隨著5G與物聯(lián)網(wǎng)的大量數(shù)據(jù)推動(dòng)，如今的流量已經(jīng)呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，這也為服務(wù)器與數(shù)據(jù)中心提出了前所未有的帶寬需求。由于高速信號(hào)在銅纜線中難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸?shù)耐瑫r(shí)，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(jìn)銅退也成了如今運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的部署策略。

而在我們所用的設(shè)備中，數(shù)據(jù)仍然是以電信號(hào)的形式進(jìn)行處理和傳輸?shù)?，要想充分利用光通信的?yōu)勢(shì)，就必須做好光電轉(zhuǎn)換，完成這項(xiàng)工作靠的正是我們今天的主角，光模塊。

光模塊上需要關(guān)注的參數(shù)很多比如封裝形式、傳輸速率和距離等。光模塊帶來(lái)的最大優(yōu)勢(shì)自然是速率，隨著400G的光模塊已經(jīng)在2020年開始部署，2021年在龐大的數(shù)據(jù)流量沖擊下更是有了不小規(guī)模的應(yīng)用，甚至有了跟不上需求的趨勢(shì)，如今800G的光模塊提上日程已經(jīng)是板上釘釘了。

光電集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，封裝的靈活性和大小都有了不小的進(jìn)展。在推動(dòng)小型可插拔光模塊發(fā)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(gè)機(jī)架的信號(hào)密度有所差異。而有的廠商則在順應(yīng)當(dāng)前可插拔封裝大潮的同時(shí)，研究起了聯(lián)合封裝技術(shù)。

亨通洛克利

在去年的OFC(光纖通信展)2020上，亨通洛克利就發(fā)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(shí)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(nèi)置驅(qū)動(dòng)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(fā)布的這一模塊就采用了QSFP-DD800的小型可插拔結(jié)構(gòu)，這也是光模塊中挑戰(zhàn)最大的結(jié)構(gòu)之一，因?yàn)檫@種小型結(jié)構(gòu)必須要在布局、信號(hào)完整度和散熱管理同時(shí)做到完善。

亨通洛克利800G 光模塊原理圖 / 亨通洛克利

據(jù)了解，該模塊已經(jīng)開放給客戶進(jìn)行早期評(píng)估，預(yù)計(jì)2022年下半年開始量產(chǎn)，亨通洛克利還計(jì)劃在2022年開始正式推出800G的硅光模塊。

英特爾

英特爾作為半導(dǎo)體大廠，在硅光技術(shù)上同樣不輸于人。如今的英特爾更是從多個(gè)市場(chǎng)開始發(fā)力，比如在FMCW激光雷達(dá)和硅光芯片上布局等，近日更是成立了數(shù)據(jù)中心互聯(lián)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(shù)和設(shè)備、CMOS電路、鏈路架構(gòu)和封裝集成等，加速光電I/O技術(shù)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(shù)的800G OSFP DR光模塊。

硅光技術(shù)最大的特點(diǎn)在于它的高集成性上，將光學(xué)元件與電子元件集成到一個(gè)單獨(dú)的芯片上，融合光電信號(hào)的處理。傳統(tǒng)的光模塊發(fā)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(shù)將所有元件集成在一起，Mux、調(diào)制器和激光都位于一個(gè)晶片上。如此一來(lái)不僅可以實(shí)現(xiàn)更低的成本，也能做到更大的量產(chǎn)規(guī)模。

英特爾硅光模塊 / 英特爾

英特爾稱這個(gè)800GB DR8的OSFP光模塊已經(jīng)送樣，預(yù)計(jì)2022年初即可開始量產(chǎn)，至于是否會(huì)開發(fā)QSFP-DD800的版本，仍取決于客戶的需求。而首個(gè)采用聯(lián)合封裝的光電設(shè)計(jì)將首先用于51.2TB的交換機(jī)，預(yù)計(jì)2023年末面世。

除了可插拔式的封裝之外，英特爾也在竭力發(fā)展聯(lián)合封裝的光學(xué)模塊。聯(lián)合封裝將光收發(fā)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(jìn)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(shù).

根據(jù)英特爾高級(jí)營(yíng)銷戰(zhàn)略主管Scott Schube的預(yù)測(cè)，未來(lái)這種xPU與硅光I/O位于同一芯片上的設(shè)計(jì)，將突破傳統(tǒng)電路I/O的限制，實(shí)現(xiàn)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(tǒng)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(chǎn)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(gè)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(zhǔn)備了DR8、2xDR4、2xFR4和2xLR4多種接口，滿足不同距離的需求。

小結(jié)

近些日子以來(lái)，元宇宙成了一個(gè)爆紅的話題，但人們也提出了理所當(dāng)然的質(zhì)疑：我們的技術(shù)是否足以推動(dòng)元宇宙的誕生？即便圖形引擎技術(shù)、軟件生態(tài)和創(chuàng)作生態(tài)成熟，我們的服務(wù)器是否可以經(jīng)受如此龐大帶寬的考驗(yàn)？

這也就是為何800G標(biāo)準(zhǔn)還在發(fā)展改進(jìn)中，廠商們就紛紛開始推出800G光模塊和測(cè)試方案的原因。無(wú)論是可插拔還是聯(lián)合封裝，相關(guān)的需求均已開始顯現(xiàn)，如果光模塊廠商不能盡快跟上步伐，單靠現(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，是無(wú)法開啟下一個(gè)時(shí)代的。