電子發燒友網報道(文/周凱揚)隨著5G與物聯網的大量數據推動,如今的流量已經呈現爆發式的增長態勢,這也為服務器與數據中心提出了前所未有的帶寬需求。由于高速信號在銅纜線中難以實現長距離傳輸的同時,免受衰減的影響,因此速率更快的光通信成了大家首選的傳輸方式,光進銅退也成了如今運營商網絡的部署策略。
而在我們所用的設備中,數據仍然是以電信號的形式進行處理和傳輸的,要想充分利用光通信的優勢,就必須做好光電轉換,完成這項工作靠的正是我們今天的主角,光模塊。
光模塊上需要關注的參數很多比如封裝形式、傳輸速率和距離等。光模塊帶來的最大優勢自然是速率,隨著400G的光模塊已經在2020年開始部署,2021年在龐大的數據流量沖擊下更是有了不小規模的應用,甚至有了跟不上需求的趨勢,如今800G的光模塊提上日程已經是板上釘釘了。
光電集成技術的進一步發展,封裝的靈活性和大小都有了不小的進展。在推動小型可插拔光模塊發展的800G MSA工作組白皮書中,主要定義了兩種封裝類型,分別是OSFP和QSFP-DD,兩者在尺寸上有所差距,因此單個機架的信號密度有所差異。而有的廠商則在順應當前可插拔封裝大潮的同時,研究起了聯合封裝技術。
亨通洛克利
在去年的OFC(光纖通信展)2020上,亨通洛克利就發布了400G的QSPF-DD DR4光模塊。今年6月的OFC 2021上,亨通洛克利于再次以實錄Demo展示了自己面向800G的光模塊。該模塊基于Cooled EML激光器,并采用了內置驅動器的7nm DSP,模塊總功耗為16W。
亨通洛克利800G 光模塊 / 亨通洛克利
800 MSA主要定義了兩種外形尺寸,分別是OSFP和QSFP-DD800。亨通洛克利發布的這一模塊就采用了QSFP-DD800的小型可插拔結構,這也是光模塊中挑戰最大的結構之一,因為這種小型結構必須要在布局、信號完整度和散熱管理同時做到完善。
亨通洛克利800G 光模塊原理圖 / 亨通洛克利
據了解,該模塊已經開放給客戶進行早期評估,預計2022年下半年開始量產,亨通洛克利還計劃在2022年開始正式推出800G的硅光模塊。
英特爾作為半導體大廠,在硅光技術上同樣不輸于人。如今的英特爾更是從多個市場開始發力,比如在FMCW激光雷達和硅光芯片上布局等,近日更是成立了數據中心互聯集成光電的研究中心。該研究中心的目的正是為了通過光電技術和設備、CMOS電路、鏈路架構和封裝集成等,加速光電I/O技術的性能提升。今年六月份,英特爾公開展示了基于其硅光技術的800G OSFP DR光模塊。
硅光技術最大的特點在于它的高集成性上,將光學元件與電子元件集成到一個單獨的芯片上,融合光電信號的處理。傳統的光模塊發射器采用的是Gold-Box這樣的封裝方式,而英特爾的硅光集成技術將所有元件集成在一起,Mux、調制器和激光都位于一個晶片上。如此一來不僅可以實現更低的成本,也能做到更大的量產規模。
英特爾硅光模塊 / 英特爾
英特爾稱這個800GB DR8的OSFP光模塊已經送樣,預計2022年初即可開始量產,至于是否會開發QSFP-DD800的版本,仍取決于客戶的需求。而首個采用聯合封裝的光電設計將首先用于51.2TB的交換機,預計2023年末面世。
除了可插拔式的封裝之外,英特爾也在竭力發展聯合封裝的光學模塊。聯合封裝將光收發器與電芯片封裝在一起,只留下光接口,不再選用可插拔的方式。這種封裝方式進一步減小了體積,也省去了FEC等為保證不失真而徒增延遲和功耗的技術。
根據英特爾高級營銷戰略主管Scott Schube的預測,未來這種xPU與硅光I/O位于同一芯片上的設計,將突破傳統電路I/O的限制,實現約1Tbps以上的超大帶寬,端口密度更是能做到PCIe 6.0的6倍以上,延遲也能與傳統的電路I/O一較高下。
新易盛通信
成都新易盛通信也同樣在今年的OFC 2021公布了自己的800G光模塊產品組合,囊括了基于EML和硅光的多種解決方案,以及OSFP和QSFP-DD800兩種封裝尺寸。
新易盛OSFP 800G 2xLR4光模塊 / 新易盛通信
新易盛的800G光模塊只需要單個3.3V供電,就能提供2x425Gb/s或850Gb/s的速率。新易盛也為其800G光模塊準備了DR8、2xDR4、2xFR4和2xLR4多種接口,滿足不同距離的需求。
小結
近些日子以來,元宇宙成了一個爆紅的話題,但人們也提出了理所當然的質疑:我們的技術是否足以推動元宇宙的誕生?即便圖形引擎技術、軟件生態和創作生態成熟,我們的服務器是否可以經受如此龐大帶寬的考驗?
這也就是為何800G標準還在發展改進中,廠商們就紛紛開始推出800G光模塊和測試方案的原因。無論是可插拔還是聯合封裝,相關的需求均已開始顯現,如果光模塊廠商不能盡快跟上步伐,單靠現在的網絡架構,是無法開啟下一個時代的。
原文標題:數據洪流下,首當其沖的800G光模塊
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