光通信,是一种以光波为信息载体、光纤为传输介质的通信方式,它通过将电信号转换为光信号,在光纤中实现超高速、长距离的数据传输。与传统电通信相比,光通信凭借光波的高频特性,拥有近乎无限的带宽潜力,成为支撑现代数字社会的核心基础设施。

在全球数字化浪潮与人工智能(AI)技术的全面爆发下,我们正经历一场史无前例的“数据洪流”。而作为支撑庞大算力运转的底层大动脉,光通信行业正迎来前所未有的需求井喷。

光通信行业正迎来前所未有的需求爆发期,其核心驱动力已从传统的电信网络转向AI算力集群。

1、算力需求“超级周期”:英伟达在GTC 2026上预测,到2027AI算力相关需求将达到1万亿美元的高置信度规模。这直接驱动了底层光互联需求的刚性增长。

2、光模块需求强劲增长:作为AI集群互联的核心部件,高速光模块市场前景极其乐观。机构预测,1.6T光模块在2026年全年出货量有望达到800万至2000万只,实现1.52倍的同比增长,并且2027年预计将继续倍增。这证明了产业正从800G1.6T的全面切换。

3、上游核心器件供不应求:光芯片等上游环节已出现供给紧张。Lumentum披露,其磷化铟(InP)芯片产能在2026财年底将同比增长超50%,并预测2026-2030AI数据中心对磷化铟需求的年复合增长率(CAGR)将达到惊人的85%,直观印证了光通信上游的刚性需求。

2026年,不是缺订单,而是关键零部件,核心元器件产能不足。为了加强行业产业上下游资源对接,艾邦建立光通信产业链交流群,欢迎大家识别上方二维码加入。

光通信的基本原理

光通信的基本原理可以概括为“电-光-电”的转换过程。

在发送端,电信号通过调制器加载到激光光束上,将信息编码为光的强度、相位或偏振态;随后,光信号在光纤中以接近光速的速度传播,期间通过光放大器补偿信号衰减;到达接收端后,光探测器将光信号还原为电信号,最终完成信息的解码与传递。

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光通信产业链全景

光通信的关键材料

光通信的性能极限,本质上是材料的极限。

1、光纤预制棒材料

高纯石英(SiO₂):是制造光纤的核心原料,纯度需达99.999%以上,通过化学气相沉积(CVD)等工艺制成预制棒,决定光纤的损耗、带宽和传输性能。
掺杂剂气体:如四氯化硅(SiCl₄)、氧气等,用于调节光纤纤芯的折射率,实现光信号的传输和调制。
光线预制棒,图片来自大族激光
2、半导体材料
磷化铟(InP):用于制备激光器、探测器芯片,具有高电光转换效率,适用于1310nm和1550nm波长,是高速光模块的核心材料。
砷化镓(GaAs):常用于面发射激光器(VCSEL),适用于短距离传输和数据中心内部互联。
硅(Si):硅光技术以硅基材料为主,通过集成光波导、调制器等器件,实现低成本、低功耗的光电转换,适用于中短距离通信。
3、非线性光学材料
铌酸锂(LiNbO₃):具有高电光系数和宽光学透明窗口,是高性能调制器的核心材料,用于高速电光调制,实现光信号的编码和传输。
薄膜铌酸锂(TFLN):通过微纳工艺制备,具有小尺寸、高集成度、低功耗等优势,是未来高速光互连的候选材料。
4、陶瓷材料
氧化锆(ZrO₂):用于制造光纤陶瓷插芯和套管,具有高硬度、耐磨性、低热膨胀系数,确保光纤连接的高精度和低损耗。
电子陶瓷:用于光器件封装,提供气密性保护,防止水汽和有害气体进入,保障光芯片的性能稳定性。
5、聚合物材料
聚苯硫醚(PPS):用于制造MT插芯等光纤连接器部件,具有耐高温、低吸水性、尺寸稳定性好等特性,适用于高密度光纤连接。

光模块

 

光模块又称为光收发器(Optical Module或者Optical Transceiver)是实现光电信号转换的核心器件,广泛应用于路由器和交换机。它在发送端将电信号转换为光信号通过光纤传输,在接收端再将光信号还原为电信号。光模块是数据中心与通信网络的核心部件,负责光电信号转换,支撑AI算力、云计算等高速数据传输。

光器件

光器件是光模块的核心组件。不同类型的光模块,采用的光器件各不相同。

1、常见光模块中的TOSA和ROSA

对于普通的光模块而言,拥有两种光器件,分别为TOSA和ROSA,两者作用相反。

(1)TOSA是什么?

TOSA是指光发射组件,主要的作用是将电信号转化为光信号。由光源(半导体发光二极管或激光二极管)、光学接口、监测光电二极管、金属或塑料外壳以及电气接口组成。但,TOSA组成结构并不是一层不变的,不同传输距离或应用的光模块,TOSA可能存在其他组件,如滤光片。

(2)ROSA是什么?

ROSA是指光接收组件,主要作用是将从TOSA传输过来的光信号转化为电信号。ROSA由光电二极管、光学接口、金属或塑料外壳及电气接口组成。与TOSA相同的是,ROSA具体的组件取决于光模块的特定功能和应用,它还可能存在放大器之类的其他组件,旨在恢复由于长距离传输而劣化的输入信号。

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为了加强产业链上下游交流,艾邦建立有光通信产业链交流群,包括AI服务器,通讯设备,光芯片,光模块,光器件,零部件,光学元件,封装设备,材料,光模块连接器,高速铜缆,光纤等;欢迎大家识别下方二维码申请加入! 

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作者 808, ab