Znanje

Linear Pluggable Optics se je od konferenčne predstavitve premaknil k pošiljanju izdelkov hitreje, kot je večina ljudi pričakovala. Zdaj sta objavljeni dve več{1}}specifikaciji, preklopne platforme več kot enega prodajalca sprejemajo linearne module, dobavitelji čipov pa so napovedali gonilnik in silicij TIA, namenjen linearnim povezavam 800G in 1,6T. Kaj imanezgodil prehod veleprodajne industrije stran od optike-temelječe na DSP.

Ta članek govori o moči na ravni-modula in vrat-, ker so tam dejansko dokazi. Kadar se razprava premakne na obremenitev stojala, režijske stroške hlajenja ali stroške energije objekta, so predpostavke izrecno navedene, tako da lahko nadomestite svoje. Če se poskušate odločiti, ali LPO sodi v vašo naslednjo zgradbo, sta kontrolni seznam združljivosti in razdelek z omejitvami nižje pomemben pomembnejši od naslovnega odstotka.

Kaj je linearna vtična optika?

Transiver LPO je vtični optični modul brez digitalnega signalnega procesorja v njem. Pot električnih podatkov skozi modul je linearna in analogna: gostitelj poganja modul, modul poganja optiko, prejeti signal pa se ojača in pošlje nazaj gostitelju, ne da bi bil med potjo digitalno obnovljen.

Vse ostalo na modulu ostaja prepoznavno. LPO uporablja običajne vtične oblike - QSFP112, QSFP-DD in OSFP med njimi - z enakimi kletkami, konektorji in gostoto sprednje-plošče, moduli pa ostanejo zamenljivi-v vročem-in-servisirani na terenu. Če že razumetekako je zgrajen standardni optični oddajno-sprejemni modul, je modul LPO enaka arhitektura z odstranjenim enim velikim čipom in analognim vezjem, ki ga obdaja, in je znatno bolj zmogljivo.

Izraz "linearni" se nanaša na pot signala, ne na fizično obliko. To razlikovanje je pomembno, ker je električna pot - in ne konektor - tista, ki določa, ali bo dani modul deloval v danih vratih stikala.

Kako LPO odstrani optični DSP - in kaj ostane za njim

V običajnem priključnem oddajniku-sprejemniku modul nosi laserje in optiko, fotoniko z modulatorjem in fotodetektorjem, električni IC, ki vsebuje gonilnik modulatorja in transimpedančni ojačevalnik (TIA), ter DSP, ki izvaja izravnavo na oddajni in sprejemni poti. Stikalo ASIC dobavlja SerDes na električnem vmesniku.

LPO iz tega sklada odstrani DSP in uro{0}}in-obnovitev-podatkov. Delo regeneracije in izravnave, ki so ga opravili, ne izgine - se prerazporedi. Kot združenje IEEE Electronics Packaging Societytehnični pregled linearne vtične optikeopisuje, so te funkcije razdeljene med ASIC stikala, IC gonilnika in TIA z visoko-linearnostjo.

Dva popravka trditve, ki je zelo razširjena. Prvič, ni točno reči, da se "vsa obdelava signalov premakne k gostitelju." Modul še vedno vsebuje linearne gonilnike, visoko-linearnost TIA in analogno kondicioniranje, kot je neprekinjeno-časovno linearno izenačevanje. Tisto, kar se preseli v gostitelja, je digitalno delo: ponovni čas, popravljanje napak naprej in s tem povezana pretvorba podatkov. Drugič, modul ohranja resnično zapletenost analogne zasnove - verjetno več kot modul DSP, saj ni digitalne varnostne mreže v smeri toka, ki bi očistila obrobni signal.

Praktična posledica je, da je povezava LPO skupno zasnovan sistem, ki zajema gostitelja, kanal plošče, konektor in modul. Modul DSP prenaša širok razpon pogojev gostitelja, ker ponovno -izvaja signal interno. Linearni modul ne.

LPO v primerjavi z optiko-na osnovi DSP, LRO in CPO

LPO je eden od vsaj štirih pristopov k istemu problemu. Njihova primerjava na eni sami osi - moč - povzroči zavajajočo razvrstitev, zato spodnja tabela zajema dimenzije, ki običajno odločajo o resničnih uvedbah.

