Teadmised

Linear Pluggable Optics on liikunud konverentsidemolt toote tarnimisele kiiremini, kui enamik inimesi ootas. Nüüd on avaldatud kaks mitme -allika spetsifikatsiooni, rohkem kui ühe müüja lülitusplatvormid aktsepteerivad lineaarseid mooduleid ning kiibitarnijad on teatanud draiverist ja TIA ränist, mis on suunatud 800G ja 1,6T lineaarsetele linkidele. Mis onmittejuhtus on hulgimüügitööstuses DSP{0}}põhisest optikast loobumine.

See artikkel käsitleb mooduli-taseme ja pordi-taseme võimsust, sest seal on tõendid tegelikult olemas. Kui arutletakse riiulikoormuse, jahutuse üldkulude või rajatise energiakulude üle, on eeldused sõnaselgelt välja toodud, et saaksite omadega asendada. Kui proovite otsustada, kas LPO kuulub teie järgmisse järgmisse, on ühilduvuse kontroll-loend ja allpool olevad piirangud olulisemad kui pealkirja protsent.

Mis on lineaarne ühendatav optika?

LPO transiiver on ühendatav optiline moodul, mille sees pole digitaalset signaaliprotsessorit. Elektriline andmetee läbi mooduli on lineaarne ja analoogne: host juhib moodulit, moodul juhib optikat ning vastuvõetud signaal võimendatakse ja edastatakse tagasi hostile, ilma et seda teekonnal digitaalselt taastataks.

Kõik muu mooduli kohta jääb äratuntavaks. LPO kasutab tavalisi ühendatavaid vormitegureid - QSFP112, QSFP-DD ja OSFP, nende hulgas - sama puuride, pistikute ja esipaneeli-tihedusega ning moodulid jäävad kuumalt-vahetatavaks ja väli{7}}teenitavaks. Kui sa juba aru saadkuidas on ehitatud standardne optilise transiiveri moodul, LPO-moodul on sama arhitektuur, millel on üks suur kiip eemaldatud ja ümbritsev analooglülitus on oluliselt võimekam.

Mõiste "lineaarne" viitab signaali teele, mitte füüsilisele vormile. See eristus on oluline, sest elektritee -, mitte pistik - määrab, kas antud moodul töötab antud lülitipordis.

Kuidas LPO eemaldab optilise DSP - ja mis jääb maha

Tavalises ühendatavas transiiveris on moodulis laserid ja optika, fotooniline stants koos modulaatori ja fotodetektoriga, elektriline IC, mis sisaldab modulaatori draiverit ja transimpedantsi võimendi (TIA) ning DSP, mis teostab võrdsustamise nii edastus- kui vastuvõtuteel. Lüliti ASIC varustab elektriliideses SerDesid.

LPO eemaldab sellest virust DSP ja kella-ja-andmete-taastefunktsiooni. Nende tehtud regenereerimis- ja võrdsustustööd ei kao kuhugi - see jagatakse ümber. Nagu IEEE Electronics Packaging Societylineaarse ühendatava optika tehniline ülevaadekirjeldab, on need funktsioonid jagatud ASIC-lüliti, draiveri IC ja suure{0}}lineaarsusega TIA vahel.

Kaks parandust laialt levinud väitele. Esiteks ei ole täpne öelda, et "kogu signaalitöötlus liigub hosti". Moodul sisaldab endiselt lineaarseid draivereid, kõrge-lineaarsusega TIA-d ja analoogkonditsioneerimist, nagu pidev-ajaline lineaarne võrdsustus. Mis liigub hosti, on digitaalne töö: ajastamine, veaparandus ja sellega seotud andmete teisendamine. Teiseks säilitab moodul tõelise analoogse disaini keerukuse - väidetavalt rohkem kui DSP-moodul, kuna allavoolu ei ole digitaalset turvavõrku, mis marginaalset signaali puhastaks.

