Itinéraire d'évolution du module optique OSFP 800G

Voie 1 : Voie EML

Le module optique 800G DR8 OSFP adopte huit lasers EML 100G, avec un grand nombre de lasers et un coût élevé, ce qui est l'une des solutions les plus matures de la technologie actuelle. À l'avenir, il est prévu de réaliser OSFP 800G DR4, divisez par deux le nombre de lasers, réduisez le coût et, à long terme, il devrait être proche du prix des modules optiques 400G.

Voie 2 : le silicium Photonics Itinéraire

La photonique sur silicium 800G adopte actuellement une solution d'entraînement à double laser, qui réutilise la solution 400G DR4 actuelle. Le coût est inférieur à celui du programme EML. À l’avenir, il évoluera vers un système de pilotage à laser unique, utilisant un modulateur au niobate de lithium à couche mince pour réduire la perte sur le trajet optique. Il peut réaliser un seul laser CW pilotant 8 signaux optiques. Il est encore au stade de l’échantillon, le délai de production en série n’est pas déterminé.

La solution photonique sur silicium à laser unique devrait atteindre une production de masse en 2025. D'ici là, le coût du module optique en silicium 800G DR8 sera encore réduit, mais le courant dominant reste un système photonique sur silicium à double laser.

Route d'évolution OSFP 800G 2xFR4

Le 800G 2xFR4 utilise 2 ensembles de lasers CWDM 4G EML à 100 longueurs d'onde, chaque ensemble contenant 4 lasers. À l’avenir, il évoluera en FR4 en utilisant 4 lasers EML CWDM de longueur d’onde 200G.

Parce que 800GFR4 nécessite des lasers CWDM à 4 longueurs d'onde, la solution photonique au silicium devra également utiliser des lasers CWDM à 4 longueurs d'onde. Par conséquent, le schéma photonique sur silicium ne présente aucun avantage en termes de coût. Le système EML est le système dominant et aucun fabricant n’étudie le système photonique sur silicium pour l’instant.

Itinéraire d'évolution OSFP 800G SR8

Le 800G SR8 adopte 8 lasers VCSEL avec une distance de transmission de 50m (OM3). En raison de la courte distance, les scénarios d'application sont plus limités que le 400G SR8. En comparant la distance de transmission des modules émetteurs-récepteurs optiques SR 10G, 25G, 50G et 100G, nous pouvons voir que plus le débit monocanal du laser VCSEL est élevé, plus sa distance de transmission est courte.

Alors que le taux de modules optiques à canal unique devient de plus en plus élevé, le VCSEL est entré dans une période de goulot d'étranglement. On s'attend à ce qu'au moment de l'ère du module optique 1.6T, si le Module optique 1.6T utilise un laser VCSEL, la distance sera encore raccourcie. Au choix des clients, la solution de câble de 1.6 T sera une meilleure option en termes de coût. Par conséquent, on s’attend à ce que le laser VCSEL se retire du marché des modules optiques 1.6T à l’avenir.

Du CPO au LPO

CPO

Par rapport à la solution traditionnelle, comme le montre la figure ci-dessus, la solution CPO réduit une puce DSP, ce qui réduit encore la consommation d'énergie et les coûts. Dans le même temps, la solution CPO adopte la forme de co-encapsulation optoélectronique, encapsulant directement la puce de commutation (qui réalise la fonction de conversion optoélectronique) sur le module optique, réduisant ainsi la perte de signal électrique du commutateur vers le module optique, réduisant ainsi le retard et la consommation d’énergie globale.

Cependant, des problèmes surviennent également en raison du co-packaging optoélectronique. Étant donné que la puce du commutateur doit être emballée dans le module optique, le fait que l'emballage soit effectué par le module optique ou par le fabricant du commutateur devient un problème. De plus, si un groupe de puces optoélectroniques est cassé, comment le réparer et qui le réparera sont des problèmes techniques. Par conséquent, il faudra au moins trois ans pour une production et une application de masse à grande échelle, ou bien il pourrait rester à l’état conceptuel pendant longtemps.

LPO

Alternative à la solution traditionnelle, la solution LPO a suscité un large intérêt depuis son lancement. La solution LPO utilise la technologie d'entraînement direct linéaire LPO pour remplacer le DSP, et utilise les puces TIA et DRIVER à haute linéarité et fonction EQ, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie. Cependant, la latence est améliorée et le BER du système ainsi que la distance de transmission sont sacrifiés. Par conséquent, le LPO est utilisé temporairement dans des zones spécifiques (courtes distances) mais pourra être utilisé à l'avenir jusqu'à 500 m pour répondre à la plus grande demande dans les centres de données.

La technologie LPO dépend fortement de l'ouverture et de l'amélioration des performances de la puce de commutation, comme le Tomahawk5 du T51.2T dans la récupération du signal pour améliorer la fonction. Dans l’ensemble, le LPO, en tant que forme d’emballage pour modules optiques, constitue une voie technologique évolutive vers le bas pour les modules optiques enfichables, plus facile à réaliser et plus déterministe que la solution CPO.

Résumé

• La solution laser EML sera le schéma principal de Modules optiques 800G au cours des deux prochaines années, et la demande d’EML augmentera considérablement.
• Le système photonique sur silicium présente plus d'avantages en termes de coûts que la solution EML, mais la production de masse présente certains défis et la fiabilité à long terme nécessite une vérification plus approfondie.  
• Les modules optiques 4X200G 800G de nouvelle génération apporteront davantage d'avantages en termes de coûts, et le coût à long terme devrait être proche de celui des modules optiques 400G.
• Les modules optiques LPO présentent des avantages en termes de puissance et de coût et apportent de la valeur aux utilisateurs, mais il faudra un certain temps pour s'installer car ils sont confrontés à de nombreux défis techniques.