电子发烧友网报道(文/周凯扬)随着5G与物联网的大量数据推动,如今的流量已经呈现爆发式的增长态势,这也为服务器与数据中心提出了前所未有的带宽需求。由于高速信号在铜缆线中难以实现长距离传输的同时,免受衰减的影响,因此速率更快的光通信成了大家首选的传输方式,光进铜退也成了如今运营商网络的部署策略。
而在我们所用的设备中,数据仍然是以电信号的形式进行处理和传输的,要想充分利用光通信的优势,就必须做好光电转换,完成这项工作靠的正是我们今天的主角,光模块。
光模块上需要关注的参数很多比如封装形式、传输速率和距离等。光模块带来的最大优势自然是速率,随着400G的光模块已经在2020年开始部署,2021年在庞大的数据流量冲击下更是有了不小规模的应用,甚至有了跟不上需求的趋势,如今800G的光模块提上日程已经是板上钉钉了。
光电集成技术的进一步发展,封装的灵活性和大小都有了不小的进展。在推动小型可插拔光模块发展的800G MSA工作组白皮书中,主要定义了两种封装类型,分别是OSFP和QSFP-DD,两者在尺寸上有所差距,因此单个机架的信号密度有所差异。而有的厂商则在顺应当前可插拔封装大潮的同时,研究起了联合封装技术。
亨通洛克利
在去年的OFC(光纤通信展)2020上,亨通洛克利就发布了400G的QSPF-DD DR4光模块。今年6月的OFC 2021上,亨通洛克利于再次以实录Demo展示了自己面向800G的光模块。该模块基于Cooled EML激光器,并采用了内置驱动器的7nm DSP,模块总功耗为16W。
亨通洛克利800G 光模块 / 亨通洛克利
800 MSA主要定义了两种外形尺寸,分别是OSFP和QSFP-DD800。亨通洛克利发布的这一模块就采用了QSFP-DD800的小型可插拔结构,这也是光模块中挑战最大的结构之一,因为这种小型结构必须要在布局、信号完整度和散热管理同时做到完善。
亨通洛克利800G 光模块原理图 / 亨通洛克利
据了解,该模块已经开放给客户进行早期评估,预计2022年下半年开始量产,亨通洛克利还计划在2022年开始正式推出800G的硅光模块。
英特尔作为半导体大厂,在硅光技术上同样不输于人。如今的英特尔更是从多个市场开始发力,比如在FMCW激光雷达和硅光芯片上布局等,近日更是成立了数据中心互联集成光电的研究中心。该研究中心的目的正是为了通过光电技术和设备、CMOS电路、链路架构和封装集成等,加速光电I/O技术的性能提升。今年六月份,英特尔公开展示了基于其硅光技术的800G OSFP DR光模块。
硅光技术最大的特点在于它的高集成性上,将光学元件与电子元件集成到一个单独的芯片上,融合光电信号的处理。传统的光模块发射器采用的是Gold-Box这样的封装方式,而英特尔的硅光集成技术将所有元件集成在一起,Mux、调制器和激光都位于一个晶片上。如此一来不仅可以实现更低的成本,也能做到更大的量产规模。
英特尔硅光模块 / 英特尔
英特尔称这个800GB DR8的OSFP光模块已经送样,预计2022年初即可开始量产,至于是否会开发QSFP-DD800的版本,仍取决于客户的需求。而首个采用联合封装的光电设计将首先用于51.2TB的交换机,预计2023年末面世。
除了可插拔式的封装之外,英特尔也在竭力发展联合封装的光学模块。联合封装将光收发器与电芯片封装在一起,只留下光接口,不再选用可插拔的方式。这种封装方式进一步减小了体积,也省去了FEC等为保证不失真而徒增延迟和功耗的技术。
根据英特尔高级营销战略主管Scott Schube的预测,未来这种xPU与硅光I/O位于同一芯片上的设计,将突破传统电路I/O的限制,实现约1Tbps以上的超大带宽,端口密度更是能做到PCIe 6.0的6倍以上,延迟也能与传统的电路I/O一较高下。
新易盛通信
成都新易盛通信也同样在今年的OFC 2021公布了自己的800G光模块产品组合,囊括了基于EML和硅光的多种解决方案,以及OSFP和QSFP-DD800两种封装尺寸。
新易盛OSFP 800G 2xLR4光模块 / 新易盛通信
新易盛的800G光模块只需要单个3.3V供电,就能提供2x425Gb/s或850Gb/s的速率。新易盛也为其800G光模块准备了DR8、2xDR4、2xFR4和2xLR4多种接口,满足不同距离的需求。
小结
近些日子以来,元宇宙成了一个爆红的话题,但人们也提出了理所当然的质疑:我们的技术是否足以推动元宇宙的诞生?即便图形引擎技术、软件生态和创作生态成熟,我们的服务器是否可以经受如此庞大带宽的考验?
这也就是为何800G标准还在发展改进中,厂商们就纷纷开始推出800G光模块和测试方案的原因。无论是可插拔还是联合封装,相关的需求均已开始显现,如果光模块厂商不能尽快跟上步伐,单靠现在的网络架构,是无法开启下一个时代的。
原文标题:数据洪流下,首当其冲的800G光模块
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