相干DSP控制是否將重塑光學(xué)供應商市場(chǎng)格局

       相干傳輸的誕生改變了光傳輸速度的擴展范例，其引入的電子數字信號處理器（DSP）成為增加城域和長(cháng)途W(wǎng)DM網(wǎng)絡(luò )容量的關(guān)鍵推動(dòng)因素。在過(guò)去，盡管波長(cháng)容量的提升依賴(lài)于光源、調制器和探測器的速度演進(jìn)，但DSP和它們實(shí)現的相關(guān)復雜調制編碼，已經(jīng)成為如今增加網(wǎng)絡(luò )容量的主要驅動(dòng)因素。隨著(zhù)光傳輸速度達到每波400Gbit/s以上，日益重要的相干DSP為光學(xué)供應商和行業(yè)格局開(kāi)辟了重大變革的可能性，這是基于兩個(gè)重要且新興動(dòng)態(tài)所做出的判斷。

       首先，新型能力可將擴展波長(cháng)速率（光學(xué)和DSP）所用技術(shù)封裝集中在低功耗、行業(yè)標準、長(cháng)距離可插拔模塊中，并最大程度保留網(wǎng)絡(luò )性能。在標準發(fā)展的帶領(lǐng)下，像光互聯(lián)論壇（OIF）提出400G ZR（一種簡(jiǎn)單、低成本的以太網(wǎng)連接標準），為尋求部署WDM傳送光學(xué)的超大數據中心運營(yíng)商和分組交換機供應商提供一種可接受的“即插即用”方式直接進(jìn)入分組平臺，從而消除專(zhuān)用光傳送系統的需求和相關(guān)的額外費用。早期案例是Microsoft在短距離或城域網(wǎng)上通過(guò)開(kāi)放線(xiàn)路系統廣泛部署ColorZ 100Gb/s可插拔光學(xué)QSFP28以直接連接路由器和交換機，從而消除任何中間光傳送系統的需求。

       與此同時(shí)，向400Gbit/s以上運行的可插拔WDM模塊轉變從根本上要求使用相干技術(shù)，其適用范圍甚至包括了城域網(wǎng)。當然到目前為止，雖然波長(cháng)速率可擴展到100G，傳輸距離達40-80km的水平，但不會(huì )擴展到400GGb/s甚至更高。

       這種能力將越來(lái)越多地應用于數字相干光學(xué)（DCO）模塊，該模塊將相干DSP和高速光學(xué)器件封裝成一個(gè)獨立的符合行業(yè)標準的模塊中。目前行業(yè)重點(diǎn)是開(kāi)發(fā)采用7nm硅制程技術(shù)的下一代低功耗DSP，預計到更快速的網(wǎng)絡(luò )通信未來(lái)，它可以跟高速光學(xué)器件集成到符合行業(yè)標準400Gbit/s WDM DCO可插拔模塊中。這將使DSP成為廣泛的大容量網(wǎng)絡(luò )應用所需的基本構成，也是光學(xué)產(chǎn)業(yè)生態(tài)中努力成為或仍是主導者的供應商們所追求的關(guān)鍵技術(shù)。

       對于光學(xué)供應商而言，無(wú)論是系統供應商還是器件制造商，獨立掌握DSP技術(shù)會(huì )有重要好處，可以更嚴格地控制所需的功能，規格和路線(xiàn)圖，并以制造成本采購DSP芯片。另一方面，為使好處轉化成實(shí)際收入，供應商需要用海量的產(chǎn)品來(lái)攤薄新型DSP的研發(fā)投入。鑒于新DSP所需的研發(fā)投資已達到數千萬(wàn)美元，內部DSP能力可以最大程度地優(yōu)化公司財務(wù)，有利于滿(mǎn)足大型或快速增長(cháng)供應商對所需要的運營(yíng)成本和盈利能力。

       對于沒(méi)有DSP專(zhuān)業(yè)知識的系統供應商或器件模塊制造商來(lái)說(shuō)，只能依賴(lài)于外部DSP技術(shù)或芯片供應商。然后，這些供應商必須以或許比制造成本高一個(gè)數量級或更高的價(jià)格來(lái)采購DSP芯片。這增加了光學(xué)產(chǎn)品的成本，并限制盈利能力，并且可能對外部供應商產(chǎn)生戰略依賴(lài)性，以獲得維持產(chǎn)品領(lǐng)先地位所需的關(guān)鍵技術(shù)。

       這些動(dòng)態(tài)為光學(xué)供應商行業(yè)格局的全新重塑創(chuàng )造了條件。有趣的是，相干DSP的復雜性和新穎性導致DSP技術(shù)知識集中在一些關(guān)鍵供應商手中，以DSP技術(shù)為依據，將目前供應鏈分為“有”和“沒(méi)有”的市場(chǎng)格局。

       Ciena、Cisco、Infinera和Nokia等主要光學(xué)系統供應商 已經(jīng)具備內部DSP技術(shù)能力，使得這些供應商在每波100Gbit/s和200Gbit/s速率的相干網(wǎng)絡(luò )部署中發(fā)揮了重要作用。（目前尚不清楚華為是否“有”，或者它是否只從外部元件供應商那里采購DSP）。同時(shí)，專(zhuān)業(yè)DSP供應商如Acacia、Inphi和NTT Electronics（NEL）等可以作為“沒(méi)有”的DSP技術(shù)供應商。DSP生態(tài)系統中的其他供應商包括Broadcom，ViaSat，Macom和其他可提供關(guān)鍵知識產(chǎn)權的供應商，如ADC / DAC接口，DSP算法和ASIC設計專(zhuān)業(yè)知識。