Praktiline tagajärg on see, et LPO link on ühiselt loodud süsteem, mis hõlmab hosti, plaadikanalit, pistikut ja moodulit. DSP-moodul talub mitmesuguseid hostitingimusi, kuna see{1}}tuletab signaali uuesti sisemiselt. Lineaarne moodul seda ei tee.

LPO vs. DSP-põhine, LRO- ja CPO-optika

LPO on üks vähemalt neljast lähenemisviisist samale probleemile. Nende võrdlemine ühel teljel - võimsus - annab eksitava järjestuse, nii et allolev tabel hõlmab mõõtmeid, mis määravad tegeliku juurutamise.

LRO veerg väärib tähelepanu kõigile, kes plaanivad 200 G sõiduraja kohta. IEEE ülevaates märgitakse, et varased 1.6T LPO juurutused on teatatud üle 30 W, mis tekitab omaette termilisi probleeme, ja et LRO -, mis taastab edastus-poolse DSP, et järgida IEEE 802.3 signaali terviklikkuse nõudeid -, on eeldatavasti praktilisem valik selle kiirusega. 1,6T LPO-d demonstreerivad müüjad on selle kõrval tavaliselt näidanud ka LRO-d.

Kui palju energiat saab LPO tegelikult säästa?

Avaldatud arvud koonduvad järjepidevasse vahemikku, kuid igaüks neist sõltub mooduli tüübist, ulatusest, kiirusest ja soojuslikust disainist. Käsitlege järgmist vahemikuna, mitte spetsifikatsioonina.

• 800G DSP{1}}põhised pistikudon tavaliselt tsiteeritud 14–18 W sagedusalas, kusjuures 800G DR8 on tehisintellektiklastrites kõige laialdasemalt kasutatavate tüüpide seas. Ühtsed ja laiema haardega-800G moodulid tõmbavad rohkem.
• 800G LPO moodulidtarnijatelt, kes avaldavad andmed, on tavaliselt umbes 7–8,5 W. Näiteks TE Connectivity demonstreeris OFC 2025-l OSFP-XD LPO transiiverit, mille võimsus on 8,5 W.
• Saadud mooduli{0}}taseme salvestamineon seega ligikaudu 40–50% võrreldes võrreldava DSP osaga sama kiiruse ja ulatusega.

DSP on tavalises moodulis suurim üksik voolutarbija, mistõttu selle eemaldamine annab sellises mahus säästu. Väiteid, mis määravad sellele täpse osa mooduli võimsusest - 50%, 60% -, tuleks käsitleda ettevaatlikult, välja arvatud juhul, kui allikas avaldab nimega mooduli komponendi-taseme jaotust.

Samuti paraneb latentsus ja hajutatud treeningkoormused, mis võivad olla sama olulised kui vatid. Ajastuse ja mooduli FEC eemaldamine{1}} kaotab mitu nanosekundit hüppe kohta. Kogu suure koolitustöö kollektiivsete toimingute puhul hüppe-latentsuse ühendid.

Üks hoiatus mooduli-tasemenumbri kohta: see on kahe mooduli võrdlus kindlaksmääratud tingimustel, mitte teie riiuli mõõtmine. Igaüks, kes tsiteerib ühte protsenti, nimetamata baasmoodulit, ulatust, kiirust ja töötemperatuuri, tsiteerib turundusnäitajaid.

Mooduli vattidest hoone energiani

Mooduli säästud muutuvad rajatise säästudeks ainult läbi korrutamise ahela ja ahel kaotab igal sammul suurust. Siin on see ahel selgesõnaliseks tehtud eeldustega, mida saate asendada.

Eeldused:täielikult asustatud 32-pordiline 800G lehtlüliti; DSP baasvõimsus 16 W mooduli kohta; LPO 8,5 W mooduli kohta; 40 sellist lülitit kambris; pidev töö 8760 tundi aastas; rajatise PUE 1,3; elekter 0,10 $/kWh.

