iFOC 2023回顧 | 銳捷網(wǎng)絡(luò)劉敬偉：面向CPO/NPO系統(tǒng)的可插拔光源模塊探討

  ICC訊 9月4-5日，第21屆訊石研討會(huì)(iFOC 2023)吸引了來(lái)自近700家企業(yè)的1000多位嘉賓出席，聆聽行業(yè)專家學(xué)者及技術(shù)骨干的干貨分享及巔峰對(duì)話，共享光通信行業(yè)的前沿技術(shù)及市場(chǎng)信息。

  9月4日，銳捷網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)光架構(gòu)工程師劉敬偉在第21屆訊石研討會(huì)的專題一《數(shù)據(jù)中心光互聯(lián)演進(jìn)》論壇發(fā)表主題為《面向CPO/NPO系統(tǒng)的可插拔光源模塊探討》的精彩演講。隨著算力和數(shù)據(jù)需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，傳統(tǒng)可插拔光模塊技術(shù)的演進(jìn)難以支撐高算力背景下的可持續(xù)發(fā)展，因此需要更為先進(jìn)的CPO技術(shù)。在當(dāng)前CPO技術(shù)部署中，為了提升可靠性，OIF組織定義了外置可插拔光源模塊(ELSFP)。該演講在當(dāng)前直通ELSFP標(biāo)準(zhǔn)上，提出了一種新型的直通ELSFP模塊，該模塊可以集成MUX/DeMUX，解決了當(dāng)前CPO光引擎不能重新配置DR/FR光源模塊的難題，增強(qiáng)了CPO系統(tǒng)的靈活性。

  高功耗和高成本驅(qū)動(dòng) CPO技術(shù)出現(xiàn)，劉敬偉在演講中介紹了CPO系統(tǒng)組成架構(gòu)。當(dāng)前CPO/NPO系統(tǒng)中針對(duì)外置光源模塊做標(biāo)準(zhǔn)定義的主要有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)組織，一個(gè)是OIF(光互聯(lián)論壇)定義的ELSFP(External Laser Small Form Factor Pluggable)標(biāo)準(zhǔn);一個(gè)就是IPEC(國(guó)際光電委員會(huì))定義的PELS(PluggableExternal Laser Source)標(biāo)準(zhǔn);另外還有一個(gè)是CCITA(中國(guó)計(jì)算機(jī)互連技術(shù)聯(lián)盟)定義的ELS(External Light Source)。

  在OIF的外置光源標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)推出了直通ELSFP的定義，除了作為外置光源模塊為CPO系統(tǒng)提供光源外，還在模塊前端(模塊拉環(huán)一側(cè))增加了一個(gè)光纖連接器，可以直接將CPO系統(tǒng)中光引擎模塊的TX和RX信號(hào)引出到前端，作為光纖通道使用。減少了系統(tǒng)前面板上的TX和RX光連接器，符合可插拔光模塊的使用習(xí)慣。

  當(dāng)前， 直通外置光源模塊仍存在一些問題，如保偏光纖和單模光纖集成在一起的良率低，幾乎無(wú)法商用;DR4和FR4應(yīng)用由光引擎決定，CPO光引擎無(wú)法實(shí)現(xiàn)colorless，配置方式不靈活。

  在數(shù)據(jù)中心架構(gòu)中，CPO系統(tǒng)逐漸下沉，到第三階段，Leaf層存在上行使用FR應(yīng)用、下行使用DR應(yīng)用。

  在演講中，劉敬偉分析了直通ELSFP模塊的發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)， 以O(shè)IF標(biāo)準(zhǔn)的直通外置光源模塊進(jìn)行展示和說(shuō)明。其提到：為了解決CPO/NPO系統(tǒng)配置不靈活的特性，結(jié)合當(dāng)前可插拔光源模塊標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，對(duì)ELSFP標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了補(bǔ)充，提出了一種新型的直通ELSFP。將保偏光纖和單模光纖分開，有助于降低光纖連接器的加工難度;保留現(xiàn)有的直通ELSFP的定義，增加一種FR的直通ELSFP模塊類型，將原本放置于3.2T光引擎(FR應(yīng)用)中的MUX/DeMUX器件，放置到直通ELSFP中，降低3.2T光引擎(FR)模塊的設(shè)計(jì)加工難度;這種新型ELSFP可以通過(guò)“colorless”DR4光引擎實(shí)現(xiàn)FR4或其他多通道WDM“colored”系統(tǒng)(如LWDM、nLDWM)部署。該配置由直通ELSFP模塊類型決定，可在現(xiàn)場(chǎng)重新配置。新型直通ELSFP中激光器數(shù)量降低一半，單個(gè)模塊的功耗降低，有利于系統(tǒng)散熱(由兩個(gè)ELSFP模塊為一個(gè)3.2T光引擎提供光源)。

  據(jù)其介紹，CPO交換機(jī)可以擁有和傳統(tǒng)可插拔交換機(jī)同樣的特性，如端口不需要在生產(chǎn)時(shí)預(yù)配置，可在現(xiàn)場(chǎng)配置;直通ELSFP模塊來(lái)決定應(yīng)用場(chǎng)景(DR/FR);前面板的端口可以重新進(jìn)行配置;最小庫(kù)存單位是直通ELSFP。

  在演講的最后，劉敬偉總結(jié)道：新型直通ELSFP模塊使基于CPO的交換機(jī)部署更加靈活，CPO交換機(jī)不需要預(yù)配置，光源模塊可以在現(xiàn)場(chǎng)重新配置。集成Mux和Demux的直通ELSFP可以簡(jiǎn)化光引擎設(shè)計(jì)(移除Mux和Demux)，Colorless光引擎可以同時(shí)支持DR和類似FR的彩光配置模式。直通ELSFP與CPO引擎速率無(wú)關(guān)，可以在不同SERDES速率(100G/lane, 200G/lane, …)下重復(fù)用于CPO引擎。直通ELSFP具有與可插拔光模塊相似的優(yōu)點(diǎn)(即插即用，不受限于面板的固定光接口配置)。這種外置光源模塊可以應(yīng)用于任何光電集成系統(tǒng)，包括但不限于數(shù)據(jù)中心CPO/NPO交換機(jī)、PCIe光互連、OpticalI/O等。