Stolpec LRO si zasluži pozornost vsakogar, ki načrtuje 200G na pas. Pregled IEEE ugotavlja, da so poročali o zgodnjih implementacijah 1,6T LPO nad 30 W, kar ustvarja lastne toplotne težave, in da se pričakuje, da bo LRO -, ki ponovno uvaja DSP na oddajni-strani za izpolnjevanje zahtev glede integritete signala IEEE 802.3 - bolj praktična bližnja-izbira pri tej stopnji. Prodajalci, ki prikazujejo 1,6T LPO, so na splošno poleg tega prikazovali LRO.

Koliko energije lahko LPO dejansko prihrani?

Objavljene številke se združujejo v doslednem obsegu, vendar je vsaka od njih pogojena z vrsto modula, dosegom, hitrostjo in toplotno zasnovo. Naslednje obravnavajte kot obseg, ne kot specifikacijo:

• 800G DSP-priključkise običajno navajajo v pasu 14–18 W, pri čemer je 800G DR8 med najpogosteje uporabljenimi vrstami v gručah AI. Skladni moduli 800G z razširjenim-dosegom pritegnejo več.
• 800G LPO moduliprodajalci, ki objavljajo številke, običajno znašajo okoli 7–8,5 W. Podjetje TE Connectivity je na primer na OFC 2025 predstavilo oddajnik-sprejemnik OSFP-XD LPO z nazivno močjo 8,5 W.
• Nastalo modulsko{0}}shranjevanje na ravnije torej približno 40–50 % v primerjavi s primerljivim delom DSP pri enaki stopnji in dosegu.

DSP je največji posamezen porabnik energije znotraj običajnega modula, zato njegova odstranitev povzroči prihranek v takšnem obsegu. Trditve, ki mu pripisujejo natančen delež moči modula - 50%, 60 % -, je treba obravnavati previdno, razen če vir objavi razčlenitev-raven komponente za imenovani modul.

Izboljša se tudi zakasnitev in za porazdeljene vadbene delovne obremenitve, ki so lahko pomembne tako kot vati. Odstranitev ponovne časovne nastavitve in-modula FEC odpravi več nanosekund na skok. Med skupnimi operacijami velikega usposabljanja se poveča zakasnitev na-hop.

Eno opozorilo glede same -številke ravni modula: gre za primerjavo med dvema moduloma pod navedenim nizom pogojev in ne meritev vašega stojala. Vsakdo, ki navaja en sam odstotek, ne da bi navedel osnovni modul, doseg, hitrost in delovno temperaturo, navaja trženjsko številko.

Od modulskih vatov do energije objekta

Modulni prihranek postane prihranek objekta šele skozi verigo množenja, veriga pa na vsakem koraku izgublja velikost. Tukaj je ta veriga eksplicitna, s predpostavkami, ki jih lahko zamenjate.

Predpostavke:32-portno 800G listno stikalo je v celoti napolnjeno; Osnovna vrednost DSP 16 W na modul; LPO pri 8,5 W na modul; 40 takih stikal v stroku; neprekinjeno delovanje 8760 ur na leto; objekt PUE od 1,3; elektrike po 0,10 $/kWh.

1. Na stikalo.Optika porabi 512 W z moduli DSP v primerjavi z 272 W z LPO - prihranek 240 W ali približno 47 % optične moči v tem ohišju.
2. Na pod.Čez 40 stikal je to približno 9,6 kW odstranjene IT obremenitve.
3. Letna IT energija.9,6 kW na leto je približno 84 MWh.
4. Letna energija objekta.Uporaba PUE 1.3 za upoštevanje režijskih stroškov hlajenja in distribucije daje približno 109 MWh.
5. Letni stroški.Pri 0,10 $/kWh, približno 10.900 $ na leto za ta sklop.

Zdaj pa del, ki ga naslovne trditve ponavadi preskočijo. Pri objektu z močjo 10 MW je skupna letna poraba 87.600 MWh. Zgoraj prihranjenih 109 MWh je približno 0,1 % tega. Optični oddajniki-sprejemniki so pomemben delež omrežne moči in resnična toplotna težava znotraj gostega ohišja, toda v objektu z umetno inteligenco, v katerem prevladuje GPE-, predstavljajo majhen delež skupne obremenitve - prevladujejo pospeševalniki, pomnilnik, shranjevanje, izgube pri pretvorbi energije in mehanske naprave. 45-odstotno zmanjšanje optične moči ni 45-odstotno zmanjšanje računa za elektriko in noben pošten model tega ne proizvede.

