在帶寬密集型應(yīng)用業(yè)務(wù)、人工智能和高性能計算的驅(qū)動下，云計算數(shù)據(jù)中心的數(shù)量和規(guī)模持續(xù)擴張，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)對交換容量、連接帶寬、集群規(guī)模的追求永無止境。

云計算數(shù)據(jù)中心的流量以東西向為主，也就是說數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸主要發(fā)生在數(shù)據(jù)中心內(nèi)部，這就使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點之間存在著大量的高速的物理線路連接。隨著連接速度的提高和傳輸距離的擴大，光纖通信技術(shù)在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮越來越重要的作用。

一直以來，光模塊作為可插拔的獨立的光信號收發(fā)單元承擔(dān)著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)光電/電光的轉(zhuǎn)換。光模塊多源協(xié)議（MSA）和電氣與電子工程師協(xié)會（IEEE）等標準組織定義了種類繁多的光互聯(lián)類型，以覆蓋不同的應(yīng)用場景。表 1 中為當前數(shù)據(jù)中心中正在大量部署的光模塊類型。標準化的電接口、光接口以及管理接口，保證光模塊與設(shè)備之間，以及光模塊與光模塊之間的兼容匹配。

光互聯(lián)技術(shù)形態(tài)的演進，主要的驅(qū)動力來自于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的 Serdes 帶寬和交換容量的不斷提升。Serdes 是 ASIC 芯片與外界進行數(shù)據(jù)信號交換的基本單元，光端口的吞吐帶寬為 Serdes 帶寬的整數(shù)倍。比如 100G CAUI4 端口包含了 4 個25G NRZ Serdes，400G AUI8 端口包含了 8 個 56G PAM4 Serdes。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的交換容量提升需要相應(yīng)增加單端口的連接帶寬，以保證端口數(shù)量在面板容納能力以內(nèi)。Serdes 速率決定了光模塊電口的形態(tài)和規(guī)格，連接距離和端口帶寬決定了光模塊光口形態(tài)和規(guī)格。如圖 1 所示，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 Serdes 速率從 10G/25G NRZ發(fā)展到 56G/112G PAM4，未來還會有 224G PAM4。OIF-CEI 制定了不同速率下的信號完整性規(guī)格，以滿足物理層鏈路上模塊、線纜與設(shè)備之間的連通性和兼容性。

可插拔式的光互聯(lián)需要先將 ASIC 芯片的高速 I/O 連接到面板上，一般采用PCB 高速差分線作為傳輸介質(zhì)。高速電信號在 PCB 上傳輸?shù)倪^程中受介質(zhì)損耗和趨膚效應(yīng)的影響，傳輸?shù)木嚯x越長，數(shù)據(jù)速率越高，信號質(zhì)量劣化現(xiàn)象越嚴重。一般認為，當 serdes 傳輸速率發(fā)展到 112G 的時候， 雖然通過對傳輸介質(zhì)優(yōu)化和信號完整性的補償，也能實現(xiàn) ASIC 芯片到面板的電連接，但是在單芯片交換容量達到 51.2T 及以上的時候，高密度的 ASIC 到面板的電連接將使得 PCB layout 設(shè)計變得十分具有挑戰(zhàn)性。

以上資料來源：“開放數(shù)據(jù)中心委員會 ODCC”