Rota de evolução do módulo óptico 800G OSFP

Rota 1: Rota EML

O módulo óptico 800G DR8 OSFP adota oito lasers 100G EML, com grande número de lasers e alto custo, que é uma das soluções mais maduras da tecnologia atual. No futuro, espera-se concretizar 800G DR4 OSFP, reduzir pela metade o número de lasers, reduzir o custo e, no longo prazo, espera-se que fique próximo do preço dos módulos ópticos 400G.

Rota 2: Silício Photonics Rota

A fotônica de silício 800G adota atualmente uma solução de drive de laser duplo, que reutiliza a solução 400G DR4 atual. O custo é inferior ao do programa EML. No futuro, ele se desenvolverá em um esquema de acionamento de laser único, usando um modulador de niobato de lítio de película fina para reduzir a perda do caminho óptico. Ele pode realizar um único laser CW acionando 8 sinais ópticos. Ainda está em fase de amostragem, o tempo de produção em massa não está determinado.

Espera-se que a solução de laser único de fotônica de silício atinja a produção em massa em 2025. Até então, o custo do módulo óptico de silício 800G DR8 será ainda mais reduzido, mas o mainstream ainda é um esquema fotônico de silício de laser duplo.

Rota de evolução OSFP 800G 2xFR4

O 800G 2xFR4 usa 2 conjuntos de lasers CWDM 4G EML de 100 comprimentos de onda, cada conjunto contendo 4 lasers. No futuro, ele se desenvolverá em FR4 usando 4 lasers EML 200G de comprimento de onda CWDM.

Porque 800GFR4 requer lasers CWDM de 4 comprimentos de onda, a solução fotônica de silício também precisará usar lasers CWDM de 4 comprimentos de onda. Portanto, o esquema fotônico de silício não apresenta vantagem de custo. O principal é o esquema EML, e nenhum fabricante está estudando o esquema fotônico de silício por enquanto.

Rota de evolução 800G SR8 OSFP

O 800G SR8 adota 8 lasers VCSEL com distância de transmissão de 50m (OM3). Devido à curta distância, os cenários de aplicação são mais limitados que o 400G SR8. Ao comparar a distância de transmissão dos módulos transceptores ópticos 10G, 25G, 50G e 100G SR, podemos ver que quanto maior a taxa de canal único do laser VCSEL, menor será a distância de transmissão.

À medida que a taxa de módulo óptico de canal único aumenta cada vez mais, o VCSEL entrou em um período de gargalo. Espera-se que na época do módulo óptico 1.6T, se o Módulo óptico 1.6T usa um laser VCSEL, a distância será ainda mais reduzida. Para escolha do cliente, a solução de cabo 1.6T será a melhor opção em termos de custo. Portanto, espera-se que o laser VCSEL se retire do mercado de módulos ópticos 1.6T no futuro.

Do CPO ao LPO

CPO

Em comparação com a solução tradicional, como pode ser visto na figura acima, a solução CPO reduz um chip DSP, o que reduz ainda mais o consumo e o custo de energia. Ao mesmo tempo, a solução CPO adota a forma de co-encapsulação optoeletrônica, encapsulando diretamente o chip de comutação (que realiza a função de conversão optoeletrônica) no módulo óptico, reduzindo a perda de sinal elétrico do comutador para o módulo óptico, reduzindo assim o atraso e o consumo geral de energia.

No entanto, também surgem problemas devido à co-embalagem optoelectrónica. Como o chip do switch precisa ser empacotado no módulo óptico, torna-se um problema se o empacotamento é feito pelo módulo óptico ou pelo fabricante do switch. Além disso, se um grupo de chips optoeletrônicos estiver quebrado, como consertá-lo e quem irá consertá-lo são questões técnicas. Portanto, serão necessários pelo menos três anos para produção e aplicação em massa em larga escala, ou poderá permanecer em estado conceitual por muito tempo.

LPO

Como alternativa à solução tradicional, a solução LPO ganhou ampla atenção desde o seu lançamento. A solução LPO utiliza a tecnologia de acionamento linear direto LPO em substituição ao DSP, e utiliza os chips TIA e DRIVER com alta linearidade e função EQ, o que reduz significativamente o consumo de energia. No entanto, a latência é melhorada e o BER do sistema e a distância de transmissão são sacrificados. Portanto, o LPO é utilizado temporariamente em áreas específicas (curta distância), mas poderá ser utilizado futuramente em até 500m para atender a maior demanda em data centers.

A tecnologia LPO é altamente dependente da abertura e aprimoramento do desempenho do chip switch, como o Tomahawk5 do T51.2T na recuperação de sinal para melhorar a função. No geral, o LPO, como forma de empacotamento para módulos ópticos, é uma rota tecnológica evolutiva descendente para módulos ópticos conectáveis, que é mais fácil de realizar e mais determinista do que a solução CPO.

Resumo

• A solução laser EML será o esquema principal de Módulos ópticos 800G nos próximos dois anos, e a procura de EML aumentará significativamente.
• O esquema fotônico de silício tem mais vantagens de custo do que a solução EML, mas existem alguns desafios para a produção em massa e a confiabilidade a longo prazo precisa de verificação adicional.  
• Os módulos ópticos 4X200G 800G de próxima geração trarão mais vantagens de custo, e espera-se que o custo a longo prazo seja próximo ao dos módulos ópticos 400G.
• Os módulos ópticos LPO têm vantagens de potência e custo e agregam valor aos usuários, mas levará algum tempo para se estabelecerem, pois enfrentam muitos desafios técnicos.