Комбинированные оптические решения (CPO) для оптоволоконных соединений в модульной упаковке

В условиях резкого роста спроса на вычислительную мощность, вызванного технологиями искусственного интеллекта, крупные производители разрабатывают новые высокоскоростные оптические модули для удовлетворения быстро растущих потребностей рынка. Учитывая такие факторы, как размер, стоимость и энергопотребление, две концепции, приобретающие известность, — это подключаемая оптика с линейным приводом (LPO) и комбинированная оптика (CPO).

Внутренний CPO с перемычкой

В коммутаторах CPO важно свести к минимуму электрические межсоединения. Прокладка оптоволокна от оптических модулей (включая передатчики и приемники) к передней панели шасси коммутатора неизбежна.

Поскольку оптические модули (OE) расположены вокруг ASIC, расстояние от каждого OE до передней панели варьируется, что усложняет внутреннюю прокладку оптоволокна внутри коммутатора.

Модули CPO с их многоканальной компоновкой высокой плотности требуют высокоточной оптоволоконной матрицы (FA), MT или соединители MPO. Однако эта спецификация увеличивает риск возникновения таких проблем, как трещины, плохое соответствие и долгосрочное снижение производительности.

Неравномерная длина патч-кордов высокой плотности создает проблемы для производителей и увеличивает риск повреждения волокна во время установки, особенно для более длинных патч-кордов.

Многие модули CPO, изготовленные с использованием процесса CPO, используют патч-корды типа FA для внутренней прокладки оптоволокна и съемных соединений. Однако некоторые производители рассматривают альтернативный подход, используя гибкие материалы объединительной платы.

Этот метод прокладывает чистые неизолированные волокна на гибкой подложке объединительной платы, что приводит к более чистому и организованному расположению внутренних волокон.

Непосредственное соединение голых волокон снижает вносимые потери в разъеме и позволяет избежать проблем, связанных с повреждением торцевых поверхностей, пылью и неполным согласованием.

Производитель разъемов SENKO решает эти проблемы, используя промежуточную плату или решение для оптического соединения, монтируемое на плате.

При использовании патч-корда FA одной длины для соединения с оригинальными устройствами другой конец патч-корда подключается к передней панели с помощью специализированных оптоволоконных адаптеров (фланцев) по принципу «подключи и работай».

Хотя этот подход вводит дополнительные соединения на торцах оптоволокна, он значительно повышает удобство обслуживания, ремонтопригодность и экономию средств.

Подход к оптической объединительной плате

В настоящее время при производстве высокоскоростных оптических модулей по технологии Co-Packaged Optics (CPO) преобладающим методом является использование патч-кордов типа FA для внутренней разводки волокон и вставных соединений. Кроме того, некоторые производители используют в качестве подложки гибкие материалы объединительной платы, устанавливая поверх них для прокладки чистые неизолированные волокна. Очевидно, что такой подход, в котором используются сквозные соединения портов, приводит к более чистой и организованной внутренней компоновке модуля. Кроме того, прямое соединение с использованием голых волокон снижает вносимые потери в разъеме и позволяет избежать проблем, связанных с повреждением торцевых поверхностей, пылью и неполным согласованием.

Благодаря преимуществам гибкой оптоволоконной объединительной платы компания FiberMall одной из первых внедрила эту технологию, внедрив ее в крупных центрах обработки данных с целью замены перемычек и уменьшения путаницы в кабелях. Однако эта технология по-прежнему требует обеспечения долгосрочной стабильности и устойчивости к внешним воздействиям окружающей среды. Кроме того, остается проблемой стандартизация межпортовых интерфейсов и показателей тестирования у разных производителей.

Заключение

Хотя технология CPO имеет значительный потенциал для повышения производительности межсоединений ЦОД, она также вносит сложности в маршрутизацию волокон. Отраслевые решения, такие как промежуточная плата SENKO или метод оптического межсоединения на плате и использование гибких материалов объединительной платы с голыми волокнами, предлагают преимущества в снижении потерь и упрощении проводки. Однако для достижения широкого внедрения необходимо преодолеть проблемы, связанные с долгосрочной стабильностью и стандартизацией.