光通信以光波作为信息传输的载体,以光纤作为信息传输媒介,具有高速率、大容量、抗干扰能力强等优势,在无线通信、光纤宽带、数据中心和消费电子等领域广泛应用。光模块是光通信系统的核心组件,用于光通信系统的发射端与接收端进行光电信号的转换。
早期,光通信的提速需求主要由城域网络和干线电信网络驱动,但更新迭代速度较为缓慢,约 5 年更新一代。近年来,人工智能大模型快速发展,需要高性能计算的支持训练,而采用分布式架构通过多个节点进行并行训练已成为通用做法。
分布式的计算架构下,不同节点之间需要频繁同步模型参数,因此对光收发模块大带宽、低延时等性能提出了更高要求,推动高速光模块在数据中心快速落地应用。目前,数据中心已成为光模块的主要应用场景,占整个光模块市场的比例超 60%。
应用于数据中心的光模块早期约 3-4 年更新一代,2023 年以来在 AI 影响下迭代周期进一步缩短至 2 年左右。目前,800G 光模块已成为全球范围内数据中心领域的主流产品,1.6T 光模块也进入商业化阶段。根据 LightCounting 测算,2023 年全球数通光模块市场规模达 62.5 亿美元,2024-2029 年预计将以 27%的 CAGR 增长,2029 年有望达 258 亿美元。
为应对全球数据量指数式增长对通信容量的挑战,光通信技术的应用正从通信网络逐步延伸至系统芯片,未来将逐步实现板卡级、模块级、芯片级的高速光信号传输。
在此背景下,通过硅光技术实现激光器、光调制器、光探测器等光电子器件的单芯片集成,相比传统光模块采用的分立式结构具有低功耗、高速率等优势,将逐步取代传统的可插拔光模块,进一步提升光互连效率。根据 LightCounting 预测,基于硅光技术的光模块市场占比将由 2025 年 30%增长至 2030 年的 60%。
2、光通信测试仪器在产业链中发挥的关键作用
光模块作为光通信系统的关键器件,其性能直接决定通信传输的效率和稳定性。为确保光模块在光通信系统中的可靠性,IEEE(电气与电子工程师协会)、ITU-T(国际电信联盟的电信标准化部门)、OIF(光网络论坛)等行业协会对于各类光模块参数制定了详细的标准。光模块在研发与生产制造过程中需经过严格的测试环节,以确保符合行业要求。
典型的光模块测试包括光模块发射端/光发射器件(TOSA)、光模块接收端/光接收器件(ROSA)测试,需使用采样示波器、时钟恢复单元、误码分析仪、波长计等多样的通信测试仪器
随着数据量、数据传输速率、传输距离和传输效率等要求不断提升,光模块技术持续迭代升级,光模块的测试项目愈加丰富、测试范围要求更广、测试精度要求更高、测试集成度提升,光通信测试仪器迎来更大的技术挑战和发展机遇。
3、光通信测试仪器行业发展趋势
随着 AI、物联网等技术的蓬勃发展,对信号的传输速度和数据处理能力提出了更高要求,光模块传输速率已经历从 40G 到 800G 的迭代,1.6T 光模块的商业化进程也不断推进,光通信测试仪器向着高速率、大带宽的方向发展,以适应高速测试需求。
全球范围内,得益于 AI 新兴技术逐步投入应用所带动的数据流量需求增长,用于数据通信的光模块市场规模持续扩张,相应拉动了全球光通信测试仪器市场需求增长,市场规模于 2024 年达到 9.5 亿美元,预计 2029 年达到 20.2 亿美元。
根据 Frost&Sullivan 数据,中国光通信测试仪器市场 2024 年市场规模达 33.0 亿元,随着下游光模块市场需求的持续增长和光通信测试技术的升级,2029 年市场规模将达到 65.9 亿元。
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