1. Lüliti kohta.Optika tarbib DSP-moodulitega 512W võrreldes 272W LPO-ga -, mis säästab 240W ehk umbes 47% selle šassii optilisest võimsusest.
2. Kauna kohta.40 lüliti pealt on eemaldatud ligikaudu 9,6 kW IT-koormust.
3. Iga-aastane IT-energia.9,6 kW aastas on ligikaudu 84 MWh.
4. Rajatise aastane energia.PUE 1.3 rakendamine jahutuse ja jaotuse üldkulude arvessevõtmiseks annab ligikaudu 109 MWh.
5. Aastane kulu.0,10 dollarit kWh kohta, umbes 10 900 dollarit aastas.

Nüüd kipub see osa, mida pealkirjas väidetakse, vahele jätma. 10 MW võimsusega rajatises on aastane kogutarbimine suurusjärgus 87 600 MWh. Eespool säästetud 109 MWh on sellest laias laastus 0,1%. Optilised transiiverid moodustavad olulise osa võrgu võimsusest ja on tõeline termiline probleem tihedas šassiis, kuid GPU{8}}domineerivas AI-seadmes moodustavad nad väikese osa kogukoormusest - domineerivad kiirendid, mälu, salvestusruum, võimsuse muundamise kaod ja mehaaniline seade. Optika võimsuse 45% vähendamine ei tähenda 45% elektriarve kärpimist ja ükski aus mudel seda ei tooda.

See, kus LPO oma koha teenib, on täpsem kui protsent arvelt maha: ta ostab šassii ja riiuli sisse soojusliku ruumi, mis on sageli siduvaks piiranguks väiksema-võimsusega 400G optika ümber kujundatud platvormi uuendamisel 800G peale. Põhiprobleemi ulatuse konteksti leiate Lawrence Berkeley riiklikust laborist2024. aasta Ameerika Ühendriikide andmekeskuse energiakasutuse aruanneleidis, et USA andmekeskused tarbisid 176 TWh 2023 - umbes 4,4% riiklikust elektrienergiast - ja prognoosisid 2028. aastaks 325–580 TWh.

Kus LPO standardimine tegelikult seisab

Spetsifikatsioonipilt on arenenum kui see oli ja täpsem, kui "standardid sel aastal lõplikult valmis saavad".

• märts 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA avaldas oma100 Gb/s sõiduraja kohta ühe{1}}režiimi spetsifikatsioon, mis hõlmab 100G, 200G, 400G ja 800G paralleelseid ühemoodi{4}}linke ning mis on kinnitatud liikmete koostalitlusvõime testimise käigus 2025. aasta veebruari üritusel.
• September 2025 - 400G-FR4-LPO.Euroopa kultuuripealinnas avaldas MSA400G-FR4-LPO spetsifikatsioon, lisades nelja-lainepikkuse WDM-i valiku, mis toetab vähemalt 500 m ulatust kiupaari kohal.
• 200G sõiduraja kohta.Töö OIF-i ja IEEE-ga jätkub lineaarsete juurutuste suunas järgmisel kiirusel. See ei ole täielik ja tehniline probleem on tõeline - hosti SerDes ühilduvus 200 G raja kohta on oluliselt raskem kui 100 G korral.

Mõlemad spetsifikatsioonid põhinevad IEEE 802.3 ja OIF tööl ning määratlevad komponentide, moodulite ja süsteemi{1}}taseme koostalitlusvõime nõuded elektriliste ja optiliste liideste vahel. Saadaval on ka räni: DSP-de poolest paremini tuntud Marvell on teatanud a200 G-per-raja TIA ja laserdraiveri kiibistiksuunatud 800G ja 1,6T lineaarsetele linkidele.

