随着AI、云计算和高性能计算(HPC)等领域的快速发展,数据中心对计算和交换能力的需求呈指数级增长,这带来了功耗、带宽、延迟和可靠性等多重技术限制与挑战。而精准应对这些挑战的其中一个解决方案就是CPO技术,其通过将交换芯片(ASIC)和光引擎(OE)在同一高速主板上协同封装,缩短了PCB的电路长度,从而降低了功耗、延迟和信号串扰。这种紧密集成还支持通道达到100Gb、200Gb甚至是400Gb速率,并具备超高密度特性。据Yole预测,到2033年全球CPO市场规模将达26亿美元,AI算力爆发正加速这一技术量产渗透。
在CPO架构中,由于O/E与ASIC的高度集成,光信号需要从OE路由至交换机面板端,这一过程面临多重挑战:
1. 超高密度光纤:单个ASIC的数据流量需支持多达1024根光纤。
2. 有限空间限制:交换机内部空间有限,光纤需与电源模块(PSU)、散热系统(风扇、液冷等)、数据平面(ASIC)、O/E、控制平面(CPU)、管理接口及连接器共享空间。
3. 实现跨连接需求:外部激光源(ELS)需要通过保偏光纤(PMF)进行连接,为提升稳定性和可维护性,ELS已与O/E分离。这些线缆需在交换机狭小的空间内实现整齐排列并紧密布(即弯曲半径极小)。
在此背景下,作为Fiber Shuffle技术体系中的核心解决方案之一的光纤柔性板,以超高密度集成与空间占用量极小的特性,在光引擎到端面的连接方式中起到了关键的信号分配和处理作用。
Shuffle在CPO互联中的必要性
O/E上的光纤通道分组与标准MPO或LCD连接器不同,需要在离开O/E和到达前面板连接器之间进行重新组织。此外,光纤还需要混合连接,其中数据信号从O/E输出,而外部激光源(ELS)的保偏光纤(PMF)则向O/E提供稳定的激光光源。通过将光缆按引擎分隔,可确保每个O/E独立运行,从而提高交换机的可靠性。光纤柔性板能够以<0.1毫米的精度,在复杂路径和弯曲中排布200µm、250µm、600µm或900µm的光纤,以可靠且可重复的方式确保每个连接均发挥最佳性能。