受的“即插即用”方式直接进入分组平台,从而消除专用光传送系统的需求和相关的额外费用。早期案例是Microsoft在短距离或城域网上通过开放线路系统广泛部署ColorZ 100Gb/s可插拔光学QSFP28以直接连接路由器和交换机,从而消除任何中间光传送系统的需求。

  与此同时,向400Gbit/s以上运行的可插拔WDM模块转变从根本上要求使用相干技术,其适用范围甚至包括了城域网。当然到目前为止,虽然波长速率可扩展到100G,传输距离达40-80km的水平,但不会扩展到400GGb/s甚至更高。

  这种能力将越来越多地应用于数字相干光学(DCO)模块,该模块将相干DSP和高速光学器件封装成一个独立的符合行业标准的模块中。目前行业重点是开发采用7nm硅制程技术的下一代低功耗DSP,预计到更快速的网络通信未来,它可以跟高速光学器件集成到符合行业标准400Gbit/s WDM DCO可插拔模块中。这将使DSP成为广泛的大容量网络应用所需的基本构成,也是光学产业生态中努力成为或仍是主导者的供应商们所追求的关键技术。

  对于光学供应商而言,无论是系统供应商还是器件制造商,独立掌握DSP技术会有重要好处,可以更严格地控制所需的功能,规格和路线图,并以制造成本采购DSP芯片。另一方面,为使好处转化成实际收入,供应商需要用海量的产品来摊薄新型DSP的研发投入。鉴于新DSP所需的研发投资已达到数千万美元,内部DSP能力可以最大程度地优化公司财务,有利于满足大型或快速增长供应商对所需要的运营成本和盈利能力。

  对于没有DSP专业知识的系统供应商或器件模块制造商来说,只能依赖于外部DSP技术或芯片供应商。然后,这些供应商必须以或许比制造成本高一个数量级或更高的价格来采购DSP芯片。这增加了光学产品的成本,并限制盈利能力,并且可能对外部供应商产生战略依赖性,以获得维持产品领先地位所需的关键技术。

  这些动态为光学供应商行业格局的全新重塑创造了条件。有趣的是,相干DSP的复杂性和新颖性导致DSP技术知识集中在一些关键供应商手中,以DSP技术为依据,将目前供应链分为“有”和“没有”的市场格局。

  Ciena、Cisco、Infinera和Nokia等主要光学系统供应商 已经具备内部DSP技术能力,使得这些供应商在每波100Gbit/s和200Gbit/s速率的相干网络部署中发挥了重要作用。(目前尚不清楚华为是否“有”,或者它是否只从外部元件供应商那里采购DSP)。同时,专业DSP供应商如Acacia、Inphi和NTT Electronics(NEL)等可以作为“没有”的DSP技术供应商。DSP生态系统中的其他供应商包括Broadcom,ViaSat,Macom和其他可提供关键知识产权的供应商,如ADC / DAC接口,DSP算法和ASIC设计专业知识。

  系统供应商Ciena似乎希望在传送系统收入面临挑战的格局下依然保持领先,其利用先进DSP优势,携手合作伙伴共同研发的集成DSP/光学模块创造新产品、收入和客户机会。

  Ciena似乎看到了这一战略的潜在优势,该公司目标是依靠DSP优势在三年内新增5000万美元收入。 另一家系统供应商Infinera似乎正在探索相似策略,以便将集成数字相干光学(DCO)产品转化为收入。DSP技术作为差异化商业模式的重要性正在垂直整合中突显作用。与Acacia和Inphi一样,Ciena和Infinera可以通过通过高速光学器件的垂直整合来强化内部DSP技术积累,具备与器件模块商直接竞争的垂直集成DCO模块的供应能力。

  自成立以来,Infinera构建高速光子集成电路(PIC)光学器件的能力一直是该公司业务模式不可或缺的一部分。Infinera强调了垂直整合的重要性,并宣称内部PIC和DSP技术能力是如何支持该公司在收购Coriant交易案中实现财务协同效应和成本节约的战略。与此同时,Ciena向垂直整合光学系统的转变引起行业的关注,该公司2016年收购光学器件商TeraXion获得内部高速光学功能。Nokia近期使用PSE-3技术升级了其支持DSP的传输系统,在这个领域仍然是一匹黑马。

  在“没有”的阵营中,光学供应商没有内部DSP功能。 该组包括传输系统供应商和寻求提供集成数字相干光学(DCO)或可插拔相干400Gbit / s WDM模块的光学组件/模块供应商。 没有内部DSP技术的组件供应商范围广泛,包括用于相干100G/200G网络的高端光学器件供应商,如Lumentum/Oclaro,Finisar和II-VI Photonics,以及数据通信光模块供应商AOI、Innolight、Intel、Source Photonics等,这些系统和器件商必须依靠外部DSP芯片技术供应商来构建具有竞争力的相干光学产品。

  虽然系统供应商探索并研发DCO模块产品的行动可能被视为对器件模块商的威胁,但它也为后者公司进一步整合提供了机会。今年宣布由Lumentum收购Oclaro成为头条新闻,并突出了规模对于确保持续竞争力的重要性。随着相干光器件转向400Gbit/s和可插拔DCO模块,器件行业中更多合并交易存在重大机遇。这将推动主要参与者在同一屋檐下寻求进一步整合高速光学和DSP技术,以提供具有竞争力的DCO模块产品,并从垂直整合中获得必要的成本降低和盈利能力。这些动态也为专业DSP供应商创造了重要机遇。独立DSP供应商可以利用其技术的重要性,扩展到400Gbit/s的速度,超越传统光学器件商的主导地位或是通过提供关键技术成为缺乏DSP技术的光学系统或器件商的战略供应商持续竞争产品所需的产品。

  与此同时,这些DSP专家可能成为并购活动中的重要参与者,其中组合将寻求将其核心技术与光学组件或系统业务配对,以利用垂直整合的优势。

  光学行业的资深人士可能会觉得具有讽刺意味的是,近期,通过电子产品的创新,主要通过回归垂直整合的商业模式,实现持续扩容的途径。与此同时,光学行业对激进和突然的变化并不陌生,往往是通过意想不到的后果。 因此,随着电子技术成为网络扩展的关键推动因素,摩尔定律进入光学生态系统,以极快的速度进行的持续技术创新可以成为当前光学生态系统持续,普遍和广泛重新调整的催化剂。





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