Pengetahuan

Linear Pluggable Optics telah beralih daripada demo persidangan kepada penghantaran produk dengan lebih pantas daripada jangkaan kebanyakan orang. Dua-spesifikasi berbilang sumber kini diterbitkan, tukar platform daripada lebih daripada satu vendor menerima modul linear dan pembekal cip telah mengumumkan pemacu dan silikon TIA yang bertujuan untuk pautan linear 800G dan 1.6T. Apa yang adabukanberlaku ialah industri borong beralih daripada optik-berasaskan DSP.

Artikel ini adalah mengenai kuasa tahap-modul dan port-, kerana di situlah bukti sebenarnya. Apabila perbincangan bergerak ke atas beban rak, overhed penyejukan atau kos tenaga kemudahan, andaian dinyatakan secara eksplisit supaya anda boleh menggantikan anda sendiri. Jika anda cuba memutuskan sama ada LPO tergolong dalam binaan anda yang seterusnya, senarai semak keserasian dan bahagian pengehadan di bawah lebih penting daripada peratusan tajuk.

Apakah Optik Boleh Palam Linear?

Transceiver LPO ialah modul optik boleh pasang tanpa pemproses isyarat digital di dalamnya. Laluan data elektrik melalui modul adalah linear dan analog: hos memacu modul, modul memacu optik, dan isyarat yang diterima dikuatkan dan dihantar kembali kepada hos tanpa dipulihkan secara digital di sepanjang jalan.

Segala-galanya tentang modul kekal dikenali. LPO menggunakan faktor bentuk boleh pasang konvensional - QSFP112, QSFP-DD dan OSFP antaranya - dengan sangkar, penyambung dan ketumpatan panel-depan yang sama dan modul kekal panas-boleh ditukar dan medan-boleh diservis. Jika anda sudah fahambagaimana modul transceiver optik standard dibina, modul LPO ialah seni bina yang sama dengan satu cip besar dikeluarkan dan litar analog di sekeliling dibuat dengan lebih berkemampuan.

Istilah "linear" merujuk kepada laluan isyarat, bukan kepada bentuk fizikal. Perbezaan itu penting, kerana laluan elektrik - bukan penyambung - yang menentukan sama ada modul tertentu akan berfungsi dalam port suis tertentu.

Cara LPO Mengeluarkan DSP Optik - dan Perkara yang Tertinggal

Dalam transceiver boleh pasang konvensional, modul membawa laser dan optik, fotonik mati dengan modulator dan fotodetektor, IC elektrik yang mengandungi pemacu modulator dan penguat transimpedans (TIA), dan DSP yang melakukan penyamaan pada kedua-dua laluan penghantaran dan penerimaan. Suis ASIC membekalkan SerDes pada antara muka elektrik.

LPO mengalih keluar DSP dan jam-dan-data-fungsi pemulihan daripada tindanan itu. Kerja penjanaan semula dan penyamaan yang mereka lakukan tidak hilang - ia diedarkan semula. Sebagai Persatuan Pembungkusan Elektronik IEEEgambaran keseluruhan teknikal optik boleh pasang linearmenerangkannya, fungsi tersebut dibahagikan antara suis ASIC, IC pemacu dan TIA{0}}lineariti tinggi.

Dua pembetulan kepada tuntutan yang beredar secara meluas. Pertama, adalah tidak tepat untuk mengatakan bahawa "semua pemprosesan isyarat bergerak ke hos." Modul ini masih mengandungi pemacu linear, TIA-lineariti tinggi dan pelaziman analog seperti-penyamaan linear masa berterusan. Perkara yang beralih kepada hos ialah kerja digital: berhenti, pembetulan ralat ke hadapan dan penukaran data yang berkaitan. Kedua, modul mengekalkan kerumitan reka bentuk analog sebenar - boleh dikatakan lebih daripada modul DSP, kerana tiada jaring keselamatan digital hiliran untuk membersihkan isyarat marginal.

Akibat praktikal ialah pautan LPO ialah sistem kejuruteraan bersama yang merangkumi hos, saluran papan, penyambung dan modul. Modul DSP bertolak ansur dengan pelbagai keadaan hos kerana ia-mendapatkan semula isyarat secara dalaman. Modul linear tidak.

