Растеж на оптичните модули

В оптичните комуникационни мрежи оптичните модули играят решаваща роля. Той е отговорен за преобразуването на електрическите сигнали в оптични сигнали и преобразуването на получените оптични сигнали обратно в електрически сигнали, като по този начин завършва предаването и приемането на данни. Следователно оптичните модули са ключовата технология за свързване и постигане на високоскоростно предаване на данни.

С развитието на изкуствения интелект конкуренцията в изчислителната мощ се превърна в ново бойно поле за борба между технологичните компании. Като важна част от комуникацията с оптични влакна, оптичните модули са оптоелектронни устройства, които реализират функции за фотоелектрично преобразуване и електрооптично преобразуване в процеса на предаване на оптичен сигнал и тяхната производителност има пряко въздействие върху системите за изкуствен интелект.

Оптичните модули се превърнаха в най-незаменимите хардуерни компоненти на изчислителната мощ на AI в допълнение към GPU, HBM, мрежови карти и комутатори. Знаем, че големите модели изискват мощна изчислителна мощност за обработка и анализ на големи количества данни. Оптичната комуникационна мрежа осигурява високоскоростен и ефективен режим на предаване на данни, което е важна основа и солидна основа за поддържане на това огромно компютърно търсене.

На 30 ноември 2022 г. ChatGPT беше пуснат и оттогава глобална лудост по големите модели премина. Наскоро Sora, голям модел за културни и биологични видеоклипове, предизвика пазарен ентусиазъм и търсенето на изчислителна мощност показва експоненциална тенденция на растеж. Доклад, публикуван от OpenAI, показва, че от 2012 г. търсенето на изчислителна мощност за приложения за обучение с изкуствен интелект се удвоява на всеки 3-4 месеца, а от 2012 г. изчислителната мощност на AI е нараснала с над 300 000 пъти. Присъщите предимства на оптичните модули несъмнено напълно отговарят на нуждите на AI по отношение на високопроизводителна изчислителна производителност и разширяване на приложенията.

Оптичният модул има характеристики с висока скорост и ниска латентност, които могат да осигурят мощни възможности за обработка на данни, като същевременно гарантират ефективност на предаването на данни. А честотната лента на оптичния модул е ​​голяма, което означава, че може да обработва повече данни едновременно. Дългото разстояние на предаване прави възможен високоскоростен обмен на данни между центровете за данни, което помага за изграждането на разпределени изчислителни мрежи с изкуствен интелект и насърчава приложението на технологията за изкуствен интелект в по-широк диапазон от области.

През последните две години, водени от вълната на AI, цената на акциите на Nvidia скочи. Първо, в края на май 2023 г. пазарната капитализация за първи път надхвърли границата от трилион долара. В началото на 2024 г. той достигна върха от 2 трилиона долара пазарна стойност.

Чиповете на Nvidia се продават като луди. Според неотдавнашния отчет за печалбите за четвъртото тримесечие тримесечните приходи са достигнали рекордните 22,1 милиарда долара, което е с 22% повече от третото тримесечие и 265% от същия период на миналата година, а печалбата е нараснала със 769%, надминавайки значително очакванията на анализаторите. В данните за приходите на Nvidia центърът за данни несъмнено е най-блестящият отдел. Според статистиката продажбите на подразделението, фокусирано върху изкуствения интелект, през четвъртото тримесечие скочиха до 18,4 милиарда долара от 3,6 милиарда долара миналата година, годишен темп на растеж от над 400 процента.

И в синхрон със забележителния растеж на Nvidia, под катализа на вълната от изкуствен интелект, някои местни предприятия за оптични модули постигнаха определено представяне. Zhongji Xuchuang постигна приходи от 10,725 милиарда юана през 2023 г., което е увеличение от 11,23% на годишна база; Нетната печалба е 2,181 милиарда юана, което е увеличение от 78,19% на годишна база. Tianfu Communication постигна приходи от 1,939 милиарда юана през 2023 г., което е увеличение от 62,07% на годишна база; Нетната печалба е 730 милиона юана, което е увеличение от 81,14% на годишна база.

В допълнение към нарастващото търсене на оптични модули в изчислителната мощност на AI с изкуствен интелект, търсенето на изграждане на центрове за данни също нараства.

От гледна точка на мрежовата архитектура на центъра за данни, базирана на съществуващи 100G решения, задоволяването на неблокиращата мрежова пропускателна способност на центрове за данни с еднакъв размер изисква добавяне на повече портове, повече пространство в шкаф за сървъри и комутатори и повече пространство в шкаф за сървъри. Тези решения не са рентабилни и водят до геометрично увеличаване на сложността на мрежовата архитектура.

