رشد ماژول های نوری

در شبکه های ارتباطی نوری، ماژول های نوری نقش مهمی ایفا می کنند. وظیفه تبدیل سیگنال های الکتریکی به سیگنال های نوری و تبدیل سیگنال های نوری دریافتی به سیگنال های الکتریکی را بر عهده دارد و در نتیجه انتقال و دریافت داده ها را تکمیل می کند. بنابراین، ماژول های نوری فناوری کلیدی برای اتصال و دستیابی به انتقال داده با سرعت بالا هستند.

با توسعه هوش مصنوعی، رقابت قدرت محاسباتی به میدان نبرد جدیدی برای کشتی بین شرکت های فناوری تبدیل شده است. به عنوان بخش مهمی از ارتباطات فیبر نوری، ماژول های نوری دستگاه های اپتوالکترونیکی هستند که تبدیل فوتوالکتریک و توابع تبدیل الکترواپتیکی را در فرآیند انتقال سیگنال نوری انجام می دهند و عملکرد آنها تأثیر مستقیمی بر سیستم های هوش مصنوعی دارد.

ماژول‌های نوری علاوه بر GPU، HBM، کارت‌های شبکه و سوئیچ‌ها به ضروری‌ترین اجزای سخت‌افزاری قدرت محاسباتی هوش مصنوعی تبدیل شده‌اند. می دانیم که مدل های بزرگ برای پردازش و تجزیه و تحلیل مقادیر زیادی از داده ها به قدرت محاسباتی قدرتمندی نیاز دارند. شبکه ارتباطی نوری یک حالت انتقال داده با سرعت بالا و کارآمد را فراهم می کند، که یک پایه مهم و پایه محکم برای پشتیبانی از این تقاضای عظیم محاسباتی است.

در 30 نوامبر 2022، ChatGPT منتشر شد و از آن زمان، شور جهانی برای مدل‌های بزرگ فراگیر شده است. اخیراً، Sora، یک مدل بزرگ برای ویدیوهای فرهنگی و بیولوژیکی، شور و شوق بازار را برانگیخته است و تقاضا برای قدرت محاسباتی روند رشد تصاعدی را نشان می‌دهد. گزارش منتشر شده توسط OpenAI نشان می‌دهد که از سال 2012، تقاضای قدرت محاسباتی برای برنامه‌های آموزشی هوش مصنوعی هر 3 تا 4 ماه دو برابر شده است و از سال 2012، قدرت محاسباتی هوش مصنوعی بیش از 300000 برابر شده است. مزایای ذاتی ماژول های نوری بدون شک نیازهای هوش مصنوعی را از نظر عملکرد محاسباتی با کارایی بالا و گسترش برنامه ها برآورده می کند.

ماژول نوری دارای ویژگی‌های سرعت بالا و تاخیر کم است که می‌تواند قابلیت‌های پردازش داده قدرتمندی را ارائه دهد و در عین حال کارایی انتقال داده را تضمین کند. و پهنای باند ماژول نوری بزرگ است، به این معنی که می تواند داده های بیشتری را به طور همزمان پردازش کند. فاصله انتقال طولانی، تبادل داده با سرعت بالا را بین مراکز داده ممکن می‌سازد، که به ایجاد شبکه‌های محاسباتی هوش مصنوعی توزیع‌شده کمک می‌کند و کاربرد فناوری هوش مصنوعی را در طیف وسیع‌تری از زمینه‌ها ارتقا می‌دهد.

در دو سال گذشته، تحت تاثیر موج هوش مصنوعی، قیمت سهام انویدیا افزایش یافته است. ابتدا، در پایان ماه مه 2023، ارزش بازار برای اولین بار از مرز تریلیون دلار فراتر رفت. در اوایل سال 2024، ارزش بازار به اوج 2 تریلیون دلار رسید.