LPO lwn. DSP-Berasaskan, LRO dan Optik MSM

LPO ialah satu daripada sekurang-kurangnya empat pendekatan kepada masalah yang sama. Membandingkannya pada satu paksi - kuasa - menghasilkan kedudukan yang mengelirukan, jadi jadual di bawah merangkumi dimensi yang cenderung untuk menentukan penggunaan sebenar.

Lajur LRO patut mendapat perhatian daripada sesiapa yang merancang pada 200G setiap lorong. Gambaran keseluruhan IEEE menyatakan bahawa pelaksanaan awal 1.6T LPO telah dilaporkan melebihi 30W, yang menimbulkan masalah haba sendiri dan LRO - yang memperkenalkan semula-DSP sisi hantaran untuk dipegang kepada keperluan integriti isyarat IEEE 802.3 - dijangka menjadi pilihan yang lebih praktikal pada kadar itu- Vendor yang menunjukkan LPO 1.6T secara amnya telah menunjukkan LRO bersamanya.

Berapa Banyak Kuasa Sebenarnya Boleh Dijimatkan oleh LPO?

Kelompok angka yang diterbitkan dalam julat yang konsisten, tetapi setiap satu daripadanya adalah bersyarat pada jenis modul, jangkauan, kadar dan reka bentuk terma. Anggap yang berikut sebagai julat, bukan spesifikasi:

• Pemamgam berasaskan DSP 800G-biasanya disebut dalam jalur 14–18W, dengan 800G DR8 antara jenis yang paling banyak digunakan dalam kelompok AI. Modul capaian 800G yang koheren dan dilanjutkan-menarik lebih banyak lagi.
• Modul LPO 800Gdaripada vendor yang menerbitkan angka biasanya mendarat sekitar 7–8.5W. TE Connectivity, sebagai contoh, menunjukkan transceiver OSFP-XD LPO pada OFC 2025 dinilai pada 8.5W.
• Modul yang terhasil-penjimatan tahapoleh itu adalah kira-kira 40–50% terhadap bahagian DSP yang setanding pada kadar dan jangkauan yang sama.

DSP ialah pengguna kuasa tunggal terbesar di dalam modul konvensional, itulah sebabnya mengalihkannya menghasilkan penjimatan magnitud ini. Tuntutan yang memberikannya bahagian tepat kuasa modul - 50%, 60% - harus dilayan dengan berhati-hati melainkan sumber itu menerbitkan pecahan tahap-komponen untuk modul yang dinamakan.

Kependaman juga bertambah baik, dan untuk beban kerja latihan teragih yang mungkin sama pentingnya dengan watt. Mengalih keluar penandaan dan dalam-modul FEC menghilangkan beberapa nanosaat setiap lompatan. Merentasi operasi kolektif kerja latihan yang besar, setiap-kompaun latensi lompatan.

Satu kaveat pada modul-nombor tahap itu sendiri: ia adalah perbandingan antara dua modul di bawah set syarat yang dinyatakan, bukan ukuran rak anda. Sesiapa sahaja yang memetik peratusan tunggal tanpa menamakan modul garis dasar, capaian, kadar dan suhu operasi sedang memetik angka pemasaran.

Daripada Watt Modul kepada Tenaga Kemudahan

Penjimatan modul menjadi penjimatan kemudahan hanya melalui rantaian pendaraban, dan rantai kehilangan magnitud pada setiap langkah. Berikut ialah rantaian yang dibuat secara eksplisit, dengan andaian yang boleh anda gantikan.

Andaian:suis daun 800G 32-port terisi penuh; Garis dasar DSP 16W setiap modul; LPO pada 8.5W setiap modul; 40 suis sedemikian dalam pod; operasi berterusan pada 8,760 jam setahun; kemudahan PUE sebanyak 1.3; elektrik pada $0.10/kWj.

