SOA半导体光放大器市场应用及光放大器市场规模分析

SOA光放大器是放大光信号的半导体元件。 在半导体激光器的两个面上都进行了抗反射处理，以消除谐振器结构。 当光从半导体外部进入时，光被受激发射放大。 SOA半导体光放大器用于放大光信号。 SOA光放大器安装在用于数据中心之间通信的光收发器模块中，以放大用于以太网通信的1.3 um波长的光信号，以补偿传输损耗。

 

近年来，随着智慧交通自动驾驶和车路协同的飞速发展，激光雷达无论在车载还是路侧军获得了广泛应用。由于SOA小型化和高增盈，可应用于激光雷达中，用于获得窄线宽激光并提高光功率，尤其是下一代局域FMCW技术的光芯片化的激光雷达，是未来SOA更广阔的应用领域。

 

一、SOA与EDFA的区别

SOA具有支持高速、高带宽、低功耗、高增益、小型化、易于集成等优点，与EDFA（掺饵光纤放大器）相比，商用器件多数指标弱于EDFA。但SOA仍有EDFA无法替代的特性，如其可支持O-band（1260~1360）,E-band（1360~1460）,L-band（1460~1530）的放大，且成本低，体积小易集成等特点，在新基建时代，将会在接入网和城域网边缘，以及光纤传感领域获得大规模应用。

 

二、SOA市场应用

随着SOA其输出光功率、小信号增益、增益偏振灵敏度、噪声指数等性能的提升，将在全光网络通信和传感网络中SOA将发挥越来越重要的作用。SOA除了可以满足1310nm波段的放大，在一些单级1550nm波段的放大领域SOA已完全可以替代EDFA。

1.运营商光传输网络

随着5G网络的建设，带宽需求激增，在接入网、城域网边缘，需要100G（4*25G CWDM4/LWDM4）高速传输，在县乡传输、接入网、城域网边缘传输距离通常为5~40km。此时成本最优方案为100G（4*25G） LWDM4+SOA方案，使用4*25G的LWDM波长复用为100G，再配合SOA提升链路余量。
在5G基站前传场景，在一些基站拉远距离较远的场景，可以使用光模块式的SOA，提升光功率余量，实现基站拉远1310nm波段和1550nm波段的25G信号速率的弱光改造。
同样的，随着家庭宽带逐渐升级为WDMPON方案，SOA可助力WDM PON的广泛部署，提高WDM PON网络的覆盖范围和传输距离。
在运营商网络的应用，既可以将SOA集成到光模块的ROSA或TOSA中，也可以使用独立的SOA设备或SOA光模块进行放大。

2.网络监控的分光放大

这是半导体光放大器SOA的传统应用，目前随着数据业务的飞速发展，国内的数据分流监控需求逐渐增加，其通常为在核心网络节点进行分光监测，分光下来的信号通常很弱，需要使用光放大器，而100G业务有很多为1310波长，只能采用SOA进行放大。
本场景是目前SOA放大应用最广也是最成熟的应用。

3.数据中心互联DCI

随着大数据的发展，数据中心之间高带宽互联需求逐渐增加。针对高速业务，由于可使用SOA进行光信号中继放大，提升链路光功率余量，延长传输距离。SOA既可以应用于1310波段也可以应用于1550波段的高速业务光信号放大。

这个市场通常使用独立的SOA光放大器机架式设备，目前市场上正在研制QSFP28和SFP形态的SOA。

4.分布式光纤传感以及激光雷达系统中应用

SOA具有优良的频率响应特性和较高的消光比，可作为光开关或调制器使用。随着SOA技术的不断提升，目前在光纤传感的大部分场景中已可替代声光调制器AOM，用于获得高消光比的窄脉冲激光。

三、SOA光放大器未来技术发展趋势分析

未来的SOA光放大器技术将更加注重能源效率、高性能、紧凑性和集成度，以满足不断增长的光通信和光学技术应用需求。同时，SOA光放大器在新兴领域如量子通信和自适应网络中的应用将不断扩展，为未来的光学通信提供更多创新和可能性。SOA光放大器未来技术发展趋势包括以下方面：

高效能源利用：未来的SOA光放大器技术将更加注重能源效率。研究人员正在努力开发更高效的泵浦源，减少能量损失，以减少SOA光放大器的功耗。这将有助于降低运营成本，减少环境影响。

更高增益和带宽：随着通信需求的增长，未来的SOA光放大器将提供更高的增益和带宽。研究人员正在研发新的放大材料和器件设计，以实现更大的信号放大，同时保持信号质量。

光子集成技术：集成光子学技术将成为未来的一个重要趋势。通过将多个光学组件集成到单一芯片上，可以提高系统的紧凑性、性能和可靠性。这将有助于降低成本，减小设备尺寸，同时提供更高的集成度。

SOA光放大器在量子通信中的应用：量子通信作为未来通信领域的一项前沿技术，将需要高性能的SOA光放大器来增强量子信号的传输。SOA光放大器的发展将促进量子通信的实际应用。

自适应SOA光放大器：自适应SOA光放大器技术将根据信号的需求自动调整放大程度，以优化信号质量。这将提高网络的容错性和灵活性，适应不同信号类型和传输条件。

光学放大器网络的发展：光放大器网络将成为未来光通信的一部分。这些网络可以在光信号传输中实现更多的智能和控制，以提高网络性能和可管理性。

新型放大材料的研究：研究人员正在寻找新型放大材料，如铥掺材料和硅基材料，以改进SOA光放大器的性能。这些材料可以提供更高的增益和更低的噪声。

 

四、全球光放大器市场规模现状分析及未来预测

根据智库研究机构统计，全球光放大器市场规模呈现稳步扩张的态势，2023年全球光放大器市场销售额将达到69.7亿元，预计2030年将达到113.6亿元，2023-2030年复合增长率（CAGR）为7.23%。其中，中国是光放大器最大的消费市场，2023年中国除尘器市场销售额将达到26.4亿元，预计2030年将达到43.7亿元，2023-2030年复合增长率（CAGR）为7.47%。

 

从下游应用层面分析，光放大器主要应用于广播/有线电视、通信、数据中心和其他领域，其中通信占据主要市场地位，2023年占全球市场份额超过44%。