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

摘要:9月5日,在第21屆訊石研討會(iFOC 2023)上,阿里巴巴首席通信科學(xué)家、阿里云資深技術(shù)總監(jiān)謝崇進發(fā)表《CPO 和 LPO 的挑戰(zhàn)和機遇》的主題演講。

  ICC訊 9月4-5日,第21屆訊石研討會(iFOC 2023)吸引了來自近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話,共享光通信行業(yè)的前沿技術(shù)及市場信息。

  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)謝崇進在第21屆訊石研討會的主論壇《AI 浪潮下高速光互聯(lián)演進》上發(fā)表《CPO 和 LPO 的挑戰(zhàn)和機遇》的主題演講。

  謝崇進在演講中介紹,光互聯(lián)是用光波作為載體把信息從一點傳輸?shù)搅硪稽c。它的優(yōu)點是有更高的信息傳輸速率和更長的傳輸距離,缺點是成本、功耗、帶寬密度,在短距離尤為明顯。從過去光互聯(lián)技術(shù)的演進來看,交換芯片的容量幾乎每兩年翻一番,SerDes數(shù)為每四年翻一番。

  謝崇進闡述了光互聯(lián)面臨的三個問題:1.SerDes速率的增長帶來電信號完整性問題。從無CDR過渡到CDR再過渡到DSP。200G+SerDes對DSP的能力要求更高。成本、功耗和時延上升。2.單波光速率的增長帶來的光信號完整性問題。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,成本和功耗上升。3.交換芯片容量增長帶來的帶寬密度問題。交換芯片容量每兩年翻番,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散熱和信號完整性等問題。

  CPO實際上是用光來解決電的問題,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度;改善了電信道的性能如插入損耗、帶寬等;簡化甚至去掉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,電鏈路的性能沒有變化,電信道的損傷仍然需要補償;光模塊中的DSP功能移到主機上ASIC中,即交換機/網(wǎng)卡的SerDes具備很強的DSP功能。LPO會降低整體功耗、成本和時延,但不會提高帶寬密度。

  CPO存在的挑戰(zhàn)是技術(shù)負責(zé),要求可靠性高,運營中的可服務(wù)性差,成本優(yōu)勢也有待證明。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、更低時延、更低功耗,這些讓CPO迎來了機遇。

  LPO存在的挑戰(zhàn)是LPO模塊和主機ASIC性能強耦合,互聯(lián)互通可能是個大問題。如果交換機/網(wǎng)卡SerDes能力足夠強,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,實際中可能會很不一樣。并且原來的測試方法可能都不再適用,且目前缺乏新的測試方法和標(biāo)準(zhǔn)。

  隨后謝崇進為大家介紹了LPO交換機的系統(tǒng)測試。使用兩種交換機設(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。測試結(jié)果顯示對LPO專門優(yōu)化后,TDECQ和BER都有改善,所有測試端口FEC后無誤碼,TDECQ@TP2<4.4dB,滿足IEEE 802.3db標(biāo)準(zhǔn)。

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

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