Kjer si LPO zasluži svoje mesto, je bolj specifično kot odstotek znižanja na računu: kupi toplotni prostor znotraj ohišja in stojala, kar je pogosto zavezujoča omejitev pri nadgradnji platforme, zasnovane okoli-optike 400G z manjšo močjo, na 800G. Za kontekst o obsegu osnovne težave Nacionalni laboratorij Lawrence BerkeleyPoročilo o porabi energije v podatkovnem centru Združenih držav za leto 2024ugotovili, da so podatkovni centri v ZDA porabili 176 TWh v 2023 - približno 4,4 % nacionalne električne energije - in napovedali 325 do 580 TWh do leta 2028.

Kje standardizacija LPO dejansko stoji

Slika specifikacij je naprednejša, kot je bila, in bolj specifična kot "standardi dokončani letos."

• Marec 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA je objavil svoje100 Gb/s na pas-specifikacija enega načina, ki zajema 100G, 200G, 400G in 800G vzporedne eno-načinske povezave, in preverjeno s testiranjem interoperabilnosti članov na dogodku februarja 2025.
• September 2025 - 400G-FR4-LPO.Na EPK je MSA izdalSpecifikacija 400G-FR4-LPO, z dodajanjem možnosti WDM s štirimi-valovnimi dolžinami, ki podpira dosege vsaj 500 m prek para vlaken.
• 200G na stezo.Nadaljuje se delo z OIF in IEEE v smeri linearnih implementacij z naslednjo hitrostjo. To ni popolno in tehnična težava je resnična - združljivost SerDes gostitelja pri 200G na stezo je bistveno težja kot pri 100G.

Obe specifikaciji temeljita na delovanju IEEE 802.3 in OIF ter opredeljujeta zahteve glede interoperabilnosti-na ravni komponent, modulov in sistemov prek električnih in optičnih vmesnikov. Na voljo je tudi silicij: Marvell, bolj znan po DSP-jih, je objavil a200G-na-pas TIA in nabor čipov laserskega gonilnikanamenjen linearnim povezavam 800G in 1,6T.

Specifikacija, silicij in izdelek za pošiljanje so tri od petih stvari, ki sestavljajo "mainstream". Preostala dva - široka več-uvedba proizvodnje več prodajalcev in večinski tržni delež - nista prispela. Ocena Cignal AI po OFC 2025 je bila, da je 100G-na-pas LPO pri 800G pozen na trg in bo verjetno dolgoročno zajel le majhen delež vtičnikov, predvsem zato, ker je bilo veliko obstoječe infrastrukture podatkovnega centra zasnovano na podlagi združljivosti DSP. LightCounting je medtem napovedal, da se bo kombinirani trg LPO in CPO za -razširitev in večanje-omrežij gruče umetne inteligence približno podvojil s 5 milijard USD leta 2024 na več kot 10 milijard USD leta 2026. Ta dva pogleda si nista protislovna: hitra rast iz majhne baze je še vedno majhna baza. Za širše branje o tem, katere tehnologije modulov so pošiljanje v primerjavi s predstavitev, si oglejte naš povzetekkaj je bilo resnično in kaj je sledilo na OFC 2026.

Združljivost gostitelja in stikala: kaj preveriti pred nakupom

Najbolj zavajajoča trditev, ki kroži o LPO, je, da enaki faktorji oblike pomenijo zmanjšanje-združljivosti z obstoječimi stikali. Kletka sprejme modul; to ne pove nič o tem, ali se bo povezava zaprla.

Nekatere platforme resnično podpirajo linearne module brez spreminjanja strojne opreme - Stikala Juniper QFX na osnovi Broadcom- so dokumentiran primer in Arista je v daljšem obdobju dokazala združljivost s Broadcom TH5. Toda podpora je lastnost določenih platform, ne faktorja oblike, ki jo je mogoče priključiti. Preden se zavežete, s prodajalci vašega stikala in omrežne kartice opravite naslednje korake:

• Zmogljivost Host SerDes.Ali SerDes ASIC zagotavlja izenačitev oddajanja in izenačevanja sprejema, ki je potrebna za zaprtje linearne povezave brez v-modulnega ponovnega časovnega usklajevanja?
• Proračun izgube električnega kanala.Kakšna je vstavljena izguba od ASIC do kletke na tej specifični plošči in ali spada v meje specifikacije?
• FEC ravnanje.Preverite, katera shema FEC je uporabljena, kje se izvaja in ali je omogočena od konca do konca prek povezave.
• Različica specifikacije.Za katero specifikacijo LPO MSA modul trdi, da je skladna z - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO – in ali je gostitelj kvalificiran za isto?
• Tuning model.Ali platforma samodejno uravnava povezave ali zahteva prilagoditev po-vratih? Vprašajte, kaj se zgodi, ko se modul zamenja na terenu.
• Dokazi o interoperabilnosti.Zahtevaj rezultate za ta modul proti temu gostitelju - ni generična trditev o interoperabilnosti in ne rezultat druge generacije stikala.
• Doseg in rastlina vlaken.Preverite podani doseg v primerjavi z vašimi dejanskimi kabli, številom priključkov in proračunom za izgube. Izbire strukturnih kablov, kot je nprMPO s 16 vlakni za povezave 800Gvplivajo na optični rob, s katerim mora modul delati.
• Toplotni ovoj.Preverite nazivno temperaturo ohišja modula glede na zračni tok, ki je na voljo v vašem ohišju pri predvideni gostoti vrat.
• Meja podpore.Pisno določite, kdo je lastnik povezave, ko obrobna težava-BER prestopi mejo gostitelj/modul.

