本次OCP EMEA 2025大会上,来自CIG USA的Michael Xin围绕LPO展开深入探讨,并结合基于硅光MZ调制器方案的OSFP DR8 800G LPO光模块的测试结果,详细阐述LPO光模块的技术原理 Tomahawk 5虽有7抽头,但实际可调整的为6抽头(3个前导码和2个后导码)。 可以看到5和6通道的眼图,相比CTLE辅助下的眼图张得更开了。 4.3 降低模块CTLE补偿的测试结果 由于之前测试存在过均衡的情况,因此尝试降低模块CTLE补偿。 对于LPO而言,如果要在400g/lane的速率下使用,且信号从ASIC DSP传输到可插拔模块,需要应对ASIC与模块之间的高损耗问题。 解决这一问题需要高增益驱动器来弥补线路损耗,同时Tomahawk 6等芯片开始更加注重发射端均衡器,其FFE从100g/lane时的7抽头增加到200g/lane时的21抽头,以增强对非线性失真的补偿能力
一、LPO 光模块的定义与核心原理LPO(Linear Pluggable Optics,线性可插拔光模块)是光通信领域针对高速率、低功耗需求推出的创新解决方案。 二、LPO 光模块的四大核心优势能效革命:破解数据中心 “电费困局”功耗直降 50%:以 400G 模块为例,单模块节省 4W 功率。 三、LPO 光模块的当前局限性传输距离受限(商用场景 vs. ,基于硅光集成技术的 800G LPO 模块已实现 5km 传输,但尚未大规模商用。 五、结语LPO 光模块以 “低功耗、低延迟、高性价比” 三重优势,成为 200G-800G 数据中心光互联的核心方案。
LPO 模块之间实现互联互通。 在 Vpn 为-1.5V 下,带宽仅为 37GHz,Vpi 为 6-7V。 当交换机 PCB 走线损耗为 9dB 时,Tx 链路的 6dB 带宽超过 50GHz,理论上适用于 200G/lane LPO。但 S 参数存在较大波动,这是由链路中的反射引起的。 四、基于 1.6Tbps LPO 模块的测试与结果分析 (一)1.6Tbps LPO 模块测试评估 测试逻辑图和实际测试环境如下:研究人员采用了一个 MCB 板,其固定走线损耗约为 6dB 评估指标包括 BER 和 TP2 光眼图。实验设置了四个部分: • 实验 1:通过调整可调衰减器的衰减值,评估 1.6Tbps LPO 模块在短光纤不同光功率下的 BER。
CPO光模块:专为CPO系统设计的高集成度光收发组件,需适配硅光集成、3D封装等工艺。 二、技术路线:硅光主导与材料革新CPO光模块的实现高度依赖硅光子(SiPh)集成技术:集成优势:硅光技术可在单芯片上实现调制器、波导、探测器等元件的单片集成,体积较传统分立器件缩小70%,满足CPO的尺寸严苛性 Meta数据显示光模块故障可导致AI集群效率骤降40%,而CPO的不可插拔特性增加维护难度。 光模块配比率提升:B100 GPU与光模块配比从1:3(H100)升至1:8,拉动1.6T CPO需求,2030年市场规模预计达81亿美元(CAGR 137%)。 从长远生态发展看,光互连技术将呈现分层演进趋势:CPO更适用于芯片级的超短距高速互连,线性可插拔光学(LPO)有望在机架内部连接实现优化,而可插拔模块则继续服务于对灵活组网有较高需求的场景。
接下来引用了Ayar Labs关于光互联对于GPU互联的性能和经济效益分析,认为OIO的解决方案可以在GPT-4实现4倍的机器间交互性能(tokens/s)提升以及6倍的成本功耗收益(Profitability 然后就说到了LPO直驱,当前800G的时候LPO和DPO的功耗对比是7W vs 14W,未来1.6T就是10W vs 25W了,每bit功耗对比是6pJ vs 16pJ@200G/lane。 假如用于Scale Up带宽7.2Tbps的B200,LPO模块的功耗只有43W,只是GPU 1200W的一个零头。DPO模块此时的功耗是107W。 最后还讲了一点OCS Scale Up对于光模块的高链路预算和Bidi提升OCS光口利用率的需求。 个人理解:整体逻辑就是未来光互联是必然,硅光高可靠高密低成本优势也会持续发扬光大。 如果价值大,也是光模块的一个好机会。
