Az optikai modulok növekedése

Az optikai kommunikációs hálózatokban az optikai modulok döntő szerepet játszanak. Feladata az elektromos jelek optikai jelekké történő átalakítása, valamint a vett optikai jelek elektromos jelekké történő átalakítása, ezzel befejezve az adatok átvitelét és fogadását. Ezért az optikai modulok a kulcsfontosságú technológiát a csatlakozáshoz és a nagy sebességű adatátvitelhez.

A mesterséges intelligencia fejlődésével a számítási teljesítmény verseny a technológiai cégek közötti birkózás új csataterévé vált. Az optikai szálas kommunikáció fontos részeként az optikai modulok olyan optoelektronikai eszközök, amelyek az optikai jelátvitel során fotoelektromos konverziós és elektrooptikai konverziós funkciókat valósítanak meg, teljesítményük pedig közvetlen hatással van az AI-rendszerekre.

Az optikai modulok a GPU, a HBM, a hálózati kártyák és a kapcsolók mellett a mesterséges intelligencia számítási teljesítményének legelhagyhatatlanabb hardverelemeivé váltak. Tudjuk, hogy a nagy modellek nagy számítási teljesítményt igényelnek nagy mennyiségű adat feldolgozásához és elemzéséhez. Az optikai kommunikációs hálózat nagy sebességű és hatékony adatátviteli módot biztosít, amely fontos alapot és szilárd alapot jelent e hatalmas számítási igény kielégítéséhez.

2022. november 30-án megjelent a ChatGPT, és azóta a nagy modellek iránti globális őrület söpört végig. A közelmúltban a Sora, a kulturális és biológiai videók nagy modellje felkeltette a piaci lelkesedést, és a számítási teljesítmény iránti kereslet exponenciális növekedési tendenciát mutat. Az OpenAI által kiadott jelentés szerint 2012 óta a számítási teljesítmény iránti igény az AI-oktatóalkalmazások iránt 3-4 havonta megduplázódott, és 2012 óta az AI számítási teljesítménye több mint 300 000-szeresére nőtt. Az optikai modulok rejlő előnyei kétségtelenül tökéletesen megfelelnek a mesterséges intelligencia igényeinek a nagy teljesítményű számítási teljesítmény és az alkalmazásbővítés terén.

Az optikai modul nagy sebességű és alacsony késleltetési karakterisztikával rendelkezik, amely nagy teljesítményű adatfeldolgozási képességeket biztosít, miközben biztosítja az adatátvitel hatékonyságát. Az optikai modul sávszélessége pedig nagy, ami azt jelenti, hogy több adatot tud egyszerre feldolgozni. A nagy átviteli távolság lehetővé teszi az adatközpontok közötti nagysebességű adatcserét, ami segíti az elosztott mesterséges intelligencia számítástechnikai hálózatok kiépítését, és elősegíti az AI technológia szélesebb körben történő alkalmazását.

Az elmúlt két évben a mesterséges intelligencia hulláma miatt az Nvidia részvényeinek árfolyama megugrott. Először is, 2023 májusának végén a piaci kapitalizáció először haladta meg a billió dolláros határt. 2024 elején elérte a 2 billió dolláros piaci érték csúcsát.

Az Nvidia chipjei őrülten fogynak. A legutóbbi negyedik negyedéves eredményjelentés szerint a negyedéves bevétel rekordot döntött, 22,1 milliárd dollárt, ami 22%-kal több a harmadik negyedévhez képest, és 265%-kal haladja meg az előző év azonos időszakát, a profit pedig 769%-kal nőtt, jelentősen meghaladva az elemzői várakozásokat. Az Nvidia bevételi adataiban kétségtelenül az adatközpont a legragyogóbb részleg. A statisztikák szerint az AI-központú részleg negyedik negyedéves árbevétele 18,4 milliárd dollárra nőtt a tavalyi 3,6 milliárd dollárról, ami több mint 400 százalékos éves növekedési rátát jelent.

És az Nvidia figyelemreméltó növekedésével összhangban, a mesterséges intelligencia hullámának katalizátora alatt néhány hazai optikai modullal foglalkozó vállalat bizonyos teljesítményt ért el. Zhongji Xuchuang 10,725 milliárd jüan bevételt ért el 2023-ban, ami 11,23%-os éves növekedést jelent; A nettó nyereség 2,181 milliárd jüan volt, ami 78,19%-os éves növekedést jelent. A Tianfu Communication 1,939 milliárd jüan bevételt ért el 2023-ban, ami 62,07%-os éves növekedést jelent; A nettó nyereség 730 millió jüan volt, ami éves szinten 81,14%-os növekedést jelent.

A mesterséges intelligencia mesterséges intelligencia számítási teljesítményében az optikai modulok iránti növekvő kereslet mellett az adatközpontok építése iránti igény is növekszik.

Az adatközponti hálózati architektúra szemszögéből a meglévő 100G-s megoldások alapján az azonos méretű adatközpontok nem blokkoló hálózati áteresztőképességének kielégítése több portot, több rack-területet a szerverek és kapcsolók számára, valamint több szerver rack-területet igényel. Ezek a megoldások nem költséghatékonyak, és a hálózati architektúra bonyolultságának geometriai növekedéséhez vezetnek.