1. Setiap suis.Optik menarik 512W dengan modul DSP berbanding 272W dengan LPO - penjimatan 240W, atau kira-kira 47% daripada kuasa optik dalam casis itu.
2. Setiap pod.Merentasi 40 suis, iaitu kira-kira 9.6 kW beban IT dikeluarkan.
3. Tenaga IT tahunan.9.6 kW dalam setahun adalah lebih kurang 84 MWj.
4. Tenaga kemudahan tahunan.Menggunakan PUE 1.3 untuk mengambil kira penyejukan dan overhed pengagihan memberikan kira-kira 109 MWj.
5. Kos tahunan.Pada $0.10/kWj, kira-kira $10,900 setahun untuk pod ini.

Kini bahagian yang didakwa tajuk cenderung dilangkau. Dalam kemudahan pengeluaran 10 MW, jumlah penggunaan tahunan adalah pada urutan 87,600 MWj. 109 MWj yang disimpan di atas adalah kira-kira 0.1% daripada itu. Transceiver optik ialah bahagian kuasa rangkaian yang bermakna dan masalah haba sebenar di dalam casis padat, tetapi dalam kemudahan AI yang didominasi GPU-merupakan sebahagian kecil daripada jumlah beban - pemecut, memori, storan, kehilangan penukaran kuasa dan loji mekanikal mendominasi. Pemotongan 45% dalam kuasa optik bukanlah pemotongan 45% dalam bil elektrik, dan tiada model jujur ​​yang menghasilkannya.

Tempat LPO mendapat tempatnya adalah lebih khusus daripada peratusan daripada invois: ia membeli ruang kepala terma di dalam casis dan rak, yang selalunya menjadi kekangan mengikat apabila menaik taraf platform yang direka bentuk sekitar-optik 400G berkuasa rendah kepada 800G. Untuk konteks pada skala masalah asas, Lawrence Berkeley National Laboratory'sLaporan Penggunaan Tenaga Pusat Data Amerika Syarikat 2024mendapati bahawa pusat data AS menggunakan 176 TWj dalam 2023 - kira-kira 4.4% daripada elektrik negara - dan mengunjurkan 325 hingga 580 TWj menjelang 2028.

Di mana Penyeragaman LPO Sebenarnya Berdiri

Gambar spesifikasi lebih maju daripada sebelumnya, dan lebih spesifik daripada "standard dimuktamadkan tahun ini."

• Mac 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA menerbitkannya100 Gb/s setiap lorong{1}}spesifikasi mod tunggal, meliputi pautan mod tunggal-selari 100G, 200G, 400G dan 800G dan disahkan oleh ujian kesalingoperasian ahli pada acara Februari 2025.
• September 2025 - 400G-FR4-LPO.Di ECOC, MSA mengeluarkan400G-Spesifikasi FR4-LPO, menambah empat-pilihan WDM panjang gelombang yang menyokong jangkauan sekurang-kurangnya 500 m pada pasangan gentian.
• 200G setiap lorong.Kerja diteruskan dengan OIF dan IEEE ke arah pelaksanaan linear pada kadar seterusnya. Ini tidak lengkap dan kesukaran teknikalnya ialah - keserasian hos SerDes sebenar pada 200G setiap lorong adalah lebih sukar daripada pada 100G.

Kedua-dua spesifikasi dibina pada IEEE 802.3 dan OIF berfungsi dan mentakrifkan keperluan kesalingoperasian tahap komponen, modul dan sistem{1}}merentas antara muka elektrik dan optik. Silikon juga tersedia: Marvell, lebih dikenali untuk DSP, telah mengumumkan a200G-setiap-jalur TIA dan set cip pemacu laserbertujuan untuk pautan linear 800G dan 1.6T.

