互联网和智能终端的快速应用使全球数据量爆发式增长 ,极大地推动了以高速路由器 ,超等盘算和存储为焦点的高性能超算中心(HPC)和数据中心市场的生长。有源光缆产品是这些焦点设备之间的主要互连方法之一, 来自CIR的有源光缆市场研究报告显示 ,其市场规模2012年抵达7.2亿美元 ,预计2017年这一数字翻一倍 ,抵达19亿美元 ,前景可观。

随着提供40G/100G端口的效劳器 ,交换机等设备在数据中心的逐步规模商用 ,关于高速光互连产品的需求也越来越多 ,目今海内器件厂商不绝研发和立异光互连技术 ,对高速集成并行光学?楹透咂敌藕磐暾约际踅猩钊肜斫夂脱芯。光互连产品的要害需求在于高速率 ,高密度 ,低本钱 ,低功耗。目前市场主流高速光互连产品包括10Gbps SFP+ AOC ,40Gbps QSFP+AOC ,56G QSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。

下图为CIR报告的光互连AOC的市场预计。

高速光互连技术的显著优势和应用

数据中心/云盘算系统在更高带宽和更低功耗上的需求越来越迫切 ,AOC有源光缆是满足此需求的最优解决计划之一。AOC有源光缆与互联铜缆相比拥有许多显著的优势, 好比在系统链路上的传输功率更低 ,重量仅为直连铜缆四分之一 ,体积略为铜缆的一半 ,并且在机房布线系统中具有更好的空气流动散热性 ,光缆的弯折半径比铜缆做得更小 ,传输距离更远(可以抵达100~300米) ,且产品传输性能的误码率也更优 ,BER可以抵达10^-15。与光收发?橄啾, AOC有源光缆由于保存不过露的光接口 ,不保存光接口清洁和被污染的问题 ,系统稳定性和可靠性大大提升 ,并且降低机房维护本钱。

高速光互连产品40Gbps QSFP+ AOC 和120Gbps CXP AOC不再接纳古板可插拔收发器中TOSA/ROSA的结构设计 ,而使用高度集成的阵列光引擎焦点器件技术。下图是40G QSFP+的示意图。   

在PCBA上接纳COB(Chip on Board)集成技术,实现一体化模式——封装小 ,速率高 ,功耗低(QSFP+功耗低于1.5W ,CXP功耗低于2.5W)。在发射端 ,阵列光学引擎同时处理多个高速电通道, 将其转换为多路光信号, 再将这些光信号组合在一起, 通过一条12芯(24芯)MPO高密度光缆将这些信息传送到云盘算系统或数据中心机房的下一个节点。在接收端 ,阵列光学引擎将MPO光缆内的光信号转换回电信号 ,将多路电信号传送至设备上处理. 这些产品完全适用infiniband互联应用场景 ,同时切合以太网IEEE 802.3ba.在数据中心和云盘算系统领域 ,阵列光学引擎技术已经广泛应用于有源光缆产品——效劳器和交换机之间互联。

 

 

可是光学引擎技术也面临很大的挑战 ,焦点的激光器被少数国际大厂商垄断 ,价格不菲 ,且激光器的驱动和限幅放大芯片之间焊接技术也影响着制效果率 ,制约着海内厂商大幅推广;谡庑┰, 一体化集成的硅光子技术是未来光互连技术的生长趋势—将整个光学引擎整合在硅晶平台上 ,集成所有须要的功效 ,实现更低本钱 ,更简单的制成工艺 ,建立起更高密度的光传输系统。

 

在数据中心机房中 ,提供种种高速光通信端口的设备(效劳器 ,交换机和HBA等)之间需要通过线缆连接在一起 ,配合运作。那么如何解决任意两种设备的互连呢?好比10G SFP+和40G QSFP+的设备。有源光缆QSFP+转4个SFP+AOC的光互连产品成为实现息争决QSFP+和SFP+设备互连的最佳计划。