Spetsifikatsioon, räni ja tarnetoode on kolm viiest asjast, mis moodustavad "peavoolu". Ülejäänud kaks - laiaulatuslikku mitme -müüja tootmist ja enamus turuosa - ei ole veel saabunud. Cignal AI hinnang OFC 2025 järgselt oli, et 100G-per-LPO 800G sagedusel on hilja turule toomine ja tõenäoliselt hõivab pikas perspektiivis vaid väikese osa pistikseadmetest, peamiselt seetõttu, et suur osa olemasolevast andmekeskuse infrastruktuurist on loodud DSP-ühilduvuse järgi. Vahepeal on LightCounting prognoosinud, et tehisintellekti klastrite -vähendamise ja suurendamise{12}}võrkude kombineeritud LPO ja CPO turg kahekordistub 2024. aasta 5 miljardilt dollarilt 2026. aastal enam kui 10 miljardile dollarile. Need kaks seisukohta ei ole vastuolus: kiire kasv väikesest baasist on endiselt väike baas. Laiemaks lugemiseks selle kohta, milliseid moodulitehnoloogiaid tarnitakse või demonstreeritakse, vaadake meie kokkuvõtetmis oli tõeline ja mis järgmiseks OFC 2026-l.

Hosti ja lüliti ühilduvus: mida enne ostmist kontrollida

Kõige eksitavam väide LPO kohta on see, et identsed vormitegurid tähendavad{0}}ühilduvuse langust olemasolevate lülititega. Puur võtab mooduli vastu; see ei ütle midagi selle kohta, kas link suletakse.

Mõned platvormid toetavad tõepoolest lineaarseid mooduleid ilma riistvara muutmiseta - Broadcom-põhised Juniper QFX-lülitid on dokumenteeritud juhtum ja Arista on Broadcom TH5 ühilduvust pikema aja jooksul näidanud. Kuid tugi on konkreetsete platvormide, mitte ühendatava vormiteguri omadus. Enne kohustuse võtmist tehke oma lüliti ja võrguühenduse müüjatega läbi järgmised toimingud.

• Hosti SerDesi võimalus.Kas ASIC-i SerDe-d pakuvad edastuse ja vastuvõtu võrdsustamist, mis on vajalik lineaarse lingi sulgemiseks ilma mooduli-retsimiseta?
• Elektrikanali kaotuse eelarve.Kui suur on selle konkreetse plaadi sisestamise kadu ASIC-lt puuri ja kas see jääb spetsifikatsiooni piiridesse?
• FEC käsitsemine.Kinnitage, millist FEC-skeemi rakendatakse, kus see töötab ja kas see on lingi otsast lõpuni lubatud.
• Spetsifikatsiooni versioon.Millise LPO MSA spetsifikatsiooni kohaselt vastab moodul nõuetele - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO – ja kas host on kvalifitseeritud samale spetsifikatsioonile?
• Mudeli häälestamine.Kas platvorm häälestab linke automaatselt või vajab pordi kohandamist-? Küsige, mis juhtub, kui moodulit põllul vahetatakse.
• Koostalitlusvõime tõendid.Taotlege selle mooduli tulemusi selle hosti vastu - ei ole üldine koostalitlusvõime nõue ega tulene erinevast lüliti genereerimisest.
• Reach ja kiutaim.Kontrollige määratud ulatust oma tegeliku kaablipikkuse, pistikute arvu ja kadude eelarvega. Struktureeritud kaabelduse valikud nagu16-kiuline MPO 800G linkide jaoksmõjutada optilist varu, millega moodul peab töötama.
• Termiline ümbrik.Kinnitage mooduli korpuse nimitemperatuur vastavalt teie šassiis saadaolevale õhuvoolule soovitud porditihedusega.
• Toetuse piir.Määrake kirjalikult, kellele link kuulub, kui marginaalne{0}}BER-probleem ületab hosti/mooduli piiri.

• 

Piirangud ja operatsiooniriskid

LPO tasakaalustatud hinnangud nimetavad järjekindlalt samu kompromisse -ja ükski neist ei ole tehingute katkestaja -, kuid kõik need on töö.