一、AI光模块功耗挑战与低功耗技术探索 在AI领域迅猛发展的当下,光模块的需求呈现出指数级增长态势。然而,功耗问题却成为了亟待攻克的关键难题。 在传统的可插拔光模块中,DSP模块,其中包含重定时器、均衡器等功能,大约占据了模块整体功耗的40%。 为了应对这一挑战,业界积极投身于低功耗可插拔光模块技术的研究,主要聚焦于LPO(线性驱动光模块)、LRO(线性接收光模块)以及适配浸没式冷却的光模块方案。 二、LPO与LRO技术详解 (一)技术原理 - LPO(Linear Pluggable Optics):该技术将DSP功能从光模块转移至ASIC芯片,移除了模块内的重定时和均衡功能。 功耗对比 通过实际测试发现,LPO(DR8)的功耗为9 pJ/bit,LRO(DR8)的功耗为11.3 pJ/bit,而传统DSP模块的功耗约为18 pJ/bit,相比之下,LPO功耗降低了约
图6-A型 CPO封装 在OFC上,博通展示了其Bailly 51.2T交换机,采用的是B型CPO解决方案,共8个6.4T-FR4 Bailly SCIP 光引擎,带 Broadcom 光纤连接器 (BFC 图9-中国计算机互连技术联盟 CPO 及 Chiplet 标准 什么是LPO技术 LPO,即线性驱动可插拔光模块,是一种光模块封装技术。 无论是CPO还是LPO,相对传统光模块,主要目的之一就降功耗,而DSP的功耗在整个模块中的占比又是最高的。 ODCC在2023年发布了112G LPO光模块应用白皮书。 相比之下,LPO光模块的可插拔使得在不关闭整个系统的情况下能够高效更换,进一步提升了LPO解决方案的整体便利性,简化光纤布线和设备维护流程。
的出货量相当,两者总量与传统DSP光模块相当,LPO的发展在一定程度会延缓CPO的部署。 相比于传统带DSP的可插拔光模块, LPO与CPO都采用去掉DSP的方式来降低功耗、节省成本与减小延迟,如下图所示。 根据Arista的测试结果,800G-DR8 LPO光模块的功耗典型值为7.5W(约为传统DSP光模块的一半), 对应能效比为9.4pJ/bit。 整体上看来,对于单波100G的情况,传统可插拔光模块的能效比在20pJ/bit, LPO模块的功耗降低一半,能效比约为10pJ/bit左右,而CPO方案的能效则进一步降低,在6-7pJ/bit。 而当电学损耗增加到31dB时,CTLE需要增加到5.6dB,此时硅光方案的BER在1e-5水平,而TFLN方案的BER仍可控制下1e-6以下。
从功能本质看,它是设备与光纤链路的"光电信号桥梁"--既将设备内部的电信号转换成可通过光纤传输的光信号,也能把光纤传来的光信号还原为设备可识别的电信号实现数据的稳定交互。 这款自 1999 年问世的"经典封装光模块",凭借三大核心设计站稳刚需地位:一是9针 ,具备高稳定性插拔结构,适配工业设备的长期使用需求;二是环保透气外壳,可平衡模块内外气压,避免温湿度变化导致的凝露问题 二、核心应用设备大盘点,覆盖6大关键场景1.工业控制核心设备:稳字当头PLC 控制系统:汽车生产线、智能工厂里的“控制中枢",靠 1x9 光模块实现RS485/CAN 总线信号的稳定传输。 6.特种通信设备:复杂场景稳输出军事侦察设备:强电磁干扰环境下,它能稳定传输高清侦察图像和定位数据,为战场监控提供支持。 从工厂流水线到变电站,从监控摄像头到医疗设备,1x9光模块虽不显眼,却是保障设备通信的"隐形功臣"。选对它,才能让你的设备在各种环境下都稳定运行。
今年,在CPO之外,行业又提出了一个新方案,这就是——LPO。 █ 什么是LPO LPO,英文全称叫Linear-drive Pluggable Optics,即线性驱动可插拔光模块。 LPO强调“可插拔”,是为了和CPO方案相区分。CPO方案里,光模块是不可以插拔的。光模块(光引擎)被移动到了距离交换芯片更近的位置,直接“绑”在一起了。 那么,LPO和传统光模块的关键区别,就在于线性驱动(Linear-drive)了。 所谓“线性驱动”,是指LPO采用了线性直驱技术,光模块中取消了DSP(数字信号处理)/CDR(时钟数据恢复)芯片。 LPO方案,就是把光模块中的DSP/CDR芯片干掉,将相关功能集成到设备侧的交换芯片中。 》,薛振峰; 4、《800G光模块,AI算力底座》,兴业证券; 5、《AI算力时代,光模块新技术演进路径》,长城证券; 6、《LPO技术是800G时代最具潜力路线 有望在2024年底迎来量产》,国盛证券
