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隨著AI技術(shù)的廣泛應(yīng)用，企業(yè)和組織對智算中心的需求不斷增加。各行各業(yè)都希望通過AI技術(shù)改進(jìn)業(yè)務(wù)流程、提高效率，創(chuàng)造更多價(jià)值。為了獲得技術(shù)和市場競爭優(yōu)勢，推動企業(yè)組織不斷投資和創(chuàng)新，以建設(shè)更強(qiáng)大、更高效的智算中心，一定程度上引燃了智算中心建設(shè)的競賽。

由于智算中心的建設(shè)，光模塊市場將成為一個(gè)重要的增長點(diǎn)，預(yù)計(jì)在技術(shù)層面和需求層面將帶來深刻的變革。受益于不斷發(fā)展的應(yīng)用場景和快速增長的市場需求，據(jù)LightCounting預(yù)測，未來5年光模塊市場總量仍將保持持續(xù)增長勢頭。

(資料圖片僅供參考)

資料來源：LightCounting

光模塊從2007年問世以來，一直在不斷演進(jìn)。隨著光模塊速率提升，功耗、成本和尺寸問題已經(jīng)成為發(fā)展的限制因素。同時(shí)，隨著智算中心的快速發(fā)展，對光模塊也提出了新的要求：

1. 高速化要求：智算中心需要處理大規(guī)模的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳輸和處理。目前，已經(jīng)商用的100G、400G和800G等高速光模塊正在不斷推進(jìn)更高速率的開發(fā)。未來，為了滿足日益增長的數(shù)據(jù)傳輸需求，光模塊將繼續(xù)朝著更高的速率發(fā)展。

2. 小型化要求：智算中心的服務(wù)器和設(shè)備密度很高，需要大量的光纖布線來連接各個(gè)設(shè)備。然而，傳統(tǒng)的光模塊在尺寸和布線密度方面存在一定的限制。為了滿足高密度布線的需求，光模塊通過采用先進(jìn)的封裝技術(shù)和集成電路設(shè)計(jì)，不斷減小體積，從而實(shí)現(xiàn)更高的端口密度和更靈活的布局。

3. 低功耗要求：智算中心對能源消耗和管理效率有較高的要求。光模塊的功耗是影響整個(gè)光通信系統(tǒng)能效的關(guān)鍵因素之一。為了降低功耗，光模塊采用了更高效的光電子器件、低功耗的驅(qū)動電路和節(jié)能的封裝技術(shù)。

4. 靈活性要求：智算中心的需求不斷變化，需要靈活的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。光模塊的可插拔性使得網(wǎng)絡(luò)配置和升級更加靈活和方便，可以根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的光模塊類型、傳輸速率和協(xié)議，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

可見，在未來的智算中心建設(shè)中，只有具備高速化、小型化、低功耗和靈活性的光模塊，才能為高速、高密度、可靠的光通信系統(tǒng)提供更有效的支持。

然而，目前高速傳統(tǒng)光模塊中使用DSP（高速數(shù)字處理芯片）來對高速信號進(jìn)行信號處理。雖然DSP具有數(shù)字時(shí)鐘恢復(fù)功能和色散補(bǔ)償功能，能夠以較低的誤碼率實(shí)現(xiàn)信號恢復(fù)，但它也帶來了較高的功耗和成本開銷。例如，400G光模塊中使用的7nm DSP功耗約為4W，占整個(gè)模塊功耗的50%。據(jù)Macom的數(shù)據(jù)顯示，具有DSP功能的800G多模光模塊的功耗甚至可超過13W。

資料來源：Macom ，OFC 2023

為了降低功耗和成本，并滿足高速、高密度光通信連接的需求，以及光網(wǎng)絡(luò)靈活性和可升級性的需求，LPO（線性驅(qū)動可插拔光學(xué)模塊）應(yīng)運(yùn)而生。LPO技術(shù)采用了線性直驅(qū)的方式，將DSP替換為具備高線性度和EQ功能的TIA（跨阻放大器）和DRIVER（驅(qū)動芯片），從而大大降低了功耗和延遲。

Linear-drive Pluggable Optics技術(shù)路線

LPO技術(shù)具有以下優(yōu)勢：

1. 低功耗：相較于可插拔光模塊，LPO光模塊功耗降低了約50%。采用Linear-drive方案后，硅光和VCSEL的功耗也下降了約50%，同時(shí)還能減少組件內(nèi)的發(fā)熱現(xiàn)象；

2. 低成本：LPO技術(shù)具有較低的成本。盡管DSP的價(jià)格較高，在400G光模塊中，DSP的BOM成本約占20-40%。而在LPO方案中，Driver和TIA內(nèi)集成了EQ功能，雖然成本會稍有上漲，但整體上光模塊成本仍能得到大幅下降；

3. 低延時(shí)：通過去除DSP芯片，采用高線性度、具備EQ功能的TIA和DRIVER芯片，系統(tǒng)可以減少信號復(fù)原時(shí)間，從而大幅降低延遲，實(shí)現(xiàn)皮秒級別的延遲時(shí)間；

4. 可插拔：在LPO方案中，光模塊的封裝形式?jīng)]有顯著改變，采用可插拔設(shè)計(jì)，方便插入和拔出光學(xué)模塊，使得光學(xué)連接更加靈活和方便。這種設(shè)計(jì)簡化了光纖布線和設(shè)備維護(hù)，提高了系統(tǒng)的可管理性和可維護(hù)性；

LPO技術(shù)優(yōu)勢

總體而言，LPO（Linear-drive Pluggable Optics）技術(shù)具有低功耗、低成本、低延時(shí)和可插拔性等技術(shù)優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得它成為一種靈活、高效的光學(xué)連接解決方案，未來在高速光通信、智算中心和云數(shù)據(jù)中心場景扮演重要角色，并成為光模塊市場主要增長點(diǎn)。作為智算中心網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)軍者，銳捷網(wǎng)絡(luò)（301165）致力于為客戶提供全面的網(wǎng)絡(luò)解決方案和IT服務(wù)，推動行業(yè)發(fā)展和創(chuàng)新，使客戶與未來更緊密地連接。銳捷網(wǎng)絡(luò)將持續(xù)創(chuàng)新，引領(lǐng)智算中心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展潮流。