В этом году в OFC прошел семинар по LPO, тема которого была «Будет ли у линейной подключаемой оптики (LPO) будущее за пределами 112G?». Дискуссия была довольно интенсивной и очень захватывающей. Разные компании имеют противоположные взгляды, образуя разные лагеря. Для вашего удобства здесь кратко представлены небольшие ростки фасоли.

Поскольку Arista продвигала концепцию LPO в отчете конференции OFC в прошлом году, сравнение каналов между традиционными подключаемыми оптическими модулями с ретаймером (ODSP) и LPO показано на рисунке ниже. Традиционные подключаемые оптические модули имеют ретаймер на каждом конце Tx/Rx для компенсации высокоскоростных сигналов. За счет исключения микросхемы повторного таймера в модуле LPO превосходит традиционные оптические модули с точки зрения энергопотребления, задержки, стоимости и т. д. и поэтому пользуется популярностью в отрасли.

Что касается вопроса «может ли LPO работать в рамках одноволнового сценария со скоростью 200 Гбит/с?», сформировались два различных лагеря. Поклонники LPO, Arista и Macom, считают, что LPO все еще может работать при 200G. Компания Macom также выпустила соответствующие электрические чипы. Для решения проблемы потери связи LRO (Liner retimed оптика), то есть на стороне Tx нужно ввести ретаймер. Компании с негативным мнением включают Google, Meta, Huawei, Alibaba и т. д., полагая, что одноволновая сеть 200G должна ввести ретаймеры. Используйте традиционные решения DSP. Компания Meta провела моделирование во временной области для сценария 200G/полоса. В случае LPO уровень OMA должен достигать 5 д Бм, чтобы соответствовать KP4. Требования FEC для BER, даже при использовании concat FEC и OMA также должны достигать 0 д Бм. С учетом наценки по ссылке,Потеря соединения не может соответствовать требованиям 200G/линия. Для LRO или традиционных решений DSP,Все могут быть удовлетвореныBER<2.4e-4требования。

Google получил аналогичные выводы, что и Meta, посредством частотного анализа, как показано на рисунке ниже. Потери между чипом и модулем (C2M) составляют 25 д Б. По сравнению с решениями LPO и LRO, для SNR необходимо ввести стоимость 8 д Б, а для OMA необходимо ввести стоимость 4 д Б.

Соратник Huawei Давиде отрицательно относится к LPO и опровергает одно за другим его преимущества в энергопотреблении, задержке и стоимости, что весьма резко. При рассмотрении энергопотребления необходимо учитывать энергопотребление всей линии связи, включая микросхему хоста. Хотя энергопотребление SerDes и ODSP в модуле в сценарии LPO опущено, из-за более жестких требований к потерям канала сигнал необходимо компенсировать на стороне хоста, и энергопотребление SerDes на стороне хоста увеличивается существенно. Следовательно, в том же сценарии энергопотребление LPO не так хорошо, как у традиционных решений DSP. Если взять в качестве примера канал XSR SerDes, энергопотребление традиционного решения DSP составляет около 10–12 п Дж, в то время как решение LPO не показывает преимущества в энергопотреблении. Вместо этого оно потребляет больше энергии, требуя 10–14 п Дж. Поскольку в модуле нет чипов SerDes и ODSP для компенсации сигнала, хосту требуется больше отводов для компенсации сигнала, что потребляет больше энергии, как показано на рисунке ниже.

Давиде считает, что оптимизировать энергопотребление чипа DSP будет проще, чем обеспечить нормальную работу канала LPO. Кроме того, при увеличении скорости сигнала до 200G энергопотребление SerDes увеличивается примерно на 30% по сравнению со случаем 100G. Что касается энергопотребления, Давиде привел яркую метафору: DSP похож на автомобиль: он потребляет одну и ту же энергию, ожидая светофора и двигаясь на высокой скорости. В текущей ссылке нет соответствующей оптимизации и настройки из-за разных состояний автомобиля.

Что касается преимуществ в задержке, Давиде провел простое сравнение, как показано в таблице ниже. По мере увеличения расстояния по оптоволокну задержка самого чипа ретаймера составляет все меньшую долю всего канала.

Давиде также высказал другую точку зрения на ценовые преимущества LPO. Стоимость чипов DSP будет выше, чем у линейных аналоговых чипов. Чипы DSP могут использовать внутренние связи для самообнаружения, что подходит для массового производства, тем самым снижая стоимость чипов.

После более чем года ферментации каждый имеет более глубокое понимание LPO и начинает более комплексно и систематически думать о том, что дает модуль LPO. 100G LPO в настоящее время, кажется, работает, но в сценарии 200G необходимо ввести таймер повтора на конце Tx, чтобы удовлетворить требования к потере канала. К основным проблемам LPO относятся: 1) Необходимость совместной отладки с микросхемой Switch и отсутствие точек диагностики в линк, как показано на рисунке ниже. Это может потребовать добавления соответствующих функций в аналоговый чип.

2) Стандарты еще не полностью унифицированы, и можно ли заменять между собой модули ЛПО от разных производителей. 3) Он еще не получил широкого распространения в центрах обработки данных. С точки зрения пользователя модули LPO и традиционные оптические модули необходимо классифицировать и управлять ими, и пользователи не хотят настраивать модули для различных сценариев. Что касается вопроса о том, может ли LPO работать в сценариях выше 100G, то количество людей на площадке OFC, которые в конечном итоге придерживались положительного и отрицательного отношения, было практически равным. Ответ на этот вопрос может занять больше времени. Решение LPO все еще находится на ранней стадии разработки. Может ли оно быть принято рынком, это не только вопрос самой технологии. Отправной точкой решения LPO является снижение энергопотребления. Как продолжать эффективно снижать энергопотребление при одновременном увеличении скорости канала, является сложной проблемой, оставленной на усмотрение отрасли. Эту проблему необходимо рассматривать систематически по всему каналу, используя цифровые чипы более высокого уровня для уменьшения потерь в канале или используя новые оптические устройства. Окончательный победитель — экономически эффективное системное решение.