有小伙伴问SFP光模块和SFP+光模块有什么区别吗?1.速率不同:SFP速率:155M、622M、1.25G、2.5G。SFP+速率:传输速率为万兆,即为10G。 3.应用场景不同:10G SFP+光模块因为速率高,通常用在需要快速大量数据传输的场合,比如数据中心或高速网络核心;普通SFP光模块则多用于一般企业网络或家庭网络。 4.成本不同:10G SFP+光模块因为技术更先进,价格通常会比普通SFP光模块高。5.兼容性: SFP+光模块不能在只支持普通SFP接口的设备上工作,需要设备同时支持SFP+标准。 SFP+模块是SFP模块的高速版本,两者在物理尺寸上相同,但SFP+模块能够提供更高的数据传输速率,适用于更高速的网络环境。
以LPO(线性可插拔光学)为例,传统DSP光学模块的功耗表现如下:第一代1.6T DSP模块功耗为30W,基于3nm制程的版本降至25W,而LPO版本直接低至10W,单模块功耗实现显著下降。 实际应用中(硅光方案),电接口功耗约为10pJ/bit,光学引擎功耗约为6pJ/bit,两者结合实现了整体能效的跃升。 但该技术面临核心瓶颈——电通道设计难度极大: - PAM4信号(交换芯片输出的106GHz奈奎斯特频率信号)即便通过飞线电缆传输至前面板可插拔模块,仍难以稳定工作; - 行业普遍考虑采用电侧PAM6解决方案 ,再通过DSP芯片转换为光侧PAM4信号,但DSP芯片会完全抵消功耗优势,导致400Gb模块功耗远高于200Gb LPO、RF微波等技术。 相比之下,可插拔光模块无疑解决了各类光学技术(包括LPO、LRO、DSP、硅光、EML、VCSEL、RF及慢而宽光学等)的可维护性与可支持性问题。
,成本一致,而带宽翻番,这是因为,EPONOLT 光模块的发射机电路和激光器,GPONOLT 光模块的,其实是一样的。 注意 EPONOLT光模块的 RSSI_Trigger 管脚在金手指上的位置,和 GPONOLT 光模块的位置是不同的。 上图可见,GPONOLT光模块的 RxReset 信号,在其高电平时复位光模块接收机,使接收机的判决电平可以快速恢复倒一个平均判决电压值(因为不同光猫的输入光,强度是不一样的,前后两个 GPONONU 这是因为,EPONOLT 光模块没有这个复位信号,它的判决电平值,假设上一个光猫输入光很强,则当前判决电压值较大,遇到下一个光猫的输入光很弱(EPONOLT光模块的动态范围更是高达24dB或更大)时,EPONOLT 注意 EPONOLT光模块的 RSSI_Trigger 管脚在金手指上的位置,和 GPONOLT 光模块的位置是不同的。
一、光模块对比EPON OLT 光模块,是 1.25G 连续下行和 1.25G 突发上行,遵循IEEE802.3ah 标准;当然也有选用 2*Gigabit Ethernet 即 2.5G 下行以扩大 下行带宽, 这是很取巧的做法,成本一致,而带宽翻番,这是因为,EPON OLT 光模块的发射机电路和激光器,GPON OLT 光模块的,其实是一样的。 GPON OLT 光模块,是 2.488G 连续下行和 1.244G 突发上行,遵循 ITU-T984.2 标准。所以两种光模块的区别,主要在于突发接收机性能差异。 上图可见,GPON OLT 光模块的 RxReset 信号,在其高电平时复位光模块接收机, 使接收机的判决电平可以快速恢复倒一个平均判决电压值(因为不同光 猫的输入光,强度是不一样的, 前后两个 GPON 这是因为, EPON OLT 光模块没 有这个复位信号,它的判决电平值, 假设上一个光猫输入光很强,则当前判决电压值较大,遇到下一个光猫的输入光很弱(EPON OLT 光模块的动态范围更是 高达 24dB
彩色光模块的特征 1.设计灵活; 2.可靠性高; 3.低功耗; 4.支持热插拔; 5.LC双工接口; 6.商业级工作温度:0°C-70°C,工业级工作温度:-40℃-85℃; 7.支持数字诊断(DDM/ DOM)功能; 8.符合多协议标准,如SFP MSA协议、SDH/SONET传输标准、IEEE 802.3以太网标准以及RoHS-6标准等; 9.CWDM波分光模块可提供 18个波段(1270nm~1610nm 彩色光模块的应用 1.光纤到户(FTTH); 2.校园网; 3.数据中心; 4.城域网; 5.局域网; 6.以太网(如快速以太网、千兆以太网等); 7.光纤通道(如1G、2G等光纤通道); 8.同步光纤网络 彩色(波分)光模块的分类 彩色(波分)光模块根据封装形式的不同可分为XENPAK波分光模块、X2波分光模块、GBIC波分光模块、XFP波分光模块、SFP波分光模块和SFP+波分光模块等。 彩色(波分)光模块与普通光模块的区别 波分光模块属于无源光模块,光模块自身不发射激光,一般是使用光平面波导技术将一束光分成数束光,而普通光模块属于有源光模块,每个模块都具备一发一收两个口,发射口里采用的是激光器