       系統供應商Ciena似乎希望在傳送系統收入面臨挑戰的格局下依然保持領(lǐng)先，其利用先進(jìn)DSP優(yōu)勢，攜手合作伙伴共同研發(fā)的集成DSP/光學(xué)模塊創(chuàng )造新產(chǎn)品、收入和客戶(hù)機會(huì )。

       Ciena似乎看到了這一戰略的潛在優(yōu)勢，該公司目標是依靠DSP優(yōu)勢在三年內新增5000萬(wàn)美元收入。 另一家系統供應商Infinera似乎正在探索相似策略，以便將集成數字相干光學(xué)（DCO）產(chǎn)品轉化為收入。DSP技術(shù)作為差異化商業(yè)模式的重要性正在垂直整合中突顯作用。與Acacia和Inphi一樣，Ciena和Infinera可以通過(guò)通過(guò)高速光學(xué)器件的垂直整合來(lái)強化內部DSP技術(shù)積累，具備與器件模塊商直接競爭的垂直集成DCO模塊的供應能力。

       自成立以來(lái)，Infinera構建高速光子集成電路（PIC）光學(xué)器件的能力一直是該公司業(yè)務(wù)模式不可或缺的一部分。Infinera強調了垂直整合的重要性，并宣稱(chēng)內部PIC和DSP技術(shù)能力是如何支持該公司在收購Coriant交易案中實(shí)現財務(wù)協(xié)同效應和成本節約的戰略。與此同時(shí)，Ciena向垂直整合光學(xué)系統的轉變引起行業(yè)的關(guān)注，該公司2016年收購光學(xué)器件商TeraXion獲得內部高速光學(xué)功能。Nokia近期使用PSE-3技術(shù)升級了其支持DSP的傳輸系統，在這個(gè)領(lǐng)域仍然是一匹黑馬。

       在“沒(méi)有”的陣營(yíng)中，光學(xué)供應商沒(méi)有內部DSP功能。 該組包括傳輸系統供應商和尋求提供集成數字相干光學(xué)（DCO）或可插拔相干400Gbit / s WDM模塊的光學(xué)組件/模塊供應商。 沒(méi)有內部DSP技術(shù)的組件供應商范圍廣泛，包括用于相干100G/200G網(wǎng)絡(luò )的高端光學(xué)器件供應商，如Lumentum/Oclaro，Finisar和II-VI Photonics，以及數據通信光模塊供應商AOI、Innolight、Intel、Source Photonics等，這些系統和器件商必須依靠外部DSP芯片技術(shù)供應商來(lái)構建具有競爭力的相干光學(xué)產(chǎn)品。

       雖然系統供應商探索并研發(fā)DCO模塊產(chǎn)品的行動(dòng)可能被視為對器件模塊商的威脅，但它也為后者公司進(jìn)一步整合提供了機會(huì )。今年宣布由Lumentum收購Oclaro成為頭條新聞，并突出了規模對于確保持續競爭力的重要性。隨著(zhù)相干光器件轉向400Gbit/s和可插拔DCO模塊，器件行業(yè)中更多合并交易存在重大機遇。這將推動(dòng)主要參與者在同一屋檐下尋求進(jìn)一步整合高速光學(xué)和DSP技術(shù)，以提供具有競爭力的DCO模塊產(chǎn)品，并從垂直整合中獲得必要的成本降低和盈利能力。這些動(dòng)態(tài)也為專(zhuān)業(yè)DSP供應商創(chuàng )造了重要機遇。獨立DSP供應商可以利用其技術(shù)的重要性，擴展到400Gbit/s的速度，超越傳統光學(xué)器件商的主導地位或是通過(guò)提供關(guān)鍵技術(shù)成為缺乏DSP技術(shù)的光學(xué)系統或器件商的戰略供應商持續競爭產(chǎn)品所需的產(chǎn)品。

       與此同時(shí)，這些DSP專(zhuān)家可能成為并購活動(dòng)中的重要參與者，其中組合將尋求將其核心技術(shù)與光學(xué)組件或系統業(yè)務(wù)配對，以利用垂直整合的優(yōu)勢。

       光學(xué)行業(yè)的資深人士可能會(huì )覺(jué)得具有諷刺意味的是，近期，通過(guò)電子產(chǎn)品的創(chuàng )新，主要通過(guò)回歸垂直整合的商業(yè)模式，實(shí)現持續擴容的途徑。與此同時(shí)，光學(xué)行業(yè)對激進(jìn)和突然的變化并不陌生，往往是通過(guò)意想不到的后果。 因此，隨著(zhù)電子技術(shù)成為網(wǎng)絡(luò )擴展的關(guān)鍵推動(dòng)因素，摩爾定律進(jìn)入光學(xué)生態(tài)系統，以極快的速度進(jìn)行的持續技術(shù)創(chuàng )新可以成為當前光學(xué)生態(tài)系統持續，普遍和廣泛重新調整的催化劑。