iFOC 2023回顾 | 阿里云资深技术总监谢崇进：CPO 和 LPO 的挑战和机遇

  ICC讯 9月4-5日，第21届讯石研讨会(iFOC 2023)吸引了来自近700家企业的1000多位嘉宾出席，聆听行业专家学者及技术骨干的干货分享及巅峰对话，共享光通信行业的前沿技术及市场信息。

  9月5日，阿里巴巴首席通信科学家、阿里云资深技术总监谢崇进在第21届讯石研讨会的主论坛《AI 浪潮下高速光互联演进》上发表《CPO 和 LPO 的挑战和机遇》的主题演讲。

  谢崇进在演讲中介绍，光互联是用光波作为载体把信息从一点传输到另一点。它的优点是有更高的信息传输速率和更长的传输距离，缺点是成本、功耗、带宽密度，在短距离尤为明显。从过去光互联技术的演进来看，交换芯片的容量几乎每两年翻一番，SerDes数为每四年翻一番。

  谢崇进阐述了光互联面临的三个问题：1.SerDes速率的增长带来电信号完整性问题。从无CDR过渡到CDR再过渡到DSP。200G+SerDes对DSP的能力要求更高。成本、功耗和时延上升。2.单波光速率的增长带来的光信号完整性问题。由多模(VCSEL+MMF)到单模，直接调制(DML)到外部调制(EML、SiPh、TFLN)到相干检测，成本和功耗上升。3.交换芯片容量增长带来的带宽密度问题。交换芯片容量每两年翻番，SerDes速率和SerDes数量的提高，需要相应提高光模块的带宽密度。光模块带宽密度的提高带来散热和信号完整性等问题。

  CPO实际上是用光来解决电的问题,CPO把光模块和ASIC(如交换芯片)封装在一起：用光链路替代大部分电链路，大大缩短了电信道的长度;改善了电信道的性能如插入损耗、带宽等;简化甚至去掉DSP和Equalizer等从而降低功耗和成本;CPO可以提高带宽密度。

  LPO仍然是可插拔的形式，电链路的性能没有变化，电信道的损伤仍然需要补偿;光模块中的DSP功能移到主机上ASIC中，即交换机/网卡的SerDes具备很强的DSP功能。LPO会降低整体功耗、成本和时延，但不会提高带宽密度。

  CPO存在的挑战是技术负责，要求可靠性高，运营中的可服务性差，成本优势也有待证明。其最大的挑战是现有成熟的可插拔模块生态，对现有供应生态的改变，可插拔技术上仍然可行。随着AI Networks的兴起，要求更高带宽密度、更低时延、更低功耗，这些让CPO迎来了机遇。

  LPO存在的挑战是LPO模块和主机ASIC性能强耦合，互联互通可能是个大问题。如果交换机/网卡SerDes能力足够强，TP2看到的性能Linear模块和DSP模块应该能一样，因实际能力限制，实际中可能会很不一样。并且原来的测试方法可能都不再适用，且目前缺乏新的测试方法和标准。

  随后谢崇进为大家介绍了LPO交换机的系统测试。使用两种交换机设置，第一种设置为DSP模块优化，满足VSR规范，第二种设置为400G SR4 LPO模块优化，参数根据TP5处的BER优化。测试结果显示对LPO专门优化后，TDECQ和BER都有改善，所有测试端口FEC后无误码，TDECQ@TP2<4.4dB，满足IEEE 802.3db标准。

  最后谢崇进总结，CPO和LPO要规模应用都有各自的挑战，AI的发展给它们带来了新的机遇，最终能否规模部署关键取决于能否给客户带来真正的价值。