随着AI、云计算和高性能计算(HPC)等领域的快速发展,数据中心对计算和交换能力的需求呈指数级增长,这带来了功耗、带宽、延迟和可靠性等多重技术限制与挑战。而精准应对这些挑战的其中一个解决方案就是CPO技术,其通过将交换芯片(ASIC)和光引擎(OE)在同一高速主板上协同封装,缩短了PCB的电路长度,从而降低了功耗、延迟和信号串扰。这种紧密集成还支持通道达到100Gb、200Gb甚至是400Gb速率,并具备超高密度特性。据Yole预测,到2033年全球CPO市场规模将达26亿美元,AI算力爆发正加速这一技术量产渗透。
在CPO架构中,由于O/E与ASIC的高度集成,光信号需要从OE路由至交换机面板端,这一过程面临多重挑战:
1. 超高密度光纤:单个ASIC的数据流量需支持多达1024根光纤。2. 有限空间限制:交换机内部空间有限,光纤需与电源模块(PSU)、散热系统(风扇、液冷等)、数据平面(ASIC)、O/E、控制平面(CPU)、管理接口及连接器共享空间。3. 实现跨连接需求:外部激光源(ELS)需要通过保偏光纤(PMF)进行连接,为提升稳定性和可维护性,ELS已与O/E分离。这些线缆需在交换机狭小的空间内实现整齐排列并紧密布(即弯曲半径极小)。
在此背景下,作为Fiber Shuffle技术体系中的核心解决方案之一的光纤柔性板,以超高密度集成与空间占用量极小的特性,在光引擎到端面的连接方式中起到了关键的信号分配和处理作用。
Shuffle
在CPO互联中的必要性
O/E上的光纤通道分组与标准MPO或LCD连接器不同,需要在离开O/E和到达前面板连接器之间进行重新组织。此外,光纤还需要混合连接,其中数据信号从O/E输出,而外部激光源(ELS)的保偏光纤(PMF)则向O/E提供稳定的激光光源。通过将光缆按引擎分隔,可确保每个O/E独立运行,从而提高交换机的可靠性。光纤柔性板能够以<0.1毫米的精度,在复杂路径和弯曲中排布200µm、250µm、600µm或900µm的光纤,以可靠且可重复的方式确保每个连接均发挥最佳性能。
CPO场景下
Shuffle的核心优势
1. 智能化线缆管理
通过智能自动化光纤映射与布线,可显著降低微弯和宏弯对光纤的影响,从而改善插入损耗(IL)和回波损耗(RL)等光学特性。路由管理可确保不同光纤路径之间的间距控制在指定范围以内,从而促进输出信号的相似性。此外,光纤柔性板可以重复以相同的方式生产,确保这些特性在每个光纤柔性板中保持一致,从而实现可预测且高质量的光学性能。
2. 超高密度与复杂布线
凭借优于0.1毫米的布线精度,光纤可在柔性基板上实现紧密布线,使其高度小于1mm,这使得能够安装多层高密度光纤映射,在最小空间内实现端口数量最大化。在此场景中,AI 也可以用于确保即使是最复杂的路由场景也能得到正确引导,实现Shuffle的逐次精准配置。
3. 便捷安装与维护
在模块化盒中使用光纤柔性板,可实现与每个OE的独立连接,同时保持不同扇出线路的长度一致性,即使各链路存在不同布线路径和超长余量。光纤柔性板的低高度设计允许将各扇出线路的多余线缆存储在盒内。这种隔离设计使单个光引擎可独立运行,简化了安装流程并优化了库存管理,最终减少停机时间和运营成本。光纤柔性板支持按照指定一致的插入损耗(IL)和回波损耗(RL)目标值要求进行组装和测试,从而提升质量控制水平。
新品发布
爱德泰光纤柔性板Shuffle
作为领先的光连接方案提供商,爱德泰紧跟市场趋势,正式推出基于PI聚酰亚胺柔性板的高密度光纤管理解决方案——光纤柔性板 。爱德泰Shuffle采用集成式连接方式在阻燃基板上实现了光交叉互联,为紧凑空间提供创新性布线解决方案。Shuffle的面世,深度贴合CPO封装、高密度数据中心、OXC等新兴应用场景的实际需求。爱德泰柔性光路板具备以下六大核心优势:
01灵活薄膜结构
采用灵活薄膜基板设计,支持任何自定义光纤路由线路,能够精准满足高密度布线需求。通过预端接、工厂测试并可随时安装,能够显著减少部署时间和现场维护操作。
02可个性化定制
爱德泰可根据用户实际需求灵活调整光纤链路路由和光纤数量,提供基板尺寸、形状、光纤线序、连接器、定位孔等从路由设计到基底裁剪的全定制服务,确保解决方案和封装模块之间的完美匹配,从而保证最佳的系统集成。
03高效量产
依托成熟的精密制造与自动化布纤工艺,支持大批量、高一致性的产品交付,满足数据中心规模化部署的时效性和质量要求,确保高要求项目的可靠供应。
04堆叠多层设计
爱德泰Shuffle堆叠多层设计,一块柔性背板即可实现上千数量的光纤交叉互联,优化空间并增强密集设备中的气流,具备简化光纤布线管理、柔性抗震动等优点,特别适用于需要处理数百到数千根光纤的类似CPO交换机内部有限空间的高密度场景。
05支持多种选项
支持LC、MT、MMC、MDC、MPO、SN、SN-MT 等高密度连接器,适应多样化应用,支持OXC、AIDC、CPO、EDA、航空电子和国防应用等众多应用场景。用户无需手工跳纤,只需关注上下行接口,即插即用,提高安装效率的同时降低了运维成本。
06低损耗和高可靠性
降低系统复杂度和连接损耗,提高信号传输效率,同时经过严格机械完整性试验和环境耐久性试验,确保产品高可靠性和长期性能。
随着AI算力持续爆发与数据中心高密度进程加速,Serdes传输速率提升,CPO技术也正加速迭代。CPO技术的普及,不仅是算力革命的必然选择,更将重塑数据中心的光互连架构。爱德泰将持续深耕CPO光纤互联领域,为全球客户提供高适配、高可靠的解决方案,助力构建更高效、更可靠、更绿色的下一代光互连网络。