• 

Omejitve in operativna tveganja

Uravnotežene ocene LPO dosledno navajajo iste kompromise-in nobeden od njih ni kršitelj dogovora -, ampak vsi so delo.

• Krajši doseg.Brez v-modula DSP je BER povezave višji, kar omejuje razdaljo. Objavljene specifikacije LPO ciljajo na kratke dosege; to je tehnologija znotraj-ohišja in kratkih znotraj-vrst, ne kampusna ali DCI tehnologija.
• Tanek rob povezave.Modul DSP absorbira degradiran kanal. Na površini je linearni modul. Umazani konektorji, obrobni povezovalni kabli in--izguba kanala, ki ne ustreza specifikacijam, se namesto da bi jih tiho popravili, prikažejo kot napake.
• Težje odpravljanje težav.Izolacija napak zdaj zajema gostitelja, kanal plošče in modul. Ekipe, ki so navajene zamenjati modul za odpravo napake povezave, bodo potrebovale nove postopke.
• 200G-na-težavnost steze.Zaradi dodane zapletenosti SerDes je združljivost pri 200G na vozni pas bistveno težje doseči kot pri 100G, poročali pa so o zgodnjih implementacijah LPO 1,6T nad 30W -, kar je spodkopalo argument moči na točno tisti stopnji, kjer bi bilo najbolj dragoceno.
• Stroški kvalifikacije.Interoperabilnost več-prodajalcev zahteva premišljeno testiranje, namesto da bi bila domnevna. Ugoden laboratorijski čas.
• Podatki o zanesljivosti.Manj komponent v paketu je razumna teoretična podlaga za pričakovanje boljše zanesljivosti modula, vendar je to hipoteza in ne terenska-statistika napak. Vprašajte katerega koli dobavitelja, ki trdi, da imajo boljše stopnje napak za velikost populacije, obdobje opazovanja in primerjalno izhodišče.

Kje je LPO smiselna - in kje ne

Dobri kandidati

• Intra{0}}rack in kratke intra{1}}vrstne povezave znotraj umetne inteligence za usposabljanje in sklepanje grozdov, pri 100G na pas, na platformi s podporo za LPO,-ki jo je potrdil prodajalec.
• Razmestitve, kjer je toplotna višina ohišja ali stojala - in ne račun za elektriko - omejitev, ki dejansko blokira nadgradnjo.
• Tkanine,-občutljive na zakasnitve, kjer ima odstranitev zakasnitve ponovnega časovnega-hopa merljivo vrednost delovne obremenitve.
• Greenfield gradi, kjer je mogoče gostiteljsko platformo, modul in kable kvalificirati skupaj pred predajo.

Ubogi kandidati

• Kakršen koli doseg, ki presega specifikacijo, in vaša proračunska podpora za izgubo.
• Heterogene degradirane posesti, kjer se pričakuje, da bodo moduli delovali v več generacijah stikal različnih prodajalcev.
• Zelo kratke povezave v-omajuneposredno pritrjeni bakreni sklopiali aktivni baker bi bil preprostejši in cenejši. Ustrezno vprašanje pogosto ni "LPO ali DSP", ampak ali povezava sploh potrebuje optiko - naša primerjavabakra in optičnih vlaken v podatkovnih centrih AIpokriva, kjer se vsak pokvari.
• Današnje povezave 1.6T, kjer je LRO na splošno bolj praktičen bližnje{1}}odgovor.
• Okolja brez laboratorijskih zmogljivosti za kvalificiranje povezav ali brez operativne ekipe, pripravljene na lastno uravnavanje povezav od-{1}}do konca.

Pogosto zastavljena vprašanja

Ali LPO zmanjša račune za elektriko podatkovnega centra za 40 %?

