早在去年的美國OFC展會上,國內(nèi)外供應(yīng)商紛紛展出了400G光模塊。
比如Mellanox展示了400Gbps OSFP, QSFP-DD光模塊以及AOC, Intel也在現(xiàn)場演示了相關(guān)的400G產(chǎn)品。
為了幫助用戶提早部署400G, 易飛揚(Gigalight)正在有計劃的進行400G光模塊等產(chǎn)品的重點研發(fā),并且取得了相應(yīng)成果。
400G光模塊封裝
光模塊的封裝選擇是研發(fā)人員繞不開的話題,由于信號完整性、散熱等方面的技術(shù)需求,以及產(chǎn)品成本的市場壓力,集成無源器件、非氣密性封裝等簡約化設(shè)計成為當(dāng)前降成本、提升產(chǎn)品可靠性的重要方式。
400G光模塊產(chǎn)品的封裝主要分為QSFP-DD, OSFP, CFP8, COBO以及CDFP等;其中QSFP-DD和OSFP有望成為主流封裝,下表簡單列出優(yōu)劣勢比較。
QSFP-DD封裝由于其優(yōu)秀的向后兼容性、小尺寸等優(yōu)點獲得當(dāng)前廠商較多的贊成票數(shù)。
那么400G以上的速率呢?上圖給出了一個光模塊封裝的演進示意圖。
另一種封裝——COBO
COBO(Consortium for On-Board Optics)方案相對來說比較陌生——它和之前封裝命名的方式幾乎沒有關(guān)系。
COBO封裝由板載光學(xué)聯(lián)盟發(fā)起,并于2018年發(fā)布了支持400Gbps和800Gbps速率的Release1.0規(guī)范,主要面向數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)(DCN)客戶側(cè)產(chǎn)品和線路側(cè)相干傳輸模塊兩個方向。
COBO封裝以及種類(來自AOI)
COBO制定了兩個高速電氣接口和三個模塊類別,光模塊從交換機表面搬到了設(shè)備內(nèi)部。
電氣接口
? 8通道,每通道速率為50Gbps, PAM4調(diào)制;
? 16通道,用于800Gbps的速率應(yīng)用。
模塊種類
? A類模塊用于400G多模光模塊接口,比如400G SR8;
? B類模塊用于更高功率的IEEE接口,比如400G DR4和400G FR4;? C類模塊要求最為苛刻,功耗很高,比如相干產(chǎn)品400G ZR。
COBO封裝的優(yōu)勢
COBO主席兼微軟Azure基礎(chǔ)設(shè)施首席網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)師布拉德.布斯說:“雖然當(dāng)前的可插拔模塊可以解決400G的問題,但是如果我們必須在一個模塊中實現(xiàn)1T以上的速率,那么除了COBO以外沒有更好的選擇。”
COBO的出現(xiàn)解決了超高速率傳輸下的電力消耗以及散熱等難題
??流量挑戰(zhàn)400Gbps以上的速率,傳統(tǒng)的PCB工藝已經(jīng)逐漸走向工藝極限;每隔兩三年流量翻倍的時代, I/O電路設(shè)計消耗了大量功率。
? 系統(tǒng)挑戰(zhàn)
現(xiàn)有密集的可插拔模塊設(shè)計嚴(yán)重阻礙了面板周圍有利于冷卻的氣流,這對于信號完整性設(shè)計和散熱能力是嚴(yán)重的考驗。
交換機實物場景下幾種封裝方式比較(來自AOI)
展望
雖然COBO封裝的模塊不能插拔,但是在超越400Gbps的傳輸速率場景下,幾乎沒有任何其他更好的替代方案。下圖展示了COBO聯(lián)盟的部分成員,易飛揚(Gigalight)也是其中之一。
基于VCSEL激光器的數(shù)據(jù)中心短距離產(chǎn)品一直是易飛揚(Gigalight)的優(yōu)勢區(qū)域,近年來公司在相干領(lǐng)域也取得了重大突破。在未來的COBO方案上,易飛揚(Gigalight)會取得更大的成就。