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 在Tomhawk 5中,发射端的7抽头FFE和接收端的21抽头FFE性能强劲,使得中间部分的均衡器不再必要,进而催生了LPO技术。这不仅使功耗降低了一半,还将延迟从80ns大幅缩减至不到1ns。 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)。 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。 测试还包括 2 个 1.6Tbps LPO 模块、1 个可调光衰减器、1 个光学采样示波器、2 根 500m 光纤等材料,用于评估 1.6Tbps LPO 模块的性能。 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。 在 500m 长光纤连接场景下,BER 恶化了 0.5 到 1 个数量级,OMA 光功率在-0.16 到 2.84 dBm 范围内,三个温度点的 BER 小于 1e-7。
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。
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。 例如,在400G光模块中,用到的7nm DSP,功耗约为4W,占到了整个模块功耗的50%左右。 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。 ; 7、《揭秘智算中心网络建设新利器:LPO技术的出现》,锐捷网络; 8、《线性驱动光模块专家交流会纪要》。
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。 ,既有CPO的高带宽密度的特性,又跟当前的可插拔模块一样易维护更换,可以是铜缆或光的不同配置形态。 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
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。 Cisco报告中提及到800G-DR8 LPO的典型功耗为7-9W,对应能效比为8.8-11.3pJ/bit,而带DSP光模块的功耗为13-15W。 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。
图7-B型 CPO封装 图8-博通Bailly SCIP 光引擎CPO平台 C型3D封装CPO是CPO的最终形态,是真正完全意义上的CPO。 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。
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。 ◆ 200Gb/ lane LPO模块的测试进展与挑战 当前200Gb/ lane LPO模块的测试仍处于早期阶段,已获取的初步数据呈现出明显的方向差异: - 接收方向表现优异:从光学TIA 此外,新一版优化的LPO DRV与TIA仍处于研发阶段,预计这些芯片量产落地后,LPO模块的整体性能将进一步提升。Arista对于200G LPO的可行性还是持乐观态度的。 ,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/ 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。 彩色光模块根据波长密度的不同可分为(粗波分复用)CWDM光模块和(密集波分复用)DWDM光模块;CWDM光模块采用粗波分复用技术(CWDM)技术,适合短距离传输,一般应用千兆以太网和点对点网络中,DWDM 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
2025 年 7 月,工信部发布 YD/T 6086.3 - 2025 标准,首次对 800Gb/s 强度调制可插拔光模块的技术要求与测试方法予以规范,为产业发展提供了有力的政策支撑。 LPO 技术突破:线性直驱的创新方案LPO(Linear Pluggable Optics)即线性直驱可插拔光模块,其通过移除传统 DSP 芯片,将相关功能集成到设备侧的交换芯片中,仅保留高线性度的 Driver 国盛证券测试数据显示,采用 LPO 方案的 800G 光模块功耗可降至 4W 以下,相较于传统 DSP 方案(13W 以上)降低近 70%,同时 BOM 成本减少 20 - 40%,功耗与成本优势显著。 LightCounting 预测,2025 年全球 800G 光模块出货量将突破 500 万只,其中 LPO 方案占比有望超过 40%,而这一数据在 2023 年还不到 50 万只 。 800G 光模块,尤其是采用 LPO 技术的产品,正处于快速发展阶段,在 AI 算力爆发时代扮演着愈发关键的角色,持续推动着数据中心光互连格局的重塑与变革。
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自从去年Arista在OFC大会报告上推广LPO的概念,带retimer(ODSP)的传统可插拔光模块与LPO的链路对比,如下图所示。 传统可插拔光模块中在Tx/Rx端各有一个retimer,对高速信号进行补偿。而LPO通过消除模块中的retimer芯片,在功耗、延迟、成本等方面优于传统光模块,由此受到了业界的青睐。 LPO场景下虽然省去了模块中SerDes和ODSP的功耗,但是由于对链路loss的要求更为苛刻,需要在host端对信号进行补偿,其在host端SerDes的功耗增加较多。 经过一年多的发酵,大家对于LPO的认识更加深刻,更加全面系统地思考LPO模块究竟带来了什么。 2)标准尚未完全同一,不同厂家的LPO模块是否能相互替换。 3)目前还未在数据中心中大规模应用,从用户的角度,需要对LPO模块与传统光模块进行分类管理,用户也不希望针对不同场景对模块进行配置。
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。
在确认模块型号后,轻轻将SFP光模块插入设备的SFP接口,沿导轨向前推进,直至听到“咔嗒”声,表示光模块已成功安装。最后,使用合适的光纤跳线将两个SFP光模块相连。 千兆光模块单模与多模的区别1.定义:单模光模块是指采用单一模式进行数据传输的光模块,传输距离较远。多模光模块可以同时传输多种波长或信号,因此它的传输距离较短,通常在2公里以内。 2.传输距离:千兆单模光模块传输距离远大于多模光模块。千兆多模光模块的传输距离是550m,千兆单模光模块根据型号的不同传输距离在几公里到一百多公里。 千兆单模光模块波长可以是1310nm,1550nm,1490nm等。千兆光模块与百兆光模块能通吗?千兆光模块传输速率为1.25G,百兆光模块传输速率为155M。 千兆光模块和百兆光模块能否直接通信取决于使用的网络设备是否自持自适应功能。如果支持,千兆光模块与百兆光模块可以直接通信。不支持则反之。千兆光模块可以自适应百兆吗?大多数千兆光模块都支持自适应百兆功能。