iFOC 2023回顾 | 锐捷网络刘敬伟：面向CPO/NPO系统的可插拔光源模块探讨

  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4日，锐捷网络网络光架构工程师刘敬伟在第21届讯石研讨会的专题一《数据中心光互联演进》论坛发表主题为《面向CPO/NPO系统的可插拔光源模块探讨》的精彩演讲。随着算力和数据需求的爆发式增长，传统可插拔光模块技术的演进难以支撑高算力背景下的可持续发展，因此需要更为先进的CPO技术。在当前CPO技术部署中，为了提升可靠性，OIF组织定义了外置可插拔光源模块(ELSFP)。该演讲在当前直通ELSFP标准上，提出了一种新型的直通ELSFP模块，该模块可以集成MUX/DeMUX，解决了当前CPO光引擎不能重新配置DR/FR光源模块的难题，增强了CPO系统的灵活性。

  高功耗和高成本驱动 CPO技术出现，刘敬伟在演讲中介绍了CPO系统组成架构。当前CPO/NPO系统中针对外置光源模块做标准定义的主要有三个标准组织，一个是OIF(光互联论坛)定义的ELSFP(External Laser Small Form Factor Pluggable)标准;一个就是IPEC(国际光电委员会)定义的PELS(PluggableExternal Laser Source)标准;另外还有一个是CCITA(中国计算机互连技术联盟)定义的ELS(External Light Source)。

  在OIF的外置光源标准中，已经推出了直通ELSFP的定义，除了作为外置光源模块为CPO系统提供光源外，还在模块前端(模块拉环一侧)增加了一个光纤连接器，可以直接将CPO系统中光引擎模块的TX和RX信号引出到前端，作为光纤通道使用。减少了系统前面板上的TX和RX光连接器，符合可插拔光模块的使用习惯。

  当前， 直通外置光源模块仍存在一些问题，如保偏光纤和单模光纤集成在一起的良率低，几乎无法商用;DR4和FR4应用由光引擎决定，CPO光引擎无法实现colorless，配置方式不灵活。

  在数据中心架构中，CPO系统逐渐下沉，到第三阶段，Leaf层存在上行使用FR应用、下行使用DR应用。

  在演讲中，刘敬伟分析了直通ELSFP模块的发展趋势预测， 以OIF标准的直通外置光源模块进行展示和说明。其提到：为了解决CPO/NPO系统配置不灵活的特性，结合当前可插拔光源模块标准化进程，对ELSFP标准进行了补充，提出了一种新型的直通ELSFP。将保偏光纤和单模光纤分开，有助于降低光纤连接器的加工难度;保留现有的直通ELSFP的定义，增加一种FR的直通ELSFP模块类型，将原本放置于3.2T光引擎(FR应用)中的MUX/DeMUX器件，放置到直通ELSFP中，降低3.2T光引擎(FR)模块的设计加工难度;这种新型ELSFP可以通过“colorless”DR4光引擎实现FR4或其他多通道WDM“colored”系统(如LWDM、nLDWM)部署。该配置由直通ELSFP模块类型决定，可在现场重新配置。新型直通ELSFP中激光器数量降低一半，单个模块的功耗降低，有利于系统散热(由两个ELSFP模块为一个3.2T光引擎提供光源)。

  据其介绍，CPO交换机可以拥有和传统可插拔交换机同样的特性，如端口不需要在生产时预配置，可在现场配置;直通ELSFP模块来决定应用场景(DR/FR);前面板的端口可以重新进行配置;最小库存单位是直通ELSFP。

  在演讲的最后，刘敬伟总结道：新型直通ELSFP模块使基于CPO的交换机部署更加灵活，CPO交换机不需要预配置，光源模块可以在现场重新配置。集成Mux和Demux的直通ELSFP可以简化光引擎设计(移除Mux和Demux)，Colorless光引擎可以同时支持DR和类似FR的彩光配置模式。直通ELSFP与CPO引擎速率无关，可以在不同SERDES速率(100G/lane, 200G/lane, …)下重复用于CPO引擎。直通ELSFP具有与可插拔光模块相似的优点(即插即用，不受限于面板的固定光接口配置)。这种外置光源模块可以应用于任何光电集成系统，包括但不限于数据中心CPO/NPO交换机、PCIe光互连、OpticalI/O等。