A 100G-ról 400G-ra való átállás költséghatékonyabb módja annak, hogy nagyobb sávszélességet injektáljon az adatközpontokba, miközben csökkenti a hálózati architektúra összetettségét is.

Piaci előrejelzés a 400G és nagyobb sebességű optikai modulokról

A Light Counting 400G és 800G kapcsolódó termékekre vonatkozó előrejelzése szerint az SR/FR sorozat a fő növekedési termék az adatközpontok és az internetközpontok számára:

Az előrejelzések szerint a 400 G sebességű optikai modulokat 2023-ban fogják nagyarányúan telepíteni, és 2025-ben az optikai modulok (40 G és afeletti díjak) árbevételének nagy részét fogják elfoglalni:

Az adatok közé tartozik az összes ICP és vállalati adatközpont

Kínában az Alibaba, a Baidu, a JD, a Byte, a Kwai és más nagy hazai internetgyártók, bár adatközpontjaik jelenlegi architektúrájában továbbra is a 25G vagy 56G portok dominálnak, a következő generációs tervezés együttesen a 112G SerDes alapú, nagy sebességű elektromos hálózatra mutat rá. interfészek.

A tudomány és a technológia folyamatos fejlődésével az 5G hálózat napjaink kommunikációs területének egyik felkapott témájává vált. Az 5G technológia nemcsak nagyobb adatátviteli sebességet biztosít számunkra, hanem több eszköz közötti kapcsolatot is támogat, így több lehetőséget teremt a jövő okosvárosai, az autonóm járművek és a tárgyak internete számára. Az 5G hálózat mögött azonban számos kulcsfontosságú technológia és eszköztámogatás húzódik meg, ezek közül az egyik az optikai modul.

Nagyobb sávszélességű optikai modult fognak használni az 5G RF távoli bázisállomás DU és AAU összekapcsolására. A 4G korszakban a BBU volt a bázisállomások alapsávi feldolgozó egysége, míg az RRU a rádiófrekvenciás egység. A BBU és az RRU közötti átviteli veszteség csökkentése érdekében gyakran használtak optikai szálas kapcsolatot, más néven előremenő átviteli sémát. Az 5G korszakban a vezeték nélküli hozzáférési hálózatok teljes mértékben felhőalapúak lesznek, központi vezeték nélküli hozzáférési hálózattal (C-RAN). A C-RAN új és hatékony alternatív megoldást kínál. Az üzemeltetők a C-RAN-on keresztül leegyszerűsíthetik az egyes cellás bázisállomásokhoz szükséges eszközök számát, és olyan funkciókat biztosíthatnak, mint a CU felhő telepítése, az erőforrások készletekbe történő virtualizálása és a hálózat méretezhetősége.

Az 5G front-end átvitel nagyobb kapacitású optikai modulokat használ majd. Jelenleg a 4G LTE bázisállomások főleg 10G optikai modulokat használnak. Az 5G nagyfrekvenciás spektrumának és nagy sávszélességének jellemzői, valamint a MassiveMIMO technológia használata ultraszéles sávú optikai modul kommunikációt igényel. Jelenleg a C-RAN megpróbálja csökkenteni a CPRI interfész sebességét azáltal, hogy a DU fizikai rétegét az AAU szakaszra migrálja, ezáltal csökkentve a nagy sávszélességű optikai modulok iránti keresletet, és lehetővé teszi a 25G/100G optikai modulok számára, hogy megfeleljenek az ultranagy sávszélességű átviteli követelményeknek. a jövőbeli 5G „nagyfrekvenciás” kommunikációról. Ezért a C-RAN keretrendszer bázisállomásainak jövőbeni építése során a 100G optikai modulokban nagy lehetőségek rejlenek.

5G bázisállomás kiépítése

Számának növekedése: A hagyományos bázisállomási rendszerben egyetlen DU-val, amely 3 AAU-t köt össze, 12 optikai modulra van szükség; Átfogadott morfizmus a kereslet a bázisállomás optikai modulja a frekvencia elérése technológia tovább fog növekedni. Feltételezzük, hogy ebben a sémában egyetlen DU 5 AAU-t köt össze, 20 optikai modulra van szükség.

Összegzés:

A LightCounting szerint 2010-ben a világ tíz legnagyobb optikai modulokat értékesítő szállítója között egyetlen hazai gyártó volt, a Wuhan Telecom Devices. 2022-ben a listán szereplő kínai gyártók száma 7-re nőtt, a Zhongji Xuchuang és a Coherent holtversenyben az első helyen; A kínai gyártók a 2010-es 15%-ról 2021-re 50%-ra növelték piaci részesedésüket az optikai alkatrészek és modulok terén.

Jelenleg a hazai optikai modul három Jiji Xuchuang, Tianfu kommunikáció és az új Yisheng, a piaci értéke elérte a 140 milliárd jüan, 60 milliárd jüan, 55 milliárd jüan, amelyből a vezető Zhongji Xuchuang a piaci érték túlmutat az előző globális optikai modul iparon. első Coherent (a közelmúlt piaci értéke körülbelül 63 milliárd jüan), hivatalosan a világ első testvére pozíciója.

Az olyan feltörekvő alkalmazások, mint az 5G, az AI és az adatközpontok robbanásszerű növekedése a csővezetéken áll, és a hazai optikai modul-ipar jövője előrelátható.