تراشه های انویدیا دیوانه وار فروخته می شوند. بر اساس گزارش اخیر درآمد سه ماهه چهارم، درآمد سه ماهه به رکورد 22.1 میلیارد دلار رسید که 22 درصد نسبت به سه ماهه سوم و 265 درصد نسبت به مدت مشابه سال گذشته افزایش یافت و سود 769 درصد افزایش یافت و به طور قابل توجهی بالاتر از انتظارات تحلیلگران بود. در داده های درآمد انویدیا، مرکز داده بدون شک درخشان ترین بخش است. طبق آمار، فروش سه ماهه چهارم بخش متمرکز بر هوش مصنوعی از 3.6 میلیارد دلار در سال گذشته به 18.4 میلیارد دلار افزایش یافت که نرخ رشد سالانه بیش از 400 درصد است.

و همزمان با رشد چشمگیر انویدیا، تحت تاثیر موج هوش مصنوعی، برخی از شرکت‌های داخلی ماژول‌های نوری به عملکرد خاصی دست یافته‌اند. Zhongji Xuchuang در سال 2023 به درآمد 10.725 میلیارد یوان دست یافت که نسبت به سال قبل 11.23% افزایش داشت. سود خالص 2.181 میلیارد یوان بود که نسبت به سال قبل 78.19 درصد افزایش داشت. Tianfu Communication در سال 2023 به درآمد 1.939 میلیارد یوان دست یافت که نسبت به سال گذشته 62.07% افزایش داشت. سود خالص 730 میلیون یوان بود که نسبت به سال قبل 81.14 درصد افزایش داشت.

علاوه بر افزایش تقاضا برای ماژول های نوری در قدرت محاسباتی هوش مصنوعی هوش مصنوعی، تقاضا برای ساخت مرکز داده نیز در حال رشد است.

از منظر معماری شبکه مرکز داده، بر اساس راه حل های موجود 100G، برآورده کردن توان عملیاتی شبکه غیر مسدود کننده مراکز داده با همان اندازه مستلزم افزودن پورت های بیشتر، فضای رک بیشتر برای سرورها و سوئیچ ها و فضای رک سرور بیشتر است. این راه حل ها مقرون به صرفه نیستند و منجر به افزایش هندسی در پیچیدگی معماری شبکه می شوند.

مهاجرت از 100G به 400G یک راه مقرون به صرفه تر برای تزریق پهنای باند بیشتر به مراکز داده است و در عین حال پیچیدگی معماری شبکه را نیز کاهش می دهد.

پیش‌بینی بازار ماژول‌های نوری با سرعت 400G و بالاتر

طبق پیش‌بینی Light Counting از محصولات مرتبط با 400G و 800G، سری SR/FR محصول اصلی رشد برای مراکز داده و مراکز اینترنتی است:

پیش‌بینی می‌شود که ماژول‌های نوری با نرخ 400G در مقیاس بزرگ در سال 2023 به کار گرفته شوند و بیشترین درآمد فروش ماژول‌های نوری (نرخ‌های 40G و بالاتر) را در سال 2025 به خود اختصاص دهند:

داده ها شامل تمام ICP و مراکز داده سازمانی است

در چین، Alibaba، Baidu، JD، Byte، Kwai و سایر تولیدکنندگان بزرگ اینترنت داخلی، اگرچه معماری فعلی مراکز داده آنها هنوز تحت تسلط پورت های 25G یا 56G است، برنامه ریزی نسل بعدی به طور مشترک به برق پرسرعت مبتنی بر SerDes 112G اشاره می کند. رابط ها

با پیشرفت مداوم علم و فناوری، شبکه 5G به یکی از موضوعات داغ در حوزه ارتباطات امروزی تبدیل شده است. فناوری 5G نه تنها سرعت انتقال داده‌های سریع‌تری را برای ما فراهم می‌کند، بلکه از ارتباطات بیشتری بین دستگاه‌ها نیز پشتیبانی می‌کند، بنابراین امکانات بیشتری برای شهرهای هوشمند آینده، وسایل نقلیه خودران و اینترنت اشیا ایجاد می‌کند. با این حال، در پشت شبکه 5G، فناوری‌ها و تجهیزات کلیدی بسیاری وجود دارد که یکی از آنها ماژول نوری است.