什么是CWDW光模块CWDM光模块(粗波分复用)是一种采用CWDM技术的光模块,用于实现现有网络设备与CWDM多路复用器/解复用器之间的连接。 当与CWDM复用器/解复用器一起使用时,CWDM光模块可以通过在同一单个光纤上传输具有单独光波长(1270nm至1610nm)的18个数据通道来增加网络容量。 CWDM光模块有18个波段,从1270nm 到1610nm,每个波段间间隔为20nm,CWDM光波通道间距较宽,CWDM光调制采用非冷却激光,用电子调谐,同一根纤上复用光波长数比DWDM少,“粗”与“密集 CWDM光模块不同波长的对应的拉环颜色(后波1470~1610nm)CWDM光模块应用在哪些领域? CWDM光模块广泛应用于CATV(有线电视)、FTTH(光纤到户)、1G和2G光纤通道、百兆和千兆以太网、同步光纤网SONET OC-3(155Mbps)、OC-12(622Mbps)和OC-48(2.488Gbps
交换机芯片的容量和光模块带宽的增长,带来了一个很大的问题-功耗。图1是交换机芯片容量、功耗和光模块带宽、功耗发展趋势对比图。 我们以博通 Tomahawk(以下简称TH)系列芯片为例,TH4芯片25. 6T容量,功耗515W。对应400G 光模块单个功耗10W,32个光模块共计320W。 2.LPO(Linear Pluggable Optics):采用可插拔光模块,取消光模块中的DSP芯片。优点:彻底取消了DSP,光模块功耗大幅下降;缺点:在标准化和互联互通方面有很大的挑战。 优点:取消接收端DSP,有效的降低光模块功耗;传输性能业也能得到保障,可互联互通,即插即用。缺点:相较LPO方案,没有彻底降低DSP功耗。 总上所述,三种方案各有利弊。 为了解决LPO的标准化和互联互通的问题,AMD等厂商已经成立LPO-MSA联盟,该联盟将在今年第三季度发布LPO相关协议标准。
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速率越来越高,传统可插拔光模块的集成度、功耗等问题将变得非常难以解决。 之前,行业提出了CPO和NPO。现在,又提出LPO(Linear Pluggable Optics,线性可插拔光模块)。 LPO保持了模块可插拔形态。根据业界数据,LPO功耗相较传统可插拔光模块下降50%,与CPO接近。 采用线性直驱方案后,硅光、VCSEL、薄膜铌酸锂功耗均可以下降50%左右。 LPO的Driver和TIA里集成了EQ功能,成本会较DSP上浮少许,但LPO方案还是可以将光模块成本下降许多。 相比于CPO,LPO没有显著改变光模块的封装形式,采用可插拔模块,便于维护,并且可以充分利用现有的成熟技术。 根据预测,LPO将在2024年的年底实现量产。 SerDes是指电这块的速率,光这块的速率也有相应的演进,这个演进对光模块的影响是速率在不断提升。 LPO还会带来互联互通的问题。不仅是交换机之间的互联互通,还有传统光模块的互联互通。
展会上探讨的一些主题和解决方案如下: 1) 线性驱动可插拔光模块LPO vs. 线性接收光模块LRO vs. 共封装光器件 预计可插拔光模块在系统级功耗中所占比例将越来越大。 在 OFC 2023 上推出的线性驱动可插拔光模块 (LPO) 有望通过去除 DSP 来显著节省成本和功耗,从而引发了一系列测试活动。 最终决定取决于LPO是否能够兑现这些承诺。 此外,展会上还讨论了半重定时线性光模块(HALO),也称为线性接收光模块(LRO)。LRO 仅在发射侧集成 DSP 芯片(而不像 LPO 将其完全移除)。 在 OFC 2024 上,我们看到了这种 1.6 Tbps 光模块的进一步技术演示。 需要注意的是,AI 后端网络的刷新周期通常在 18 到 24 个月左右,与用于连接通用服务器的传统前端网络中的 5 到 6 年相比要短得多。