Optisko moduļu izaugsme

Optisko sakaru tīklos optiskajiem moduļiem ir izšķiroša nozīme. Tas ir atbildīgs par elektrisko signālu pārveidošanu optiskajos signālos un saņemto optisko signālu pārveidošanu atpakaļ elektriskos signālos, tādējādi pabeidzot datu pārraidi un saņemšanu. Tāpēc optiskie moduļi ir galvenā tehnoloģija savienošanai un ātrgaitas datu pārraides nodrošināšanai.

Attīstoties mākslīgajam intelektam, skaitļošanas jaudas konkurence ir kļuvusi par jaunu cīņas lauku tehnoloģiju uzņēmumu starpā. Kā svarīga optisko šķiedru komunikācijas sastāvdaļa optiskie moduļi ir optoelektroniskas ierīces, kas optiskā signāla pārraides procesā realizē fotoelektriskās konversijas un elektrooptiskās pārveidošanas funkcijas, un to darbībai ir tieša ietekme uz AI sistēmām.

Optiskie moduļi ir kļuvuši par visnepieciešamākajiem AI skaitļošanas jaudas aparatūras komponentiem papildus GPU, HBM, tīkla kartēm un slēdžiem. Mēs zinām, ka lieliem modeļiem ir nepieciešama spēcīga skaitļošanas jauda, ​​lai apstrādātu un analizētu lielu datu apjomu. Optiskais sakaru tīkls nodrošina ātrdarbīgu un efektīvu datu pārraides režīmu, kas ir svarīgs pamats un stabils pamats, lai atbalstītu šo milzīgo skaitļošanas pieprasījumu.

2022. gada 30. novembrī tika izlaists ChatGPT, un kopš tā laika ir pārņēmusi globāla lielo modeļu traka. Nesen Sora, liels kultūras un bioloģisko videoklipu modelis, ir izraisījis tirgus entuziasmu, un pieprasījums pēc skaitļošanas jaudas uzrāda eksponenciālu pieauguma tendenci. OpenAI publicētajā ziņojumā norādīts, ka kopš 2012. gada skaitļošanas jaudas pieprasījums pēc AI apmācības lietojumprogrammām. ir dubultojies ik pēc 3–4 mēnešiem, un kopš 2012. gada mākslīgā intelekta skaitļošanas jauda ir pieaugusi vairāk nekā 300 000 reižu. Optisko moduļu raksturīgās priekšrocības neapšaubāmi lieliski atbilst AI vajadzībām attiecībā uz augstas veiktspējas skaitļošanas veiktspēju un lietojumprogrammu paplašināšanu.

Optiskajam modulim ir liela ātruma un zema latentuma raksturlielumi, kas var nodrošināt jaudīgas datu apstrādes iespējas, vienlaikus nodrošinot datu pārraides efektivitāti. Un optiskā moduļa joslas platums ir liels, kas nozīmē, ka tas vienlaikus var apstrādāt vairāk datu. Lielais pārraides attālums padara iespējamu ātrdarbīgu datu apmaiņu starp datu centriem, kas palīdz veidot izkliedētus AI skaitļošanas tīklus un veicina AI tehnoloģijas pielietošanu plašākā jomā.

Pēdējo divu gadu laikā AI viļņa ietekmē Nvidia akciju cena ir strauji pieaugusi. Pirmkārt, 2023. gada maija beigās tirgus kapitalizācija pirmo reizi pārsniedza triljonu dolāru atzīmi. 2024. gada sākumā tas sasniedza 2 triljonu dolāru tirgus vērtības maksimumu.

Nvidia mikroshēmas tiek pārdotas kā traki. Saskaņā ar jaunāko ceturtā ceturkšņa peļņas pārskatu ceturkšņa ieņēmumi sasniedza rekordlielu 22,1 miljardu ASV dolāru, kas ir par 22% vairāk nekā trešajā ceturksnī un 265% salīdzinājumā ar to pašu periodu pagājušajā gadā, un peļņa pieauga par 769%, ievērojami pārsniedzot analītiķu prognozes. Nvidia ieņēmumu datos datu centrs neapšaubāmi ir visspilgtākā nodaļa. Saskaņā ar statistiku, uz AI orientētās nodaļas pārdošanas apjoms ceturtajā ceturksnī pieauga līdz 18,4 miljardiem ASV dolāru no 3,6 miljardiem ASV dolāru pagājušajā gadā, kas ir vairāk nekā 400 procentu gada pieauguma temps.

Sinhronizācijā ar Nvidia ievērojamo izaugsmi mākslīgā intelekta viļņa katalīzē daži vietējie optisko moduļu uzņēmumi ir sasnieguši noteiktu veiktspēju. Zhongji Xuchuang 2023. gadā sasniedza ieņēmumus 10,725 miljardu juaņu apmērā, kas ir par 11,23% vairāk nekā iepriekšējā gadā; Tīrā peļņa bija 2,181 miljards juaņu, kas ir par 78,19% vairāk nekā iepriekšējā gadā. Tianfu Communication 2023. gadā sasniedza ieņēmumus 1,939 miljardu juaņu apmērā, kas ir par 62,07% vairāk nekā iepriekšējā gadā; Tīrā peļņa bija 730 miljoni juaņu, kas ir par 81,14% vairāk nekā iepriekšējā gadā.

Papildus pieaugošajam pieprasījumam pēc optiskajiem moduļiem mākslīgā intelekta AI skaitļošanas jaudā, pieaug arī pieprasījums pēc datu centru būvniecības.

No datu centru tīkla arhitektūras viedokļa, pamatojoties uz esošajiem 100G risinājumiem, lai nodrošinātu tāda paša izmēra datu centru nebloķējošo tīkla caurlaidspēju, ir jāpievieno vairāk portu, vairāk plaukta vietas serveriem un slēdžiem, kā arī vairāk serveru plauktu vietas. Šie risinājumi nav rentabli un rada ģeometrisku tīkla arhitektūras sarežģītības pieaugumu.

