Creșterea modulelor optice

În rețelele optice de comunicații, modulele optice joacă un rol crucial. Este responsabil pentru conversia semnalelor electrice în semnale optice și conversia semnalelor optice primite înapoi în semnale electrice, completând astfel transmisia și recepția datelor. Prin urmare, modulele optice sunt tehnologia cheie pentru conectarea și realizarea transmisiei de date de mare viteză.

Odată cu dezvoltarea inteligenței artificiale, competiția pentru puterea de calcul a devenit un nou câmp de luptă pentru luptele între companiile de tehnologie. Ca parte importantă a comunicațiilor prin fibră optică, modulele optice sunt dispozitive optoelectronice care realizează funcții de conversie fotoelectrică și conversie electro-optică în procesul de transmitere a semnalului optic, iar performanța lor are un impact direct asupra sistemelor AI.

Modulele optice au devenit cele mai indispensabile componente hardware ale puterii de calcul AI, pe lângă GPU, HBM, plăci de rețea și switch-uri. Știm că modelele mari necesită o putere de calcul puternică pentru a procesa și analiza cantități mari de date. Rețeaua de comunicații optice oferă un mod de transmisie de date de mare viteză și eficient, care reprezintă o bază importantă și o bază solidă pentru a susține această cerere uriașă de calcul.

Pe 30 noiembrie 2022, a fost lansat ChatGPT și, de atunci, s-a răspândit o nebunie globală pentru modelele mari. Recent, Sora, un model mare pentru videoclipuri culturale și biologice, a stârnit entuziasmul pieței, iar cererea de putere de calcul arată o tendință de creștere exponențială. Un raport lansat de OpenAI indică faptul că din 2012, cererea de putere de calcul pentru aplicațiile de instruire AI s-a dublat la fiecare 3-4 luni, iar din 2012, puterea de calcul AI a crescut de peste 300000 de ori. Avantajele inerente ale modulelor optice răspund, fără îndoială, perfect nevoilor AI în ceea ce privește performanța de calcul de înaltă performanță și extinderea aplicațiilor.

Modulul optic are caracteristici de viteză mare și latență scăzută, care pot oferi capabilități puternice de procesare a datelor, asigurând în același timp eficiența transmisiei datelor. Iar lățimea de bandă a modulului optic este mare, ceea ce înseamnă că poate procesa mai multe date simultan. Distanța mare de transmisie face posibil schimbul de date de mare viteză între centrele de date, ceea ce ajută la construirea rețelelor de calcul AI distribuite și promovează aplicarea tehnologiei AI într-o gamă mai largă de domenii.

În ultimii doi ani, condus de valul AI, prețul acțiunilor Nvidia a crescut vertiginos. În primul rând, la sfârșitul lunii mai 2023, capitalizarea bursieră a depășit pragul de un trilion de dolari pentru prima dată. La începutul lui 2024, a atins vârful de 2 trilioane de dolari în valoare de piață.

Cipurile Nvidia se vând ca un nebun. Potrivit recentului său raport privind veniturile din al patrulea trimestru, veniturile trimestriale au atins un record de 22,1 miliarde de dolari, în creștere cu 22% față de trimestrul al treilea și cu 265% față de aceeași perioadă a anului trecut, iar profitul a crescut cu 769%, depășind semnificativ așteptările analiștilor. În datele privind veniturile Nvidia, centrul de date este, fără îndoială, cel mai strălucitor departament. Potrivit statisticilor, vânzările din al patrulea trimestru ale diviziei axate pe inteligență artificială au crescut la 18,4 miliarde de dolari de la 3,6 miliarde de dolari anul trecut, o rată anuală de creștere de peste 400%.

Și în sincronizare cu creșterea remarcabilă a Nvidia, sub cataliza valului de inteligență artificială, unele întreprinderi interne de module optice au atins anumite performanțe. Zhongji Xuchuang a atins un venit de 10,725 miliarde de yuani în 2023, o creștere de la an la an de 11,23%; Profitul net a fost de 2,181 miliarde de yuani, o creștere de la an la an de 78,19%. Tianfu Communication a atins un venit de 1,939 miliarde de yuani în 2023, o creștere de la an la an de 62,07%; Profitul net a fost de 730 de milioane de yuani, o creștere de la an la an de 81,14%.

Pe lângă cererea tot mai mare de module optice în puterea de calcul AI cu inteligență artificială, cererea pentru construcția de centre de date este, de asemenea, în creștere.

Din perspectiva arhitecturii de rețea a centrelor de date, bazată pe soluțiile 100G existente, îndeplinirea fluxului de rețea neblocant al centrelor de date de aceeași dimensiune necesită adăugarea mai multor porturi, mai mult spațiu în rack pentru servere și switch-uri și mai mult spațiu în rack pentru server. Aceste soluții nu sunt rentabile și conduc la o creștere geometrică a complexității arhitecturii rețelei.

