iFOC 2023回顧 | 阿里云資深技術(shù)總監(jiān)謝崇進(jìn)：CPO 和 LPO 的挑戰(zhàn)和機(jī)遇

  ICC訊 9月4-5日，第21屆訊石研討會(huì)(iFOC 2023)吸引了來(lái)自近700家企業(yè)的1000多位嘉賓出席，聆聽行業(yè)專家學(xué)者及技術(shù)骨干的干貨分享及巔峰對(duì)話，共享光通信行業(yè)的前沿技術(shù)及市場(chǎng)信息。

  9月5日，阿里巴巴首席通信科學(xué)家、阿里云資深技術(shù)總監(jiān)謝崇進(jìn)在第21屆訊石研討會(huì)的主論壇《AI 浪潮下高速光互聯(lián)演進(jìn)》上發(fā)表《CPO 和 LPO 的挑戰(zhàn)和機(jī)遇》的主題演講。

  謝崇進(jìn)在演講中介紹，光互聯(lián)是用光波作為載體把信息從一點(diǎn)傳輸?shù)搅硪稽c(diǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)是有更高的信息傳輸速率和更長(zhǎng)的傳輸距離，缺點(diǎn)是成本、功耗、帶寬密度，在短距離尤為明顯。從過(guò)去光互聯(lián)技術(shù)的演進(jìn)來(lái)看，交換芯片的容量幾乎每?jī)赡攴环?，SerDes數(shù)為每四年翻一番。

  謝崇進(jìn)闡述了光互聯(lián)面臨的三個(gè)問(wèn)題：1.SerDes速率的增長(zhǎng)帶來(lái)電信號(hào)完整性問(wèn)題。從無(wú)CDR過(guò)渡到CDR再過(guò)渡到DSP。200G+SerDes對(duì)DSP的能力要求更高。成本、功耗和時(shí)延上升。2.單波光速率的增長(zhǎng)帶來(lái)的光信號(hào)完整性問(wèn)題。由多模(VCSEL+MMF)到單模，直接調(diào)制(DML)到外部調(diào)制(EML、SiPh、TFLN)到相干檢測(cè)，成本和功耗上升。3.交換芯片容量增長(zhǎng)帶來(lái)的帶寬密度問(wèn)題。交換芯片容量每?jī)赡攴?，SerDes速率和SerDes數(shù)量的提高，需要相應(yīng)提高光模塊的帶寬密度。光模塊帶寬密度的提高帶來(lái)散熱和信號(hào)完整性等問(wèn)題。

  CPO實(shí)際上是用光來(lái)解決電的問(wèn)題,CPO把光模塊和ASIC(如交換芯片)封裝在一起：用光鏈路替代大部分電鏈路，大大縮短了電信道的長(zhǎng)度;改善了電信道的性能如插入損耗、帶寬等;簡(jiǎn)化甚至去掉DSP和Equalizer等從而降低功耗和成本;CPO可以提高帶寬密度。

  LPO仍然是可插拔的形式，電鏈路的性能沒(méi)有變化，電信道的損傷仍然需要補(bǔ)償;光模塊中的DSP功能移到主機(jī)上ASIC中，即交換機(jī)/網(wǎng)卡的SerDes具備很強(qiáng)的DSP功能。LPO會(huì)降低整體功耗、成本和時(shí)延，但不會(huì)提高帶寬密度。

  CPO存在的挑戰(zhàn)是技術(shù)負(fù)責(zé)，要求可靠性高，運(yùn)營(yíng)中的可服務(wù)性差，成本優(yōu)勢(shì)也有待證明。其最大的挑戰(zhàn)是現(xiàn)有成熟的可插拔模塊生態(tài)，對(duì)現(xiàn)有供應(yīng)生態(tài)的改變，可插拔技術(shù)上仍然可行。隨著AI Networks的興起，要求更高帶寬密度、更低時(shí)延、更低功耗，這些讓CPO迎來(lái)了機(jī)遇。

  LPO存在的挑戰(zhàn)是LPO模塊和主機(jī)ASIC性能強(qiáng)耦合，互聯(lián)互通可能是個(gè)大問(wèn)題。如果交換機(jī)/網(wǎng)卡SerDes能力足夠強(qiáng)，TP2看到的性能Linear模塊和DSP模塊應(yīng)該能一樣，因?qū)嶋H能力限制，實(shí)際中可能會(huì)很不一樣。并且原來(lái)的測(cè)試方法可能都不再適用，且目前缺乏新的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)。

  隨后謝崇進(jìn)為大家介紹了LPO交換機(jī)的系統(tǒng)測(cè)試。使用兩種交換機(jī)設(shè)置，第一種設(shè)置為DSP模塊優(yōu)化，滿足VSR規(guī)范，第二種設(shè)置為400G SR4 LPO模塊優(yōu)化，參數(shù)根據(jù)TP5處的BER優(yōu)化。測(cè)試結(jié)果顯示對(duì)LPO專門優(yōu)化后，TDECQ和BER都有改善，所有測(cè)試端口FEC后無(wú)誤碼，TDECQ@TP2<4.4dB，滿足IEEE 802.3db標(biāo)準(zhǔn)。

  最后謝崇進(jìn)總結(jié)，CPO和LPO要規(guī)模應(yīng)用都有各自的挑戰(zhàn)，AI的發(fā)展給它們帶來(lái)了新的機(jī)遇，最終能否規(guī)模部署關(guān)鍵取決于能否給客戶帶來(lái)真正的價(jià)值。