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可插拔光模块与光电共封装技术的融合发展路径

引言



光通信收发器技术的演进在电信行业中创造了一个引人深思的分化现象,两种截然不同的技术路径——可插拔光收发器和光电共封装(CPO)技术——正在服务于不同的市场需求。本文通过五个关键观察点,探讨这些技术如何协同发展而非相互竞争[1]。

02

需求分化带来的技术挑战

现代数据中心面临日益复杂的需求,这些需求将收发器的技术要求推向了相反的方向。传统可插拔收发器在网络运营商重视的领域表现出色,包括成熟的供应链、运营专业知识的分离、互操作性、链路多样性和可维护性。这些特性使可插拔光模块在追求可靠性和标准化优于尖端性能指标的环境中特别具有吸引力。

图1:CPO和可插拔收发器满足不同市场需求的对比图,显示CPO专注于新供应链、带宽密度和功率效率,而可插拔光模块强调成熟供应链、运营专业知识分离、互操作性、链路多样性和可维护性。


相反,CPO技术针对需要最大带宽密度和功率效率的应用场景,即使这需要建立新的供应链和运营模式。这里的关键洞察是,这些需求并非相互排斥——而是代表不同的优化优先级,而非不兼容的技术路径。


03

高性能sockets作为桥接方案

业界已经认识到基于sockets的解决方案能够有效桥接这些看似对立的需求之间的差距。高性能插座,包括可插拔CPO、CPX Socket和可插拔CPC配置,提供了一个令人信服的中间方案,能够从两种技术范式中获得优势。

图2:高性能sockets如何满足CPO和可插拔两种范式的大部分需求,展示了可插拔CPO、CPX Socket和可插拔CPC技术在两个极端之间的物理实现。


这些基于Sockets的方法保持了传统可插拔光模块的互操作性和可维护性优势,同时实现了与CPO实现相关的大部分带宽密度和功率效率优势。这种混合方法代表了一种实用的工程解决方案,既承认了现实世界部署约束,又推动了性能边界的发展。


04

通道速率演进与市场细分

向400G通道的发展创造了有趣的市场动态,这实际上可能会扩大可插拔和CPO应用之间的差距。这种演进表明,最优解决方案涉及多种技术的共存:200G通道、400G通道、可插拔光模块和CPO系统各自服务于特定的使用场景。

图3:200GBaud PAM4技术的技术实现,包含TDECQ测量结果,以及纵向扩展400G CPO应用与横向扩展200G可插拔应用的对比,展示了不同通道速率如何服务于不同的市场细分。


纵向扩展应用,特别是那些在受限空间内需要最大带宽密度的应用,自然倾向于400G CPO解决方案。与此同时,横向扩展和前端应用继续受益于利用成熟供应链和运营实践的200G可插拔实现。


05

组件生态系统的扩展

CPO的实施催化了除硅基光电子chiplet之外全新光学组件市场的发展。现代CPO系统需要多种组件类型的精密集成,包括光纤连接单元、硅透镜阵列、保偏光纤系统和边耦合激光器assembly。

图4:CPO实现所需的完整组件生态系统详细系统图,包括硅基光电子收发器、FA+MT+FSI组件、FAU+其他光学器件、硅透镜阵列,以及围绕中央交换机架构集成的各种其他光学构建模块。


这种组件多样化为专业供应商创造了机会,同时突出了与传统可插拔方法相比,CPO供应链管理的复杂性。


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经济现实与市场预测

尽管技术不断进步,经济因素可能会使可插拔收发器在2030年前保持主导地位。CPO成本结构不会从推动半导体经济学的摩尔定律扩展优势中受益。相反,CPO成本在低产量时主要由良品率损失主导,在较高产量时则由光学组件的物料清单成本主导。

图5:LightCounting提供的2024年至2030年可插拔光模块与CPO技术相对市场规模的市场预测图表,说明可插拔收发器在整个期间将保持主导市场地位。


拥抱互补的发展路径,而非将这些技术视为竞争替代方案,代表了行业持续演进最务实的方法。通过理解每种技术的独特优势和适用场景,行业能够更好地优化资源配置,满足不断演变的市场需求,推动光通信技术的整体发展。

参考文献


[1] V. Bhatt, "Pluggables and CPO: Five observations - Embrace complementary paths forward," presented at LightCounting Virtual Conference on Co-Packaged Optics, Session 1, Jul. 2025.

END


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