• Lühem ulatus.Ilma -mooduli DSPta on lingi BER kõrgem, mis piirab kaugust. Avaldatud LPO spetsifikatsioonide eesmärk on lühike ulatus; see on intra-rack ja lühike intra-rea tehnoloogia, mitte ülikoolilinnaku või DCI tehnoloogia.
• Õhuke lingi veeris.DSP-moodul neelab halvenenud kanali. Lineaarne moodul katab selle. Määrdunud pistikud, marginaalsed plaastrijuhtmed ja -spetsiifiline-kanalikadu kuvatakse pigem vigadena kui vaikselt parandatuna.
• Raskem tõrkeotsing.Vea isoleerimine hõlmab nüüd hosti, plaadikanalit ja moodulit. Meeskonnad, kes on harjunud lingi tõrke kõrvaldamiseks moodulit vahetama, vajavad uusi protseduure.
• 200 G-raja kohta-raskusastmega.Täiustatud SerDesi keerukus muudab ühilduvuse saavutamise 200 G raja kohta oluliselt raskemini saavutatavaks kui 100 G korral ning varasemate 1,6 T LPO rakenduste kohta on teatatud üle 30 W -, mis alandab võimsuse argumendi täpselt sellisel kiirusel, kus see oleks kõige väärtuslikum.
• Kvalifitseerimise kulu.Mitme -müüja koostalitlusvõime eeldab pigem tahtlikku testimist, mitte eeldamist. Eelarve laboriaeg.
• Usaldusväärsuse andmed.Vähem komponente paketis on mõistlik teoreetiline alus mooduli parema töökindluse loomiseks, kuid see on hüpotees, mitte välja{0}}tõrkestatistika. Küsige kõigilt tarnijatelt, kes nõuavad paremat rikete määra populatsiooni suuruse, vaatlusperioodi ja võrdluse lähtetaseme kohta.

Kus LPO-l on mõtet - ja kus mitte

Head kandidaadid

• Intra-rack ja lühikesed reasisesed-lingid tehisintellekti koolitus- ja järeldusklastrites, 100 G raja kohta, platvormil, millel on müüja-kinnitatud LPO tugi.
• Juurutused, kus šassii või riiuli termiline kõrgus -, mitte elektriarve - on piirang, mis tegelikult blokeerib täiendamise.
• Latentsus-tundlikud kangad, kus hüppe-vaheaja viivituse eemaldamisel on mõõdetav töökoormuse väärtus.
• Greenfield ehitab, kus hostplatvormi, moodulit ja kaabeldust saab enne pühendumist koos kvalifitseerida.

Kehvad kandidaadid

• Mis tahes ulatus, mis ületab spetsifikatsiooni ja teie kahjueelarve, toetab.
• Heterogeensed mahajäetud põllud, kus moodulid peaksid töötama mitme põlvkonna vahel erinevatelt müüjatelt.
• Väga lühikesed{0}}rack ühendusedotse kinnitada vasest sõlmedvõi aktiivvask oleks lihtsam ja odavam. Asjakohane küsimus pole sageli mitte "LPO või DSP", vaid see, kas link vajab üldse optikat - meie võrdlusvask ja kiud AI andmekeskusteskaaned, kus igaüks laguneb.
• 1.6T lingid tänapäeval, kus LRO on üldiselt praktilisem lähiaja -vastus.
• Keskkonnad, millel pole linkide kvalifitseerimiseks laboratoorseid võimeid või ilma operatiivmeeskonnata, kes on valmis juhtima linkide{0}}otsast-häälestamist.

Korduma kippuvad küsimused

Kas LPO vähendab andmekeskuse elektriarveid 40%?

Ei. Umbes 40–50% on mooduli-taseme sääst võrreldes võrreldava DSP-mooduliga sama kiiruse ja ulatusega. Rajatise elektrikulu sisaldab kiirendeid, protsessoreid, mälu, salvestusruumi, lüliti ASIC-sid, võimsuse muundamise kadusid ja mehaanilist seadet. AI-rajatistes moodustab optika sellest kogusummast väikese osa, nii et rajatise{6}}taseme efekt on enamikus mudelites protsendi murdosa - vt ülaltoodud näidet.

Kas LPO-mooduleid saab kasutada minu olemasolevates lülitites?

Puur võtab nad vastu. See, kas link sulgub, oleneb host-ASIC-ist, selle SerDes-i võimalustest, plaadi kanali kadumisest, FEC-i konfiguratsioonist ja haldustoest. Mõned platvormid toetavad LPO-d ilma riistvara muutmiseta; paljud ei tee seda. Käsitlege ühilduvust kui platvormipõhist-küsimust, mille peate oma teenusepakkujaga kinnitama.