Мигрирането от 100G към 400G е по-рентабилен начин за вкарване на повече честотна лента в центровете за данни, като същевременно се намалява сложността на мрежовата архитектура.

Пазарна прогноза за оптични модули със скорост 400G и повече

Според прогнозата на Light Counting за продукти, свързани с 400G и 800G, серията SR/FR е основният продукт за растеж за центрове за данни и интернет центрове:

Предвижда се, че оптичните модули със скорост 400G ще бъдат внедрени в мащаб през 2023 г. и ще заемат по-голямата част от приходите от продажби на оптични модули (40G и по-високи скорости) през 2025 г.:

Данните включват всички ICP и корпоративни центрове за данни

В Китай, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai и други големи местни интернет производители, въпреки че текущата архитектура на техните центрове за данни все още е доминирана от 25G или 56G портове, следващото поколение планиране съвместно сочи към 112G SerDes базирани високоскоростни електрически интерфейси.

С непрекъснатия напредък на науката и технологиите 5G мрежата се превърна в една от горещите теми в днешното комуникационно поле. 5G технологията не само ще ни осигури по-високи скорости на трансфер на данни, но и ще поддържа повече връзки между устройствата, като по този начин ще създаде повече възможности за бъдещи интелигентни градове, автономни превозни средства и Интернет на нещата. Зад 5G мрежата обаче стоят много ключови технологии и поддръжка на оборудване, една от които е оптичният модул.

Оптичен модул с по-висока честотна лента ще бъде използван за свързване на DU и AAU на отдалечената базова станция 5G RF. В ерата на 4G BBU беше модулът за обработка на основната лента на базовите станции, докато RRU беше модулът за радиочестота. За да се намалят загубите при предаване между BBU и RRU, често се използва връзка с оптични влакна, известна също като схема за предаване напред. В ерата на 5G мрежите за безжичен достъп ще бъдат изцяло базирани на облак, с централизирана мрежа за безжичен достъп (C-RAN). C-RAN предоставя ново и ефективно алтернативно решение. Операторите могат да рационализират броя на устройствата, необходими за всяка клетъчна базова станция чрез C-RAN и да осигурят функции като внедряване на CU облак, виртуализация на ресурси в пулове и скалируемост на мрежата.

5G предното предаване ще използва оптични модули с по-голям капацитет. В момента 4G LTE базовите станции използват главно 10G оптични модули. Високочестотният спектър и характеристиките на високата честотна лента на 5G, съчетани с използването на технологията MassiveMIMO, изискват свръхшироколентова комуникация с оптичен модул. Понастоящем C-RAN се опитва да намали скоростта на CPRI интерфейса чрез мигриране на физическия слой на DU към секцията AAU, като по този начин намалява търсенето на оптични модули с висока честотна лента и позволява на оптичните модули 25G/100G да отговарят на изискванията за предаване с ултрависока честотна лента на бъдещата 5G „високочестотна“ комуникация. Следователно, в бъдещото изграждане на базови станции C-RAN framework, 100G оптичните модули ще имат голям потенциал.

Внедряване на 5G базова станция

Увеличаване на броя: В традиционната схема на базова станция с един DU, свързващ 3 AAU, са необходими 12 оптични модула; Възприетият морфизъм търсенето на оптичния модул на базовата станция на технологията за достигане на честота ще се увеличи допълнително. Предполагаме, че в тази схема един DU свързва 5 AAU, необходими са 20 оптични модула.

Резюме:

Според LightCounting сред десетте най-големи глобални доставчици на оптични модули през 2010 г. имаше само един местен производител, Wuhan Telecom Devices. През 2022 г. броят на китайските производители в списъка се увеличи до 7, като Zhongji Xuchuang и Coherent са обвързани за първото място; Китайските производители са увеличили пазарния си дял в оптичните компоненти и модули от 15% през 2010 г. на 50% през 2021 г.

В момента вътрешният оптичен модул три Jiji Xuchuang, Tianfu комуникация и нов Yisheng, пазарната стойност достигна 140 милиарда юана, 60 милиарда юана, 55 милиарда юана, от които водещият Zhongji Xuchuang от пазарната стойност извън предишната глобална индустрия за оптични модули първи кохерентен (скорошна пазарна стойност от около 63 милиарда юана), официално първата братска позиция в света.

Експлозивният растеж на нововъзникващи приложения като 5G, AI и центрове за данни стои на фурмата и бъдещето на вътрешната индустрия за оптични модули е предвидимо.