7/16/2021，光纖在線訊，CFCF2021上，OIF 物理層CPO 工作組副主席，Ranovus CTO辦公室的Jeff Hutchins先生應(yīng)邀做“光電合封標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展，”主題演講，以下為文字紀(jì)錄。

Hutchins先生首先對OIF加以介紹。創(chuàng)立于1998年的光互聯(lián)論壇OIF代表了來自整個光通信生態(tài)系統(tǒng)的100多家公司，其目標(biāo)是整合行業(yè)的力量致力于戰(zhàn)勝基于光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)交換和路由產(chǎn)品互聯(lián)互通的挑戰(zhàn)，同時優(yōu)化性能，降低成本。OIF的成員包括了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商，器件和系統(tǒng)廠商，以及測試和軟件公司。截至目前，OIF已經(jīng)產(chǎn)生了眾多的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（IA），覆蓋光接口，電接口，網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，管理接口等。OIF的組織包括了技術(shù)委員會和市場推廣和教育委員會兩部分。這次講座就屬于市場推廣和教育委員會的工作。技術(shù)委員會那邊包括了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商工作組，物理層用戶工作組，網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營商工作組，互聯(lián)互通工作組以及我所在的物理層和鏈路層工作組。技術(shù)委員會的工作主要是組織互聯(lián)互通展示以及編寫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IA。大家可以到OIF網(wǎng)站去下載這些IA。

接下來Hutchins把重點(diǎn)放到CPO的標(biāo)準(zhǔn)化上。他首先介紹推動CPO發(fā)展的動力。降低功耗是第一推動力，然后是節(jié)省網(wǎng)絡(luò)成本。通過節(jié)省電接口的功耗，CPO技術(shù)支持把更多功耗指標(biāo)留在計算上，從而幫助數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商獲得更多收入。推動CPO發(fā)展的另一大動力是可以支持需要高密度，大容量，開源解耦應(yīng)用。為實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，人們需要將CPO技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。

OIF是怎么進(jìn)行CPO的標(biāo)準(zhǔn)化呢？Hutchins介紹說，OIF首先在去年4季度啟動了一個研究CPO的傘框架。這其中的工作包括定義應(yīng)用空間，探索技術(shù)考量，這些工作的成果體現(xiàn)在框架IA中。與此同時，OIF還在啟動相關(guān)的具體項目，并積極利用在CEI電接口以及CMIS方面的工作成果。OIF啟動的第一個專項CPO項目是2021年1季度的3.2T OE項目，面向51.2T以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用。OIF定義了光引擎模塊，基于XSR電接口以及FR&DR光模塊，16個這樣的模塊可以支持51.2Tbps交換機(jī)工作。在2季度，OIF還啟動了一個小型化外接激光器ELSFP項目，定義了面向CPO的前面板可插拔激光器。

CPO的應(yīng)用有哪些呢？這里引用微軟公司去年10月在OIF一次網(wǎng)絡(luò)研討會上使用的膠片，上面展現(xiàn)了CPO應(yīng)用的三個垂直領(lǐng)域，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，AI訓(xùn)練和機(jī)器學(xué)習(xí)，開源解耦。在水平方向上分為終端節(jié)點(diǎn)以及交換節(jié)點(diǎn)。要注意的是這里面同時有光接口和電接口，在終端節(jié)點(diǎn)情況下CPO應(yīng)用相對稀疏，而在交換節(jié)點(diǎn)上CPO部署會非常緊湊。此外還有低延遲接口，以太網(wǎng)接口的問題。另外，在不同的垂直應(yīng)用中，對帶寬，延遲和可靠性的性能指標(biāo)要求很不同。比如數(shù)據(jù)中心的延遲在微秒毫秒級，可靠性在10-50FIT，而在開源解耦應(yīng)用中延遲小于200ns，F(xiàn)IT要非常高（小于1）。這里面最有名的最多人討論的還是數(shù)據(jù)中心交換機(jī)的CPO應(yīng)用。

Hutchins接下來介紹了一些典型的CPO結(jié)構(gòu)。最下面是Host PCB，上面有CPO的Assembly（CPA）襯底安插（Socketed）在PCB上。襯底之上有ASIC，有光引擎/電引擎的襯底也是Socketed安裝。這是一種多芯片的CPO結(jié)構(gòu)。除了Socketed的方式，還可以采用焊接Solder的方式安裝引擎。這種方式制造起來相對難度高一點(diǎn)。有時候引擎也會采用無源銅線CCA連接，但是這種情況下尺寸會比較大。還有一種情況就是所謂近封裝的結(jié)構(gòu)，光電引擎在板上靠近封裝，從而無需CPO。

CPO是怎么應(yīng)用的呢？Hutchins以一個典型的以太網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)用舉例說，16個光引擎圍繞ASIC芯片，激光器可以安裝在板上外接，也可以通過板間連接器從前面板光跳線引入。整個設(shè)計中散熱管理將會非常關(guān)鍵。在OIF此前發(fā)布的3.2T項目中，OIF自己定義的甚短距離XSR電接口可以大大降低電接口功耗。在3.2T的項目中XSR連接長度38mm，而6.4T項目下可以延長到60mm。

另一個需要考慮的因素是機(jī)械尺寸。不同供應(yīng)商會采用不同的技術(shù)，不同的技術(shù)帶來不同的尺寸。OIF需要找到讓不同尺寸CPO產(chǎn)品互通的條件。至于CPO采用的激光器，可以內(nèi)置，也可以外接一個大功率的激光器分光到各個調(diào)制器前，這樣可能有成本優(yōu)勢，但是必須考慮人眼安全的問題。OIF也在考慮這方面的標(biāo)準(zhǔn)，同時關(guān)于如何控制遠(yuǎn)端激光器和光引擎，也在OIF的標(biāo)準(zhǔn)化范疇中�，F(xiàn)在既可以直接由控制器同時控制激光器和光引擎，也可以像可插拔模塊那樣，只控制光引擎，再由光引擎和激光器互通。

另外一個標(biāo)準(zhǔn)化的問題是光鏈路預(yù)算的問題。在采用板間連接器的CPO應(yīng)用環(huán)境中，會在IEEE定義的TP2,TP3與PMD間引入附加損耗，因此必須增加鏈路預(yù)算。

最后Hutchins總結(jié)說，CPO包含了多種多樣的應(yīng)用，不同的技術(shù)，需要定義一系列管理接口，電接口，光接口，機(jī)械尺寸和散熱標(biāo)準(zhǔn)，因此擁有眾多成員的OIF是制定CPO標(biāo)準(zhǔn)的最佳組織。