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2022年光模块行业研究报告 - 行业概况-美佳特科技
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第一章 行业概况

光模块(Optical Module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。光模块的作用就是光电转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。

发射部分:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。

接收部分:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出相应码率的电信号。

图:光模块产品

资料来源:千际投行,资产信息网,华辰资本

结构

光模块由光器件、功能电路和光接口组件等组成,其中核心构成器件是光收发器件,主要包括TOSA,ROSA,BOSA。光收发器件成本占光模块60%以上:

光发射组件TOSA(Transmitter Optical Subassembly):激光器、金属结构件和陶瓷插芯等;

光接收组件ROSA(Receiver Optical Subassembly):PIN或APD检测器、前置放大器及其它结构件;

光发射接收组件BOSA(Biodirector Optical Subassembly):激光器、检测器、光学滤波片、金属件、陶瓷套管和插芯。

图:光模块结构示意图

资料来源:千际投行,资产信息网,华辰资本

分类

光模块可以按照封装方式、传输速率、网络拓扑结构分类:

按封装形式分类:光模块可以分为1×9、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP+、SFP28、CFP4、QSFP等。

按照传输速率分类:光模块可以分为155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、2.97Gb/s、4.25Gb/s、6.5Gb/s、8.5Gb/s、10Gb/s、25Gb/s、40Gb/s、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等;传输速率是光模块重要的技术指标,高速率是发展趋势。

按照网络拓扑结构分类:可以分为点对点光模块和点对多点光模块(PON光模块),前者主要应用于数据中心、骨干网、城域网等;后者主要用于接入网的无源光网络(PON)中,如GPON、EPON、10GPON等。

应用领域

(1)电信市场

光模块在电信市场应用分为固网端和移动端:固网端从光纤接入网联结至城域网、长途骨干网;移动端则从基站的前传联结到回传、城域网、长途骨干网。

接入网(Access):GPON→10GPON,目前主要使用有源SFP+,FTTH场景使用无源GPON分光模块;

城域网(Metro-Regional):10G/40G→100G,目前主要使用SFP+、QSFP+,部分使用CFP等相关模块;

骨干网(Long-haul):100G→400G,目前主要使用CFP2等相关模块。

图:光模块电信市场应用图谱

资料来源:千际投行,资产信息网,天风证券

(2)数通市场

100G已经成为云计算数据中心主流。数据流量持续增长,数据中心大型化、扁平化趋势推动光模块向两方面发展:传输速率需求升级、数量需求增长。目前全球数据中心光模块需求已经10/40G光模块向100G光模块更迭。

全球光器件龙头OCLARO,2016年起,Amazon、Google等北美一线云服务提供商服务器端口开始由10G向25G升级,叶、脊交换机端口由40G向100G升级,预计2018年开始部署200/400G产品。

国内厂商方面,阿里云宣传2018将成为100G光模块大规模应用元年,预计2019年下半年进行400G光模块的升级。

接入层:连接服务器与底层交换机,以10GSFP或DAC模块为主;

汇聚层:与下层交换机的连接以40GQSFP+模块为主;

核心层:与下层交换机的连接以100GQSFP28模块为主。

图:阿里云光模块演进路径

资料来源:千际投行,资产信息网,中信证券


2022年光模块行业研究报告 - 行业概况(1)
2022-10-24

第一章 行业概况

光模块(Optical Module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。光模块的作用就是光电转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。

发射部分:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。

接收部分:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出相应码率的电信号。

图:光模块产品

资料来源:千际投行,资产信息网,华辰资本

结构

光模块由光器件、功能电路和光接口组件等组成,其中核心构成器件是光收发器件,主要包括TOSA,ROSA,BOSA。光收发器件成本占光模块60%以上:

光发射组件TOSA(Transmitter Optical Subassembly):激光器、金属结构件和陶瓷插芯等;

光接收组件ROSA(Receiver Optical Subassembly):PIN或APD检测器、前置放大器及其它结构件;

光发射接收组件BOSA(Biodirector Optical Subassembly):激光器、检测器、光学滤波片、金属件、陶瓷套管和插芯。

图:光模块结构示意图

资料来源:千际投行,资产信息网,华辰资本

分类

光模块可以按照封装方式、传输速率、网络拓扑结构分类:

按封装形式分类:光模块可以分为1×9、GBIC、SFF、SFP、XFP、SFP+、SFP28、CFP4、QSFP等。

按照传输速率分类:光模块可以分为155Mb/s、622Mb/s、1.25Gb/s、2.5Gb/s、2.97Gb/s、4.25Gb/s、6.5Gb/s、8.5Gb/s、10Gb/s、25Gb/s、40Gb/s、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s等;传输速率是光模块重要的技术指标,高速率是发展趋势。

按照网络拓扑结构分类:可以分为点对点光模块和点对多点光模块(PON光模块),前者主要应用于数据中心、骨干网、城域网等;后者主要用于接入网的无源光网络(PON)中,如GPON、EPON、10GPON等。

应用领域

(1)电信市场

光模块在电信市场应用分为固网端和移动端:固网端从光纤接入网联结至城域网、长途骨干网;移动端则从基站的前传联结到回传、城域网、长途骨干网。

接入网(Access):GPON→10GPON,目前主要使用有源SFP+,FTTH场景使用无源GPON分光模块;

城域网(Metro-Regional):10G/40G→100G,目前主要使用SFP+、QSFP+,部分使用CFP等相关模块;

骨干网(Long-haul):100G→400G,目前主要使用CFP2等相关模块。

图:光模块电信市场应用图谱

资料来源:千际投行,资产信息网,天风证券

(2)数通市场

100G已经成为云计算数据中心主流。数据流量持续增长,数据中心大型化、扁平化趋势推动光模块向两方面发展:传输速率需求升级、数量需求增长。目前全球数据中心光模块需求已经10/40G光模块向100G光模块更迭。

全球光器件龙头OCLARO,2016年起,Amazon、Google等北美一线云服务提供商服务器端口开始由10G向25G升级,叶、脊交换机端口由40G向100G升级,预计2018年开始部署200/400G产品。

国内厂商方面,阿里云宣传2018将成为100G光模块大规模应用元年,预计2019年下半年进行400G光模块的升级。

接入层:连接服务器与底层交换机,以10GSFP或DAC模块为主;

汇聚层:与下层交换机的连接以40GQSFP+模块为主;

核心层:与下层交换机的连接以100GQSFP28模块为主。

图:阿里云光模块演进路径

资料来源:千际投行,资产信息网,中信证券