یک ماژول نوری با پهنای باند بالاتر برای اتصال DU و AAU ایستگاه پایه 5G RF از راه دور استفاده خواهد شد. در عصر 4G، BBU واحد پردازش باند پایه ایستگاه‌های پایه بود، در حالی که RRU واحد فرکانس رادیویی بود. به منظور کاهش تلفات انتقال بین BBU و RRU، اتصال فیبر نوری، همچنین به عنوان طرح انتقال رو به جلو شناخته می شود، اغلب استفاده می شود. در عصر 5G، شبکه‌های دسترسی بی‌سیم کاملاً مبتنی بر ابر خواهند بود، با یک شبکه دسترسی بی‌سیم متمرکز (C-RAN).C-RAN یک راه‌حل جایگزین جدید و کارآمد ارائه می‌کند. اپراتورها می توانند تعداد دستگاه های مورد نیاز برای هر ایستگاه پایه سلولی را از طریق C-RAN ساده کرده و عملکردهایی مانند استقرار ابر CU، مجازی سازی منابع در استخرها و مقیاس پذیری شبکه را ارائه دهند.

انتقال جلوی 5G از ماژول های نوری با ظرفیت بیشتر استفاده می کند. در حال حاضر، ایستگاه های پایه 4G LTE عمدتا از ماژول های نوری 10G استفاده می کنند. ویژگی‌های طیف فرکانس بالا و پهنای باند بالای 5G، همراه با استفاده از فناوری MassiveMIMO، نیازمند ارتباطات ماژول نوری باند فوق‌العاده گسترده است. در حال حاضر، C-RAN در تلاش است تا سرعت رابط CPRI را با انتقال لایه فیزیکی DU به بخش AAU کاهش دهد، در نتیجه تقاضا برای ماژول‌های نوری با پهنای باند بالا را کاهش داده و ماژول‌های نوری 25G/100G را قادر می‌سازد تا نیازهای انتقال پهنای باند فوق‌العاده بالا را برآورده کنند. ارتباطات «فرکانس بالا» آینده 5G. بنابراین، در ساخت ایستگاه های پایه چارچوب C-RAN در آینده، ماژول های نوری 100G پتانسیل بالایی خواهند داشت.

استقرار ایستگاه پایه 5G

افزایش تعداد: در طرح ایستگاه پایه سنتی با یک DU منفرد که 3 AAU را متصل می کند، 12 ماژول نوری مورد نیاز است. مورفیسم پذیرفته شده تقاضا برای ماژول نوری ایستگاه پایه فناوری دسترسی فرکانس بیشتر افزایش خواهد یافت. ما فرض می کنیم که در این طرح، یک DU واحد 5 AAU را متصل می کند، 20 ماژول نوری مورد نیاز است.

خلاصه:

طبق گزارش LightCounting، در بین ده تامین‌کننده برتر فروش ماژول‌های نوری جهانی در سال 2010، تنها یک تولیدکننده داخلی به نام Wuhan Telecom Devices وجود داشت. در سال 2022، تعداد تولیدکنندگان چینی در لیست به 7 افزایش یافت که ژونگجی ژوچوانگ و کوهرنت در رتبه اول قرار گرفتند. تولیدکنندگان چینی سهم بازار خود را در قطعات و ماژول های نوری از 15 درصد در سال 2010 به 50 درصد در سال 2021 افزایش داده اند.

در حال حاضر، ماژول نوری داخلی سه Jiji Xuchuang، Tianfu ارتباطات و Yisheng جدید، ارزش بازار 140 میلیارد یوان، 60 میلیارد یوان، 55 میلیارد یوان، که Zhongji Xuchuang پیشرو از ارزش بازار فراتر از صنعت قبلی ماژول نوری جهانی رسیده است. اولین منسجم (ارزش بازار اخیر در حدود 63 میلیارد یوان)، رسما اولین موقعیت برادر در جهان است.

رشد انفجاری برنامه های نوظهور مانند 5G، هوش مصنوعی و مراکز داده در حال رشد است و آینده صنعت ماژول های نوری داخلی قابل پیش بینی است.