Ne. Približno 40–50 % je-prihranek na ravni modula v primerjavi s primerljivim modulom DSP pri enaki stopnji in dosegu. Stroški električne energije v objektu vključujejo pospeševalnike, procesorje, pomnilnik, shranjevanje, ASIC stikala, izgube pri pretvorbi energije in mehanske naprave. V objektu z umetno inteligenco je optika majhen delež tega skupnega zneska, zato je učinek-na ravni objekta v večini modelov delček odstotka - glejte zgornji primer dela.

Ali lahko module LPO vključim v moja obstoječa stikala?

Kletka jih bo sprejela. Ali se povezava zapre, je odvisno od gostiteljskega ASIC-a, njegove zmogljivosti SerDes, izgube kanala na plošči, konfiguracije FEC in podpore za upravljanje. Nekatere platforme podpirajo LPO brez spreminjanja strojne opreme; mnogi ne. Združljivost obravnavajte kot vprašanje glede-platforme, ki ga je treba potrditi pri vašem prodajalcu.

Kako daleč lahko seže povezava LPO?

Objavljene specifikacije LPO MSA ciljajo na kratek doseg, pri čemer 400G-FR4-LPO podpira vsaj 500 m prek eno-parica vlaken. Dejanska uporabna razdalja v vašem obratu je odvisna od števila konektorjev in proračuna skupne izgube. LPO ni dolgoročna ali koherentna tehnologija.

Je LPO boljši od CPO?

Optimizirajo za različne stvari. CPO integrira optiko s preklopnim paketom in lahko doseže nižjo moč na vrata, vendar spremeni model domene uporabnosti, varčevanja in-okvare. LPO ohranja vtični operativni model in prinaša manjše tveganje pri integraciji ob manjši porabi energije. Pošten odgovor je odvisen od specifičnih implementacij CPO in LPO, stopnje in tega, kje pri primerjavi narišete sistemsko mejo.

Kakšna je razlika med LPO in LRO?

LRO odstrani DSP samo s sprejemne poti in ga obdrži pri oddaji, tako da oddajnik ostane skladen z zahtevami glede integritete signala IEEE 802.3. To opusti nekaj prihranka energije v zameno za nižji BER povezave, daljši doseg in lažjo interoperabilnost. Pri 200G na stezo se na splošno pričakuje, da bo LRO bolj praktična kratkoročna-možnost.

Je LPO dovolj zanesljiv za proizvodnjo?

Specifikacije, testiranje interoperabilnosti in izdelki za pošiljanje obstajajo, več platform pa podpira LPO v proizvodnji. Tisto, kar še ni javno dostopno, so obsežni-podatki o zanesljivosti na terenu, več-letni in več-prodajalcev. Kvalificirajte se na lastni platformi, namesto da se zanašate na splošno trditev.

Kdaj bo LPO postal privzeta povezava-za kratke povezave?

To je napoved, ne dejstvo, in napovedovalci se s tem ne strinjajo. LightCounting predvideva močno rast za združeni segment LPO in CPO v omrežjih AI. Cignal AI pričakuje, da bo 800G LPO dolgoročno zajel le majhen delež vtičnikov, ker je bila obstoječa infrastruktura zasnovana okoli združljivosti DSP. Načrtujte v skladu z lastnim načrtom platforme in ne v skladu z obema napovedoma.

Povzetek

LPO je resnična tehnologija z resnično in dobro{0}}dokumentirano-prednostjo na ravni modula: približno 40–50 % nižja moč kot pri primerljivem modulu DSP in nekaj nanosekund manj zakasnitve na skok, v paketu, ki ga je mogoče priključiti, vaša operativna ekipa že ve, kako ravnati. Objavljeni sta dve -specifikaciji več virov, silicij je na voljo in določene platforme stikal ga podpirajo danes.

Je tudi tehnologija, ki prenaša delo z modula na sistemskega integratorja. Povezava je zdaj odvisna od zmožnosti SerDes gostitelja, izgube kanala in nastavitve od-do-konca, doseg je omejen, marža je manjša in implementacije 200G-na-pas še niso tam, kjer je 100G-na-pas. Pravi način za ocenjevanje je glede na platformo in razred povezave - ne kot odločitev za-celotno območje in ne na podlagi enega samega odstotka. Če delate na strani kablov in medsebojnega povezovanja te odločitve, našrešitve povezljivosti podatkovnih centrovpokrivajo izbire optičnih vlaken in strukturiranih kablov, ki določajo, s kolikšnim optičnim robom mora delovati kateri koli modul - linearni ali drugače -.