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一分钟了解400G光模块中的COBO封装

虽然COBO封装的模块不能插拔,但是在超越400Gbps的传输速率场景下,几乎没有任何其他更好的替代方案。

早在去年的美国OFC展会上,国内外供应商纷纷展出了400G光模块。

比如Mellanox展示了400Gbps OSFP, QSFP-DD光模块以及AOC, Intel也在现场演示了相关的400G产品。

为了帮助用户提早部署400G, 易飞扬(Gigalight)正在有计划的进行400G光模块等产品的重点研发,并且取得了相应成果。

400G光模块封装

光模块的封装选择是研发人员绕不开的话题,由于信号完整性、散热等方面的技术需求,以及产品成本的市场压力,集成无源器件、非气密性封装等简约化设计成为当前降成本、提升产品可靠性的重要方式。

400G光模块产品的封装主要分为QSFP-DD, OSFP, CFP8, COBO以及CDFP等;其中QSFP-DD和OSFP有望成为主流封装,下表简单列出优劣势比较。

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QSFP-DD封装由于其优秀的向后兼容性、小尺寸等优点获得当前厂商较多的赞成票数。

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那么400G以上的速率呢?上图给出了一个光模块封装的演进示意图。

另一种封装——COBO

COBO(Consortium for On-Board Optics)方案相对来说比较陌生——它和之前封装命名的方式几乎没有关系。

COBO封装由板载光学联盟发起,并于2018年发布了支持400Gbps和800Gbps速率的Release1.0规范,主要面向数据中心网络(DCN)客户侧产品和线路侧相干传输模块两个方向

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COBO封装以及种类(来自AOI)

 

COBO制定了两个高速电气接口和三个模块类别,光模块从交换机表面搬到了设备内部

电气接口
• 8通道,每通道速率为50Gbps, PAM4调制;• 16通道,用于800Gbps的速率应用。
模块种类
• A类模块用于400G多模光模块接口,比如400G SR8;• B类模块用于更高功率的IEEE接口,比如400G DR4和400G FR4;• C类模块要求最为苛刻,功耗很高,比如相干产品400G ZR。

COBO封装的优势

COBO主席兼微软Azure基础设施首席网络架构师布拉德.布斯说:“虽然当前的可插拔模块可以解决400G的问题,但是如果我们必须在一个模块中实现1T以上的速率,那么除了COBO以外没有更好的选择。”

COBO的出现解决了超高速率传输下的电力消耗以及散热等难题
• 流量挑战
400Gbps以上的速率,传统的PCB工艺已经逐渐走向工艺极限;每隔两三年流量翻倍的时代, I/O电路设计消耗了大量功率。

• 系统挑战

现有密集的可插拔模块设计严重阻碍了面板周围有利于冷却的气流,这对于信号完整性设计和散热能力是严重的考验。

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交换机实物场景下几种封装方式比较(来自AOI)

展望

虽然COBO封装的模块不能插拔,但是在超越400Gbps的传输速率场景下,几乎没有任何其他更好的替代方案。下图展示了COBO联盟的部分成员,易飞扬(Gigalight)也是其中之一。

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基于VCSEL激光器的数据中心短距离产品一直是易飞扬(Gigalight)的优势区域,近年来公司在相干领域也取得了重大突破。在未来的COBO方案上,易飞扬(Gigalight)会取得更大的成就。了解更多:https://www.gigalight.com/cn/solutions-803.html

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