Migrarea de la 100G la 400G este o modalitate mai rentabilă de a injecta mai multă lățime de bandă în centrele de date, reducând în același timp complexitatea arhitecturii rețelei.

Prognoza pieței pentru module optice cu viteză de 400G și peste

Conform predicției Light Counting privind produsele legate de 400G și 800G, seria SR/FR este principalul produs de creștere pentru centrele de date și centrele de internet:

Se preconizează că modulele optice cu rata de 400G vor fi implementate la scară în 2023 și vor ocupa majoritatea veniturilor din vânzări ale modulelor optice (ratele 40G și mai mari) în 2025:

Datele includ toate centrele de date ICP și enterprise

În China, Alibaba, Baidu, JD, Byte, Kwai și alți producători majori de internet, deși arhitectura actuală a centrelor lor de date este încă dominată de porturile 25G sau 56G, planificarea următoarei generații indică în comun 112G SerDes electrice de mare viteză. interfețe.

Odată cu progresul continuu al științei și tehnologiei, rețeaua 5G a devenit unul dintre subiectele fierbinți în domeniul comunicațiilor de astăzi. Tehnologia 5G nu numai că ne va oferi viteze mai rapide de transfer de date, dar va sprijini și mai multe conexiuni între dispozitive, creând astfel mai multe posibilități pentru viitoarele orașe inteligente, vehicule autonome și Internetul lucrurilor. Cu toate acestea, în spatele rețelei 5G, există multe tehnologii cheie și suport pentru echipamente, dintre care unul este modulul optic.

Un modul optic cu lățime de bandă mai mare va fi utilizat pentru a conecta DU și AAU ale stației de bază la distanță 5G RF. În era 4G, BBU era unitatea de procesare în bandă de bază a stațiilor de bază, în timp ce RRU era unitatea de frecvență radio. Pentru a reduce pierderile de transmisie între BBU și RRU, a fost adesea folosită conexiunea prin fibră optică, cunoscută și sub numele de schemă de transmisie directă. În era 5G, rețelele de acces fără fir vor fi în întregime bazate pe cloud, cu o rețea de acces wireless centralizată (C-RAN). C-RAN oferă o soluție alternativă nouă și eficientă. Operatorii pot eficientiza numărul de dispozitive necesare pentru fiecare stație de bază celulară prin C-RAN și pot oferi funcții precum implementarea în cloud CU, virtualizarea resurselor în pool-uri și scalabilitatea rețelei.

Transmisia front-end 5G va folosi module optice de capacitate mai mare. În prezent, stațiile de bază 4G LTE folosesc în principal module optice 10G. Spectrul de înaltă frecvență și caracteristicile de lățime de bandă mare ale 5G, împreună cu utilizarea tehnologiei MassiveMIMO, necesită comunicarea cu modulul optic de bandă ultra largă. În prezent, C-RAN încearcă să reducă viteza interfeței CPRI prin migrarea stratului fizic al DU în secțiunea AAU, reducând astfel cererea de module optice cu lățime de bandă mare și permițând modulelor optice 25G/100G să îndeplinească cerințele de transmisie cu lățime de bandă foarte mare. a viitoarei comunicații 5G „de înaltă frecvență”. Prin urmare, în construcția viitoare a stațiilor de bază cadru C-RAN, modulele optice 100G vor avea un potențial mare.

Implementarea stației de bază 5G

Creștere a numărului: în schema tradițională a stației de bază cu un singur DU care conectează 3 AAU, sunt necesare 12 module optice; Adoptat morfism cererea pentru modulul optic al stației de bază a tehnologiei frecvență atinge va crește în continuare. Presupunem că în această schemă, un singur DU conectează 5 AAU, sunt necesare 20 de module optice.

Rezumat:

Potrivit LightCounting, printre primii zece furnizori mondiali de vânzări de module optice în 2010, a existat un singur producător intern, Wuhan Telecom Devices. În 2022, numărul producătorilor chinezi de pe listă a crescut la 7, Zhongji Xuchuang și Coherent fiind la egalitate pe primul loc; Producătorii chinezi și-au crescut cota de piață în componente și module optice de la 15% în 2010 la 50% în 2021.

În prezent, modulul optic intern trei Jiji Xuchuang, Tianfu de comunicare și Yisheng noi, valoarea de piață a ajuns la 140 de miliarde de yuani, 60 de miliarde de yuani, 55 de miliarde de yuani, dintre care liderul Zhongji Xuchuang de la valoarea de piață dincolo de industria anterioară a modulelor optice globale primul Coerent (valoarea de piață recentă de aproximativ 63 de miliarde de yuani), oficial primul frate din lume.

Creșterea explozivă a aplicațiilor emergente, cum ar fi 5G, AI și centrele de date, este în picioare, iar viitorul industriei interne a modulelor optice este previzibil.