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光通信
2021/2/1 14:06

亨通洛克利推出国内首台基于硅光技术的3.2T CPO样机

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由于材料特性、信号完整性和集成度的限制,可插拔光模块将在800G或者1.6T之后达到技术瓶颈。而在第45届美国光纤通讯展览会及研讨会(OFC)上 ,关于光电协同封装(CPO:Co-Packaged Optics)的讨论十分热烈,业界普遍认为CPO是下一代板上光互联的主流解决方案。

根据市场调研公司CIR预测,到2026年,CPO市场规模将达3.44亿美元,到2030年将达23亿美元。CPO起源于HPC领域,到2030年,CPO将成为云提供商数据中心的主导使能技术,63%的CPO产品收入将来自该应用市场。随着数据通信的数据速率超过400G,传统的可插拔光学器件和新的板载光学器件在成本效益方面将很难赶上CPO。在数据中心市场中,主要设备制造商和大型数据中心用户正在积极开发基于CPO的光学引擎。CIR认为CPO在边缘和城域网络、高性能计算和传感器方面存在较大的市场机遇。

目前CPO大约有两大分支:

1. 基于VCSEL技术,多模光纤,30米以内应用为主的解决方案,主要针对超算及AI机群的短距离光互联(IBM为代表);

2. 基于硅光技术,单模光纤,2公里以下应用为主的解决方案,主要解决大型数据中心机架及机群之间光互联的应用(微软Facebook为代表)。

作为下一代板上光互联技术的预研,亨通洛克利凭借与英国洛克利光子合作的优势,开发出了基于硅光技术的3.2T CPO工作样机,属于国内首台。该样机采用核心交换芯片与光引擎在同一高速主板上的协同封装概念,大大缩短了光电转换功能到核心交换芯片的距离,从而达到缩短高速电通道链路,减少冗长器件,改善系统功耗等目的,这是该领域一个重要的技术里程碑。

亨通洛克利基于硅光技术的光电协同封装(CPO)工作样品

该系统由围绕在核心交换芯片四周的16个光引擎组成,每边为4个,每个光引擎为8通道。光引擎由TIA,Driver等电芯片(EIC)及光探测器,调制器等硅光芯片(PIC)组成。光引擎到高速基板之间的连接目前通过高速接插件来实现。本系统采用外置激光器的方式来解决散热及激光器的可维护性问题。目前该样品单通道速率为25Gbps,总共128通道,故系统交换容量为128´25G=3.2T。该系统可以在提高单通道速率至50G PAM4或100G PAM4后,实现6.4T或者12.8T交换能力。同样概念,再提高集成度至256或者512通道,可以实现25.6T或51.2T交换系统。

从概念到样机,亨通洛克利解决了硅光芯片,电芯片,封装工艺,信号完整性,串扰等一系列的问题,对于以后开发实际的系统是十分有意义的,这些低成本、低功耗的解决方案将支持5G建设及数据中心的发展。

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