互联网和智能终端的快速应用使全球数据量爆发式增添 ,极大地推动了以高速路由器 ,超等盘算和存储为焦点的高性能超算中央(HPC)和数据中央市场的生长。有源光缆产品是这些焦点装备之间的主要互连方法之一, 来自CIR的有源光缆市场研究报告显示 ,其市场规模2012年抵达7.2亿美元 ,预计2017年这一数字翻一倍 ,抵达19亿美元 ,远景可观。

随着提供40G/100G端口的效劳器 ,交流机等装备在数据中央的逐步规模商用 ,关于高速光互连产品的需求也越来越多 ,目今海内器件厂商一直研发和立异光互连手艺 ,对高速集成并行光学?楹透咂敌藕磐暾允忠站傩猩钊朊魅泛脱芯。光互连产品的要害需求在于高速率 ,高密度 ,低本钱 ,低功耗。现在市场主流高速光互连产品包括10Gbps SFP+ AOC ,40Gbps QSFP+AOC ,56G QSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。

下图为CIR报告的光互连AOC的市场预计。

高速光互连手艺的显著优势和应用

数据中央/云盘算系统在更高带宽和更低功耗上的需求越来越迫切 ,AOC有源光缆是知足此需求的最优解决计划之一。AOC有源光缆与互联铜缆相比拥有许多显著的优势, 好比在辖档痛路上的传输功率更低 ,重量仅为直连铜缆四分之一 ,体积略为铜缆的一半 ,并且在机房布线系统中具有更好的空气流动散热性 ,光缆的弯折半径比铜缆做得更小 ,传输距离更远(可以抵达100~300米) ,且产品传输性能的误码率也更优 ,BER可以抵达10^-15。与光收发?橄啾, AOC有源光缆由于保存不过露的光接口 ,不保存光接口清洁和被污染的问题 ,系统稳固性和可靠性大大提升 ,并且降低机房维护本钱。

高速光互连产品40Gbps QSFP+ AOC 和120Gbps CXP AOC不再接纳古板可插拔收发器中TOSA/ROSA的结构设计 ,而使用高度集成的阵列光引擎焦点器件手艺。下图是40G QSFP+的示意图。   

在PCBA上接纳COB(Chip on Board)集成手艺,实现一体化模式——封装小 ,速率高 ,功耗低(QSFP+功耗低于1.5W ,CXP功耗低于2.5W)。在发射端 ,阵列光学引擎同时处置惩罚多个高速电通道, 将其转换为多路光信号, 再将这些光信号组合在一起, 通过一条12芯(24芯)MPO高密度光缆将这些信息传送到云盘算系统或数据中央机房的下一个节点。在吸收端 ,阵列光学引擎将MPO光缆内的光信号转换回电信号 ,将多路电信号传送至装备上处置惩罚. 这些产品完全适用infiniband互联应用场景 ,同时切合以太网IEEE 802.3ba.在数据中央和云盘算辖档挽域 ,阵列光学引擎手艺已经普遍应用于有源光缆产品——效劳器和交流机之间互联。

 

 

可是光学引擎手艺也面临很大的挑战 ,焦点的激光器被少数国际大厂商垄断 ,价钱不菲 ,且激光器的驱动和限幅放大芯片之间焊接手艺也影响着制效果率 ,制约着海内厂商大幅推广 ;谡庑┰倒试, 一体化集成的硅光子手艺是未来光互连手艺的生长趋势—将整个光学引擎整合在硅晶平台上 ,集成所有须要的功效 ,实现更低本钱 ,更简朴的制成工艺 ,建设起更高密度的光传输系统。

 

在数据中央机房中 ,提供种种高速光通讯端口的装备(效劳器 ,交流机和HBA等)之间需要通过线缆毗连在一起 ,配合运作。那么怎样解决恣意两种装备的互连呢?好比10G SFP+和40G QSFP+的装备。有源光缆QSFP+转4个SFP+AOC的光互连产品成为实现息争决QSFP+和SFP+装备互连的最佳计划。

 

QSFP+转4*SFP+高速有源光缆产品 ,一端是40Gbps的QSFP+接口 ,另一端是4个10Gbps SFP+接口 ,中央通过12芯的MPO高密度光缆毗连 ,然后凭证客户关于两头线缆长度的需求 ,在MPO线缆中央加入分支器 ,实现一起40G光信号分为四路10G信号。光缆一端接纳40G QSFP连讨论,切合SFF-8436要求;另一端接纳4路10G SFP+连讨论,切合SFF-8432要求, 是最经济简朴的实现交流机端口转换。 传输长度抵达1~100米的 ,关于分支器两头的光缆长度可以自由选择。同理 ,120G CXP转3个40G QSFP+的互连产品可以解决CXP和QSFP装备互连的问题 ,需要提出的是中央通过24芯的MPO高密度光缆扇出3条4芯的产品 ,完成完善转接。

下图为40G QSFP 转4个10G SFP+ 和 120G CXP转3个40G QSFP+的光互连产品

以下产品图示规范来自55世纪。

 

竣事语

光互连产品的显著优势使其成为数据中央集成商 ,装备商关注的重点 ,光互连产品大规模安排最先成为全球大数据 ,大密度 ,大容量数据中央和云盘算的配合生长趋势。

   55世纪已经大规模推进有源光缆SFP+AOC, QSFP+AOC,CXP AOC的整体解决计划。     

海内光互连还处于初级生长阶段 ,研发手艺和工艺的还不敷成熟 ,海内少少光器件厂商能够拥有一条完整的光互连产品线。55世纪是海内最早进入光互连产品商业化的公司 ,自2010年起 ,55世纪最先对光互连产品的基础手艺与工艺平台举行深入详尽的研究 ,通过三年的起劲 ,终于建成了一条半自动化的光互连产品线 ,用于多模40/100G光?楹陀性垂饫拢ˋOC)的生产。55世纪在2011年已经率先开发40GE QSFP+AOC? ,陆续小批量供应外洋市场 ,至2013年伊始已最先在海内规模布署10G和40G有源光缆 ,目今已经能小批量提供56G QSFP+AOC和120G CXP高集成 ,高密度 ,低功耗 ,低本钱产品。信托海内厂商将在未来的数据中央与云盘算舞台上逐步施展出更大的价值.