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浅谈LPO线性驱动光模块
发布时间:2024-04-25
作者: Lu Bai
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近年来,5G和人工智能的广泛应用,推动着光通信行业迅速发展。随着数据中心网络速率的不断提升,从400G到800G、1.6T,乃至未来可能的3.2T,光通信行业的技术创新和产业升级也在加速进行。随着传输速率的提升,为了解决光通信速率攀升带来的能耗问题,行业进行了大量的技术探索。近期第十九届OFC展会上,行业中又一新技术名词备受关注,这就是——LPO


* 图1  数据中心连接速率发展路线



LPO的定义及构成

LPO(Linear-drive Pluggable Optics)光模块采用线性驱动技术,去除DSP,降低功耗和成本,适用于短距离、高带宽、低功耗和低延迟的数据通信需求。LPO利用专用的组件,包括ASIC基板、ASIC(重定时器)和ASIC芯片,来优化信号处理,并在光通信系统中实现高效的即插即用功能。

* 图2  传统光模块和LPO光模块技术原理对比


LPO光模块传输,就是电信号变成光信号,光信号又变成电信号的过程。

在发送端,信号经过数模转换(DAC),从数字信号变成模拟信号。

在接收端,模拟信号经过模数转换(ADC),又变成数字信号。光模块中主要的电芯片包括DSP、激光驱动器(LDD)、跨阻放大器(TIA)、限幅放大器(LA)、时钟数据恢复芯片(CDR,Clock and Data Recovery)等。



LPO和CPO的功能对比

LPO和CPO作为两种备受瞩目的光学技术,LPO是线性驱动可插拔模块,CPO是光电共封装模块。


* 图3  CPO与LPO封装示意图


1. 集成方式:

● CPO技术将光学器件(如激光器、调制器、接收器等)与芯片封装在一个小型封装模块中,直接放置在芯片表面,实现光学器件与芯片的高度集成。

● LPO技术是通过利用激光加工技术直接在硅片上形成光学器件,将光器件整合到硅芯片中,实现光电一体化。


2. 设计灵活性:

● CPO技术提供了更大的设计灵活性,允许光学器件和芯片在封装阶段集成,可以相对容易地实现定制化设计和灵活的配置。

● LPO技术在硅片上直接形成光学器件,相对灵活度较低,一般需要在制造过程中确定器件设计,无法像CPO技术那样灵活调整和定制。


3. 应用场景:

● CPO技术通常应用于数据中心和高性能计算环境等需要高密度、低功耗的场景,以提高数据传输效率。

● LPO技术一般适用于需要在硅芯片上集成光学器件的场景,可以为传感器、LiDAR(光雷达)等领域提供更集成化的解决方案。


* 图4  LPO与CPO性能对比


与传统光模块相比,LPO光模块的优势主要体现在功耗、成本、延迟和维护四个方面。总的来说,LPO是可插拔光模块向下演进的技术路线,相较于CPO方案更容易实现、确定性更强,LPO将是未来800G时代最具潜力的技术路线。


但目前看来,LPO技术的标准化仍处于早期阶段,可能存在一些互操作性问题。因此,LPO技术的实施对技术能力有一定的高要求,包括设计技术规范和解决方案的能力、调查设备和光模块的边界条件、以及进行大量的集成和互操作性测试。


在早前,爱德泰便前瞻性地投入研发,推出各种可应用于LPO光模块的短纤组件。这些组件设计精良,性能卓越,支持从40G到800G不同传输速率光模块配套的产品方案。高度集成的设计,不仅大幅提升了数据传输的效率和稳定性,同时也为用户提供了更加灵活和便捷的应用体验。

* 图5  爱德泰微光连接产品


爱德泰始终坚持以客户需求为导向,以技术创新为驱动。我们相信,凭借卓越的产品性能和完善的服务体系,爱德泰的短纤组件一定能够在光通信领域大放异彩,为客户创造更多的价值。


LPO技术的发展标志着光模块技术的重要突破,在低功耗、经济性、低延迟和易维护等关键问题需要关注的情况下,LPO光模块是提高光通信系统效率和性能的理想选择。

据QYResearch调研团队最新报告《全球LPO光模块市场报告2023-2029》显示,预计2029年全球LPO光模块市场规模将达到6.8亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为27.0%。随着AIGC浪潮的发展,数据中心光网络将加速向800G演进,LPO的黄金时代,即将到来。




- 参考资料 -

通信百科,《浅谈CPO与LPO》;

东方财富网,《浅谈CPO与LPO》;

曼陀咨询,《人工智能行业专题研究:LPO光模块》;

QYResearch,《全球LPO光模块市场报告2023-2029》;

通信产品推荐官,《CPO和LPO谁将主宰未来数据中心光互连》;




关于「爱德泰Adtek」

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深圳市爱德泰科技股份有限公司成立于2007年,是集研发、生产和销售为一体的国家高新技术企业。公司主营产品有无源光器件、光纤管理系统、WDM波分复用器、ODN智能设备等一系列产品。公司专注于为全球客户提供光连接产品,目前业务已拓展超70个国家和地区,为国内外运营商、云服务商、主设备商、系统集成商提供定制化的光纤连接产品。 



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