Spesifikasi, silikon dan produk perkapalan adalah tiga daripada lima perkara yang membentuk "arus perdana." Baki dua - penggunaan pengeluaran berbilang{2}}penjual dan majoriti bahagian pasaran - belum tiba. Penilaian Cignal AI berikutan OFC 2025 ialah LPO 100G-setiap-lorong pada 800G lewat ke pasaran dan berkemungkinan hanya menangkap sebahagian kecil pluggable untuk jangka masa panjang, sebahagian besarnya kerana begitu banyak infrastruktur pusat data sedia ada direka berdasarkan keserasian DSP. Sementara itu, LightCounting telah meramalkan bahawa gabungan pasaran LPO dan MSM untuk rangkaian skala kelompok AI-mengeluarkan dan meningkatkan-secara kasar akan berganda daripada $5 bilion pada 2024 kepada lebih $10 bilion pada 2026. Kedua-dua pandangan itu tidak bercanggah: pertumbuhan pesat daripada pangkalan yang kecil masih merupakan asas yang kecil. Untuk bacaan yang lebih luas tentang teknologi modul yang dihantar berbanding menunjukkan, lihat ringkasan kamiapa yang sebenar dan apa yang seterusnya di OFC 2026.

Keserasian Hos dan Suis: Perkara yang Perlu Diperiksa Sebelum Anda Membeli

Tuntutan paling mengelirukan dalam edaran tentang LPO ialah faktor bentuk yang sama bermakna penurunan-keserasian dengan suis sedia ada. Sangkar menerima modul; itu tidak mengatakan apa-apa tentang sama ada pautan akan ditutup.

Sesetengah platform benar-benar menyokong modul linear tanpa pengubahsuaian perkakasan - Broadcom-suis Juniper QFX adalah kes yang didokumenkan dan Arista telah menunjukkan keserasian Broadcom TH5 dalam tempoh yang panjang. Tetapi sokongan adalah hak milik platform tertentu, bukan faktor bentuk boleh pasang. Sebelum membuat komitmen, lakukan perkara berikut dengan suis dan vendor NIC anda:

• Keupayaan SerDes hos.Adakah SerDes ASIC menyediakan penyamaan hantaran dan menerima penyamaan yang diperlukan untuk menutup pautan linear tanpa-pemanjangan modul?
• Anggaran kehilangan saluran elektrik.Apakah kehilangan sisipan daripada ASIC ke sangkar pada papan khusus ini, dan adakah ia termasuk dalam had spesifikasi?
• pengendalian FEC.Sahkan skim FEC yang digunakan, tempat ia dijalankan dan ia didayakan hujung ke hujung merentas pautan.
• Versi spesifikasi.Spesifikasi LPO MSA manakah yang modul menuntut pematuhan kepada - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO - dan adakah hos layak menentang yang sama?
• Model penalaan.Adakah platform menala pautan secara automatik, atau adakah ia memerlukan pelarasan setiap-port? Tanya apa yang berlaku apabila modul ditukar dalam medan.
• Bukti kebolehoperasian.Minta keputusan untuk modul ini terhadap hos ini - bukan tuntutan kesalingoperasian generik, dan bukan hasil daripada penjanaan suis yang berbeza.
• Jangkauan dan tumbuhan gentian.Sahkan jangkauan yang ditentukan terhadap larian kabel sebenar anda, kiraan penyambung dan belanjawan kerugian. Pilihan kabel berstruktur sepertiMPO 16 gentian untuk pautan 800Gmenjejaskan margin optik yang perlu digunakan oleh modul.
• Sampul surat haba.Sahkan suhu kotak terkadar modul terhadap aliran udara yang tersedia dalam casis anda pada ketumpatan port yang anda inginkan.
• Sempadan sokongan.Tetapkan secara bertulis siapa yang memiliki pautan apabila masalah-BER kecil melepasi sempadan hos/modul.

• 

Had dan Risiko Operasi

Penilaian seimbang LPO secara konsisten menamakan urus niaga-yang sama, dan tiada satu pun daripada mereka adalah pemecah urus niaga - tetapi semuanya adalah kerja.