Kui kaugele võib LPO link ulatuda?

Avaldatud LPO MSA spetsifikatsioonid sihivad lühikest katvust, 400G-FR4-LPO toetab vähemalt 500 m üle ühe-režiimi kiupaari. Tegelik kasutatav kaugus teie tehases sõltub pistikute arvust ja kogukao eelarvest. LPO ei ole pika ulatusega ega sidus tehnoloogia.

Kas LPO on parem kui CPO?

Nad optimeerivad erinevate asjade jaoks. CPO integreerib optika lülitipaketiga ja võib saavutada väiksema võimsuse pordi kohta, kuid muudab hooldatavuse, säästmise ja rikete{1}}domeeni mudelit. LPO säilitab ühendatava töömudeli ja sellega kaasneb väiksem integratsioonirisk väiksema võimsusega. Aus vastus sõltub konkreetsest CPO- ja LPO-rakendusest, määrast ja sellest, kuhu te võrdlemisel süsteemipiiri tõmbate.

Mis vahe on LPO ja LRO vahel?

LRO eemaldab DSP ainult vastuvõtuteelt, hoides seda saatmisel, nii et saatja vastab IEEE 802.3 signaali terviklikkuse nõuetele. See loobub mõningasest energiasäästmisest vastutasuks madalama lüli BER, pikema ulatuse ja lihtsama koostalitlusvõime eest. 200 G sõiduraja kohta eeldatakse, et LRO on lähiajal praktilisem valik.

Kas LPO on tootmiseks piisavalt usaldusväärne?

Spetsifikatsioonid, koostalitlusvõime testimine ja tarnimistooted on kõik olemas ning mitmed platvormid toetavad tootmises LPO-d. Mida veel avalikult ei eksisteeri, on suured-mahulised, mitme-aastased ja mitme -müüja väljade usaldusväärsuse andmed. Kvalifitseeruge oma platvormil, selle asemel, et tugineda üldisele väitele.

Millal saab LPO lühikese katvuse{0}}linkide vaikeväärtuseks?

See on prognoos, mitte fakt, ja ennustajad ei nõustu sellega. LightCounting prognoosib AI võrkude kombineeritud LPO ja CPO segmendi tugevat kasvu. Cignal AI eeldab, et 800G LPO jäädvustab pikas perspektiivis vaid väikese osa ühendatavatest seadmetest, kuna olemasolev infrastruktuur loodi DSP-ühilduvuse põhjal. Planeerige pigem oma platvormi tegevuskava kui kummagi ennustuse järgi.

Kokkuvõte

LPO on tõeline tehnoloogia, millel on tõeline ja hästi{0}}dokumenteeritud mooduli-taseme eelis: ligikaudu 40–50% madalam võimsus kui võrreldaval DSP-moodulil, pluss paar nanosekundit väiksem latentsus hüppe kohta – ühendatavas paketis teie operatiivmeeskond juba teab, kuidas sellega hakkama saada. Avaldatud on kaks mitme-allika spetsifikatsiooni, räni on saadaval ja konkreetsed lülitusplatvormid toetavad seda täna.

See on ka tehnoloogia, mis edastab töö moodulilt süsteemiintegraatorile. Link sõltub nüüd hosti SerDesi võimekusest, kanali kadumisest ja otsast-otsani häälestamisest, katvus on piiratud, varu on väiksem ja 200 G-raja kohta Õige viis selle hindamiseks on platvormi ja lingiklassi - kaupa, mitte kõikehõlmavat-otsust ega ühe protsendi alusel. Kui töötate läbi selle otsuse kaablite ja ühenduste poole, siis meieandmekeskuste ühenduvuslahendusedhõlmavad kiudjaama ja struktureeritud kaablite valikuid, mis määravad, kui suure optilise varuga peab iga moodul - lineaarne või muul viisil - töötama.