联通王光全：SOA应用需求广泛，需降低成本和提高耦合效率

9月18日消息（林想）9月16-18日，第23届中国光博会在深圳开幕。在大会期间召开的“千兆光接入技术发展论坛”上，中国联通研究院网络技术研究中心总监、教授级高工王光全表示，未来SOA技术在城域网络将有越来越多的应用场景，满足未来即插即用的大规模光接入需求，需要产业界共同推动SOA技术的进一步完善，降低成本和提高耦合效率。

光放大器是光网络实现长距离传输必不可少的关键部分，主要包括掺饵光纤放大器（EDFA）、喇曼光纤放大器（FRA)等光纤放大器和半导体光放大器（SOA），在传输、光接入和数通等不同专业网络中均有应用需求。近年来，随着光电子技术的不断进步，SOA技术发展呈现五大趋势：提高饱和输出光功率、降低增益偏振相关性、实现不同波段的放大、提高耦合效率、小型化，应用场景包括线性功率放大和光开关、波长转换非线性功率放大。

“作为三种最主要的光放大技术之一，近年来半导体光放大器（SOA）越来越受到重视。”王光全指出，半导体光放大器（SOA）应用，主要是集成在光模块/器件内和独立线路放大两类。

其中在光模块/器件内当前主要方式，包括ER4/ZR4等长距光模块，相干光模块，PON光模块以及硅光集成/光电合封（CPO）等。

在5G回传等城域网络中，大量应用到100G接口，包括10km和超10km应用场景；从需求发展来看，超10km的应用场景比例在逐步增加，主要集中在40km左右，同时有少量超40km需求。目前超10Km的100G解决方案主要有基于APD的ER4 Lite和基于SOA的ER4两种方案。王光全表示，未来更高速光模块中，包括400G/800G等速率，为实现长距离传输（LR/ER等）的功率预算，也将需要用到SOA。

据王光全介绍，在ER4/ZR4光模块中，SOA主要起Pre-amplifier功能。在实验室对多个供应商QSFP28封装的ER4光模块进行了测试，包括光口指标，眼图以及长距离（40km/80km光纤）传输能力。在不开启FEC下，满足40km光纤传输；在开启FEC时，可支持80km光纤传输。

“SOA可以集成到相干光模块的TOSA，ROSA，TROSA等器件中，实现小型化相干光模块，包括CFP2-DCO，QSFP-DD等，可以作为booster amplifier和pre-amplifier。”王光全进一步指出，它适用于基于InP平台的器件和基于SiP平台的器件。在TOSA中集成SOA时，可以显著提升发射信号的质量，除了提升输出光功率外，可获得更高发端OSNR（45dB以上，集成EDFA通常在35dB）。还可以实现高功率的ITLA。

在10G PON组网中，对于高功率等级应用场景，通常需要在OLT侧，使用集成SOA的光模块，以提升发光功率，提高功率预算。王光全指出，“在50G PON组网中，随着速率进一步提升，实现高功率预算将会更加困难，从技术实现来看，在OLT侧和ONU侧光模块中集成SOA是比较可行的解决方案，相关技术方案在研究验证中。”

在硅光集成技术方案（包括CPO光电合封）中，光源集成一直是核心技术挑战。由于硅、氮化硅、二氧化硅等间接带隙材料的本征特性难以直接发光，因此需通过其他方式引入光源；光源与调制器连接方案主要有：光源内置将光源与调制器进行片上集成，包括光源芯片倒贴装（flip-chip bonding）、光源异质集成、发光材料同质外延；光源外置，将光源独立封装，光源耦合到光通路后再耦合调制器。

而在线路放大方面，为进一步提升光纤传输容量，业内正在探讨多波段传输（multi-band transmission, MBT），包括C波段，L波道，以及S波段等。王光全指出，“除了掺稀土的光纤放大器（EDFA、BDFA等）之外，SOA也是一种技术选择。业内包括诺基亚贝尔实验室在内的单位也在积极探索基于SOA进行线路放大的多波段传输技术。”

王光全最后强调，作为光纤放大器的补充技术，SOA在城域网络将有越来越多的应用需求，需要共同推动SOA技术的进一步完善，包括提高饱和输出光功率，降低增益偏振相关度，扩展不同工作波长区域（O波道、C波段、L波段以及其它波段），同时要降低成本和提高耦合效率。

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