Migrēšana no 100G uz 400G ir rentablāks veids, kā datu centros iepludināt lielāku joslas platumu, vienlaikus samazinot tīkla arhitektūras sarežģītību.

Tirgus prognoze 400G un lielāka ātruma optiskajiem moduļiem

Saskaņā ar Light Counting prognozēm par 400G un 800G saistītiem produktiem, SR/FR sērija ir galvenais datu centru un interneta centru izaugsmes produkts:

Tiek prognozēts, ka 400 G ātruma optiskie moduļi tiks plaši izvietoti 2023. gadā, un 2025. gadā tie aizņems lielāko daļu no optisko moduļu pārdošanas ieņēmumiem (40 G un vairāk):

Dati ietver visus ICP un uzņēmumu datu centrus

Ķīnā, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai un citos lielākajos pašmāju interneta ražotājus, lai gan to datu centru pašreizējā arhitektūrā joprojām dominē 25G vai 56G porti, nākamās paaudzes plānošana kopīgi norāda uz 112G SerDes balstītu ātrgaitas elektrisko tīklu. saskarnes.

Nepārtraukti attīstoties zinātnei un tehnoloģijai, 5G tīkls ir kļuvis par vienu no aktuālākajām tēmām mūsdienu sakaru jomā. 5G tehnoloģija nodrošinās mums ne tikai lielāku datu pārraides ātrumu, bet arī atbalstīs vairāk savienojumu starp ierīcēm, tādējādi radot vairāk iespēju nākotnes viedajām pilsētām, autonomiem transportlīdzekļiem un lietu internetam. Tomēr aiz 5G tīkla ir daudzas galvenās tehnoloģijas un aprīkojuma atbalsts, no kuriem viens ir optiskais modulis.

Lai savienotu 5G RF attālās bāzes stacijas DU un AAU, tiks izmantots lielāka joslas platuma optiskais modulis. 4G laikmetā BBU bija bāzes staciju bāzes joslas apstrādes vienība, bet RRU bija radiofrekvenču vienība. Lai samazinātu pārraides zudumus starp BBU un RRU, bieži tika izmantots optiskās šķiedras savienojums, kas pazīstams arī kā tiešās pārraides shēma. 5G laikmetā bezvadu piekļuves tīkli būs pilnībā balstīti uz mākoņiem, ar centralizētu bezvadu piekļuves tīklu (C-RAN). C-RAN nodrošina jaunu un efektīvu alternatīvu risinājumu. Operatori var racionalizēt katrai mobilo sakaru bāzes stacijai nepieciešamo ierīču skaitu, izmantojot C-RAN, un nodrošināt tādas funkcijas kā CU mākoņa izvietošana, resursu virtualizācija baseinos un tīkla mērogojamība.

5G priekšgala pārraidei tiks izmantoti lielākas ietilpības optiskie moduļi. Pašlaik 4G LTE bāzes stacijas galvenokārt izmanto 10G optiskos moduļus. 5G augstfrekvences spektra un lielā joslas platuma raksturlielumi kopā ar MassiveMIMO tehnoloģijas izmantošanu prasa īpaši platjoslas optiskā moduļa saziņu. Pašlaik C-RAN mēģina samazināt CPRI interfeisa ātrumu, migrējot DU fizisko slāni uz AAU sadaļu, tādējādi samazinot pieprasījumu pēc liela joslas platuma optiskajiem moduļiem un ļaujot 25G/100G optiskajiem moduļiem izpildīt īpaši liela joslas platuma pārraides prasības. nākotnes 5G "augstfrekvences" komunikācija. Tāpēc turpmākajā C-RAN ietvara bāzes staciju būvniecībā 100G optiskajiem moduļiem būs liels potenciāls.

5G bāzes stacijas izvietošana

Skaita pieaugums: Tradicionālajā bāzes staciju shēmā ar vienu DU, kas savieno 3 AAU, nepieciešami 12 optiskie moduļi; Pieņemts morfisms pieprasījums pēc bāzes stacijas optiskā moduļa frekvences sasniedzamības tehnoloģijas vēl vairāk palielināsies. Mēs pieņemam, ka šajā shēmā viens DU savieno 5 AAU, ir nepieciešami 20 optiskie moduļi.

Kopsavilkums:

Saskaņā ar LightCounting datiem 2010. gadā starp desmit labākajiem pasaules optisko moduļu pārdošanas piegādātājiem bija tikai viens vietējais ražotājs Wuhan Telecom Devices. 2022. gadā Ķīnas ražotāju skaits sarakstā palielinājās līdz 7, un Zhongji Xuchuang un Coherent ieņēma augstāko vietu; Ķīnas ražotāji ir palielinājuši savu optisko komponentu un moduļu tirgus daļu no 15% 2010. gadā līdz 50% 2021. gadā.

Šobrīd iekšzemes optiskais modulis trīs Jiji Xuchuang, Tianfu komunikācija un jauns Yisheng, tirgus vērtība sasniedza 140 miljardus juaņu, 60 miljardus juaņu, 55 miljardus juaņu, no kuriem vadošais Zhongji Xuchuang no tirgus vērtības pārsniedz iepriekšējo globālo optisko moduļu nozari. pirmais Coherent (nesenā tirgus vērtība aptuveni 63 miljardi juaņu), oficiāli pasaulē pirmā brāļa pozīcija.

Jauno lietojumprogrammu, piemēram, 5G, mākslīgā intelekta un datu centru, straujš pieaugums ir uz priekšu, un vietējās optisko moduļu nozares nākotne ir paredzama.