• Jangkauan lebih pendek.Tanpa dalam-modul DSP, pautan BER lebih tinggi, yang mengekang jarak. Spesifikasi LPO yang diterbitkan menyasarkan jangkauan dekat; ini ialah teknologi intra-rak dan intra-pendek, bukan kampus atau DCI.
• Margin pautan nipis.Modul DSP menyerap saluran yang terdegradasi. Modul linear memaparkannya. Penyambung kotor, kord tampalan marginal dan-kehilangan saluran-spesifikasi kelihatan sebagai ralat dan bukannya diperbetulkan secara senyap.
• Penyelesaian masalah yang lebih sukar.Pengasingan ralat kini merangkumi hos, saluran papan dan modul. Pasukan yang terbiasa menukar modul untuk menghapuskan kesalahan pautan memerlukan prosedur baharu.
• 200G-setiap-kesukaran lorong.Kerumitan SerDes yang ditambah menjadikan keserasian pada 200G setiap lorong jauh lebih sukar untuk dicapai berbanding 100G, dan pelaksanaan awal LPO 1.6T telah dilaporkan melebihi 30W - yang mengurangkan hujah kuasa pada kadar yang paling berharga.
• Kos kelayakan.Saling kendali berbilang-vendor memerlukan ujian yang disengajakan dan bukannya diandaikan. Bajet masa makmal.
• Data kebolehpercayaan.Komponen yang lebih sedikit di dalam pakej ialah asas teori yang munasabah untuk menjangkakan kebolehpercayaan modul yang lebih baik, tetapi ia adalah hipotesis, bukan statistik-kegagalan medan. Tanya mana-mana pembekal yang menuntut kadar kegagalan yang lebih baik untuk saiz populasi, tempoh pemerhatian dan garis dasar perbandingan.

Di mana LPO Memasukkan - dan Di Mana Ia Tidak

Calon yang baik

• Pautan intra-rak dan intra-pendek dalam kumpulan latihan dan inferens AI, pada 100G setiap lorong, pada platform dengan sokongan LPO-yang disahkan oleh vendor.
• Penggunaan di mana ruang kepala terma casis atau rak - bukan bil elektrik - ialah kekangan yang sebenarnya menghalang peningkatan.
• Kependaman-fabrik sensitif yang mengalih keluar kelewatan penamatan setiap-hop mempunyai nilai beban kerja yang boleh diukur.
• Greenfield membina di mana platform hos, modul dan kabel boleh layak bersama sebelum komitmen.

Calon miskin

• Sebarang jangkauan melebihi spesifikasi dan belanjawan kerugian anda menyokong.
• Estet brownfield heterogen di mana modul dijangka berfungsi merentasi beberapa generasi suis daripada vendor berbeza.
• Sangat pendek dalam-sambungan rak di manapasang langsung pemasangan tembagaatau kuprum aktif akan menjadi lebih mudah dan lebih murah. Soalan yang berkaitan selalunya bukan "LPO atau DSP" tetapi sama ada pautan memerlukan optik sama sekali - perbandingan kamitembaga dan gentian dalam pusat data AImeliputi tempat masing-masing rosak.
• Pautan 1.6T hari ini, dengan LRO secara amnya merupakan jawapan-istilah yang lebih praktikal.
• Persekitaran tanpa kapasiti makmal untuk melayakkan pautan, atau tanpa pasukan operasi yang bersedia untuk memiliki -to{1}}penalaan pautan tamat.

Soalan Lazim

Adakah LPO mengurangkan bil elektrik pusat data sebanyak 40%?

Tidak. Kira-kira 40–50% ialah penjimatan tahap-modul berbanding modul DSP yang setanding pada kadar dan jangkauan yang sama. Kos elektrik kemudahan termasuk pemecut, CPU, memori, storan, suis ASIC, kehilangan penukaran kuasa dan loji mekanikal. Dalam kemudahan AI, optik ialah bahagian kecil daripada jumlah itu, jadi kesan tahap kemudahan-adalah pecahan peratus dalam kebanyakan model - lihat contoh yang dikerjakan di atas.

Bolehkah modul LPO masuk ke suis sedia ada saya?

Sangkar akan menerima mereka. Sama ada pautan ditutup bergantung pada ASIC hos, keupayaan SerDesnya, kehilangan saluran lembaga, konfigurasi FEC dan sokongan pengurusan. Sesetengah platform menyokong LPO tanpa pengubahsuaian perkakasan; ramai yang tidak. Anggap keserasian sebagai satu-soalan platform untuk disahkan dengan vendor anda.

