SOA半导体光放大器市场应用及光放大器市场规模分析
2024-07-11 10:02:28 | 新闻中心          浏览量:56

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、SOAEDFA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-band1260~1360,E-band1360~1460,L-band1460~1530)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。


soa与edfa对比 

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100G4*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100G4*25G LWDM4+SOA方案,使用4*25GLWDM波长复用为100G,再配合SOA提升链路余量。
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ROSATOSA中,也可以使用独立的SOA设备或SOA光模块进行放大。


SOA应用光传输网络中100G信号放大图

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。


SOA放大应用图


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。


数据中心互联DCI图


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QSFP28SFP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。


soa在光纤传感中的应用图

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%


光放大器市场规模图 


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%


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