Soluções Co-Packaged Optics (CPO) para interconexão de fibra em embalagens de módulos

Com o aumento da procura por poder computacional impulsionado pelas tecnologias de IA, os principais fabricantes estão a desenvolver novos produtos de módulos ópticos de alta velocidade para satisfazer as necessidades do mercado em rápido crescimento. Considerando fatores como tamanho, custo e consumo de energia, dois conceitos que ganham destaque são Óptica Plugável de Drive Linear (LPO) e Óptica Co-Packaged (CPO).

CPO tipo jumper interno

Em switches CPO, é essencial minimizar as interconexões elétricas. O roteamento de fibra dos motores ópticos (incluindo transmissores e receptores) para o painel frontal do chassi do switch é inevitável.

Como os motores ópticos (OEs) são posicionados em torno do ASIC, a distância de cada OE ao painel frontal varia, complicando o roteamento interno da fibra dentro do switch.

Os módulos CPO, com seu empacotamento multicanal de alta densidade, exigem matriz de fibra (FA), MT ou conectores MPO. No entanto, esta especificação aumenta o risco de problemas como rachaduras, correspondência inadequada e degradação do desempenho a longo prazo.

Comprimentos irregulares de patch cords de alta densidade representam desafios para os fabricantes e aumentam o risco de danos à fibra durante a instalação, especialmente para patch cords mais longos.

Muitos módulos CPO produzidos usando o processo CPO usam patch cords do tipo FA para roteamento interno de fibra e conexões conectáveis. No entanto, alguns fabricantes exploram uma abordagem alternativa usando materiais flexíveis de backplane.

Este método roteia fibras nuas puras em um substrato de backplane flexível, resultando em um layout de fibra interna mais limpo e organizado.

A conexão direta de fibras desencapadas reduz a perda de inserção do conector e evita problemas relacionados a extremidades danificadas, poeira e correspondência incompleta.

O fabricante de conectores SENKO aborda esses desafios empregando uma placa intermediária ou uma solução de interconexão óptica montada em placa.

Usando um único comprimento de patch cord FA para acoplamento com OEs, a outra extremidade do patch cord se conecta ao painel frontal usando adaptadores de fibra personalizados (flanges) de maneira plug-and-play.

Embora essa abordagem introduza conexões finais de fibra adicionais, ela melhora significativamente a capacidade de manutenção, a capacidade de reparo e a economia de custos.

Abordagem de backplane óptico

Atualmente, na produção de módulos ópticos de alta velocidade usando a tecnologia Co-Packaged Optics (CPO), o método predominante envolve o uso de patch cords do tipo FA para roteamento interno de fibra e conexões conectáveis. Além disso, alguns fabricantes utilizam materiais flexíveis de backplane como substrato, instalando fibras puras e nuas na parte superior para roteamento. Claramente, esta abordagem, que emprega conexões de porta ponta a ponta, resulta em um layout de módulo interno mais limpo e organizado. Além disso, a conexão direta usando fibras nuas reduz a perda de inserção do conector e evita problemas relacionados a extremidades danificadas, poeira e correspondência incompleta.

Devido às vantagens da abordagem de backplane flexível de fibra, a FiberMall foi uma das primeiras a adotar essa técnica, implementando-a em data centers de grande escala com o objetivo de substituir a obstrução de jumpers e aliviar a confusão de cabos. No entanto, esta tecnologia ainda precisa de abordar a estabilidade e a resiliência a longo prazo às interferências ambientais externas. Além disso, a padronização de interfaces porta a porta e métricas de teste entre diferentes fabricantes continua sendo um desafio.

Conclusão

Embora a tecnologia CPO tenha um potencial significativo para melhorar o desempenho da interconexão do data center, ela também introduz complexidades no roteamento de fibras. Soluções da indústria, como o método de interconexão óptica de placa intermediária ou montada em placa da SENKO e o uso de materiais de backplane flexíveis com fibras nuas, oferecem vantagens na redução de perdas e simplificação da fiação. No entanto, atingir a adoção generalizada requer superar desafios relacionados à estabilidade e padronização de longo prazo.