Sejauh manakah pautan LPO boleh sampai?

Spesifikasi LPO MSA yang diterbitkan menyasarkan jangkauan dekat, dengan 400G-FR4-LPO menyokong sekurang-kurangnya 500 m dalam satu-pasang gentian mod. Jarak boleh guna sebenar di loji anda bergantung pada kiraan penyambung dan jumlah anggaran kerugian. LPO bukanlah teknologi jangka panjang atau koheren.

Adakah LPO lebih baik daripada MSM?

Mereka mengoptimumkan untuk perkara yang berbeza. CPO menyepadukan optik dengan pakej suis dan boleh mencapai kuasa yang lebih rendah bagi setiap port, tetapi mengubah model domain kebolehservisan, penjimatan dan kegagalan-. LPO mengekalkan model operasi boleh pasang dan membawa risiko penyepaduan yang lebih rendah, pada manfaat kuasa yang lebih kecil. Jawapan jujur ​​bergantung pada pelaksanaan MSM dan LPO tertentu, kadar dan tempat anda melukis sempadan sistem apabila membandingkan.

Apakah perbezaan antara LPO dan LRO?

LRO mengalih keluar DSP hanya dari laluan terima, memastikan ia tetap pada penghantaran supaya pemancar kekal mematuhi keperluan integriti isyarat IEEE 802.3. Itu melepaskan sedikit penjimatan kuasa sebagai pertukaran untuk BER pautan yang lebih rendah, jangkauan yang lebih panjang dan kesalingoperasian yang lebih mudah. Pada 200G setiap lorong, LRO secara meluas dijangka menjadi pilihan hampir-yang lebih praktikal.

Adakah LPO cukup dipercayai untuk pengeluaran?

Spesifikasi, ujian kebolehoperasian dan produk penghantaran semuanya wujud, dan beberapa platform menyokong LPO dalam pengeluaran. Perkara yang belum wujud secara terbuka ialah data kebolehpercayaan medan-berskala besar, berbilang-tahun, berbilang-vendor. Layak pada platform anda sendiri dan bukannya bergantung pada tuntutan umum.

Bilakah LPO akan menjadi lalai untuk -pautan capaian pendek?

Itu adalah ramalan, bukan fakta, dan peramal tidak bersetuju. LightCounting mengunjurkan pertumbuhan kukuh untuk gabungan segmen LPO dan MSM dalam rangkaian AI. Cignal AI menjangkakan 800G LPO untuk menangkap hanya sebahagian kecil daripada pluggable jangka panjang, kerana infrastruktur sedia ada direka bentuk mengikut keserasian DSP. Rancang mengikut pelan hala tuju platform anda sendiri dan bukannya menentang mana-mana ramalan.

Ringkasan

LPO ialah teknologi sebenar dengan manfaat tahap-modul yang didokumentasikan dengan baik-sebenar dan: kira-kira 40–50% kuasa lebih rendah daripada modul DSP yang setanding, ditambah beberapa nanosaat kurang kependaman setiap lompatan, dalam pakej boleh pasang yang pasukan operasi anda sudah tahu cara mengendalikannya. Dua spesifikasi berbilang-sumber diterbitkan, silikon tersedia dan platform suis khusus menyokongnya hari ini.

Ia juga merupakan teknologi yang memindahkan kerja daripada modul kepada penyepadu sistem. Pautan kini bergantung pada keupayaan SerDes hos, kehilangan saluran dan penalaan hujung-ke-akhir, jangkauan dikekang, jidar lebih nipis dan pelaksanaan 200G-setiap-lorong belum lagi berada di tempat 100G-setiap-lorong. Cara yang betul untuk menilai adalah mengikut platform dan setiap kelas pautan - bukan sebagai keputusan-estet, dan bukan berdasarkan peratusan tunggal. Jika anda sedang bekerja melalui bahagian pengkabelan dan intersambung keputusan itu, kamipenyelesaian sambungan pusat datameliputi loji gentian dan pilihan pengkabelan berstruktur yang menentukan jumlah margin optik yang perlu dikendalikan oleh mana-mana modul - linear atau sebaliknya -.