揭秘智算中心网络建设新利器：LPO技术的出现

随着AI技术的广泛应用，企业和组织对智算中心的需求不断增加。各行各业都希望通过AI技术改进业务流程、提高效率，创造更多价值。为了获得技术和市场竞争优势，推动企业组织不断投资和创新，以建设更强大、更高效的智算中心，一定程度上引燃了智算中心建设的竞赛。

由于智算中心的建设，光模块市场将成为一个重要的增长点，预计在技术层面和需求层面将带来深刻的变革。受益于不断发展的应用场景和快速增长的市场需求，据LightCounting预测，未来5年光模块市场总量仍将保持持续增长势头。

资料来源：LightCounting

光模块从2007年问世以来，一直在不断演进。随着光模块速率提升，功耗、成本和尺寸问题已经成为发展的限制因素。同时，随着智算中心的快速发展，对光模块也提出了新的要求：

1. 高速化要求：智算中心需要处理大规模的数据，并进行高速的数据传输和处理。目前，已经商用的100G、400G和800G等高速光模块正在不断推进更高速率的开发。未来，为了满足日益增长的数据传输需求，光模块将继续朝着更高的速率发展。

2. 小型化要求：智算中心的服务器和设备密度很高，需要大量的光纤布线来连接各个设备。然而，传统的光模块在尺寸和布线密度方面存在一定的限制。为了满足高密度布线的需求，光模块通过采用先进的封装技术和集成电路设计，不断减小体积，从而实现更高的端口密度和更灵活的布局。

3. 低功耗要求：智算中心对能源消耗和管理效率有较高的要求。光模块的功耗是影响整个光通信系统能效的关键因素之一。为了降低功耗，光模块采用了更高效的光电子器件、低功耗的驱动电路和节能的封装技术。

4. 灵活性要求：智算中心的需求不断变化，需要灵活的网络架构。光模块的可插拔性使得网络配置和升级更加灵活和方便，可以根据实际需求选择合适的光模块类型、传输速率和协议，以满足不同应用场景的需求。

可见，在未来的智算中心建设中，只有具备高速化、小型化、低功耗和灵活性的光模块，才能为高速、高密度、可靠的光通信系统提供更有效的支持。

然而，目前高速传统光模块中使用DSP（高速数字处理芯片）来对高速信号进行信号处理。虽然DSP具有数字时钟恢复功能和色散补偿功能，能够以较低的误码率实现信号恢复，但它也带来了较高的功耗和成本开销。例如，400G光模块中使用的7nm DSP功耗约为4W，占整个模块功耗的50%。据Macom的数据显示，具有DSP功能的800G多模光模块的功耗甚至可超过13W。

资料来源：Macom ，OFC 2023

为了降低功耗和成本，并满足高速、高密度光通信连接的需求，以及光网络灵活性和可升级性的需求，LPO（线性驱动可插拔光学模块）应运而生。LPO技术采用了线性直驱的方式，将DSP替换为具备高线性度和EQ功能的TIA（跨阻放大器）和DRIVER（驱动芯片），从而大大降低了功耗和延迟。

 Linear-drive Pluggable Optics技术路线

LPO技术具有以下优势：

1. 低功耗：相较于可插拔光模块，LPO光模块功耗降低了约50%。采用Linear-drive方案后，硅光和VCSEL的功耗也下降了约50%，同时还能减少组件内的发热现象；

2. 低成本：LPO技术具有较低的成本。尽管DSP的价格较高，在400G光模块中，DSP的BOM成本约占20-40%。而在LPO方案中，Driver和TIA内集成了EQ功能，虽然成本会稍有上涨，但整体上光模块成本仍能得到大幅下降；

3. 低延时：通过去除DSP芯片，采用高线性度、具备EQ功能的TIA和DRIVER芯片，系统可以减少信号复原时间，从而大幅降低延迟，实现皮秒级别的延迟时间；

4. 可插拔：在LPO方案中，光模块的封装形式没有显著改变，采用可插拔设计，方便插入和拔出光学模块，使得光学连接更加灵活和方便。这种设计简化了光纤布线和设备维护，提高了系统的可管理性和可维护性；

LPO技术优势

总体而言，LPO（Linear-drive Pluggable Optics）技术具有低功耗、低成本、低延时和可插拔性等技术优势。这些优势使得它成为一种灵活、高效的光学连接解决方案，未来在高速光通信、智算中心和云数据中心场景扮演重要角色，并成为光模块市场主要增长点。作为智算中心网络领军者，锐捷网络致力于为客户提供全面的网络解决方案和IT服务，推动行业发展和创新，使客户与未来更紧密地连接。锐捷网络将持续创新，引领智算中心网络发展潮流。