Cunoştinţe

Linear Pluggable Optics a trecut de la demonstrația de conferință la livrarea produsului mai rapid decât se așteptau majoritatea oamenilor. Două specificații cu mai multe-surse sunt acum publicate, platformele de comutare de la mai mult de un furnizor acceptă module liniare, iar furnizorii de cipuri au anunțat drivere și siliciu TIA care vizează legăturile liniare 800G și 1.6T. Ce arenusa întâmplat este o schimbare a industriei angro de la optica bazată-DSP.

Acest articol este despre puterea-la nivel de modul și la nivel de port-, deoarece acolo sunt dovezile de fapt. În cazul în care discuția se îndreaptă spre încărcarea rack-ului, costul general de răcire sau costul energiei instalației, ipotezele sunt menționate în mod explicit, astfel încât să le puteți înlocui pe ale dvs. Dacă încercați să decideți dacă LPO aparține următoarei dvs. versiuni, lista de verificare a compatibilității și secțiunea de limitări de mai jos contează mai mult decât procentul din titlu.

Ce este optica liniară conectabilă?

Un transceiver LPO este un modul optic conectabil, fără procesor de semnal digital în interior. Calea datelor electrice prin modul este liniară și analogică: gazda conduce modulul, modulul conduce optica, iar semnalul primit este amplificat și transmis înapoi gazdei fără a fi recuperat digital pe parcurs.

Orice altceva despre modul rămâne ușor de recunoscut. LPO utilizează factori de formă conectabili convenționali - QSFP112, QSFP-DD și OSFP printre ei - cu aceleași cuști, conectori și densitate-față a panoului, iar modulele rămân la cald-interschimbabile și operabile-pe teren. Daca ai inteles dejacum este construit un modul transceiver optic standard, un modul LPO este aceeași arhitectură, cu un cip mare eliminat și circuitele analogice din jur sunt considerabil mai capabile.

Termenul „liniar” se referă la calea semnalului, nu la forma fizică. Această distincție contează, deoarece calea electrică - nu conectorul - este cea care determină dacă un anumit modul va funcționa într-un anumit port de comutare.

Cum elimină LPO DSP-ul optic - și ce rămâne în urmă

Într-un transceiver conectabil convențional, modulul poartă lasere și optică, o matriță fotonică cu modulator și fotodetector, un circuit integrat electric care conține driverul modulatorului și amplificatorul de transimpedanță (TIA) și un DSP care efectuează egalizarea atât pe căile de transmisie, cât și pe cele de recepție. Comutatorul ASIC furnizează SerDes la interfața electrică.

LPO elimină DSP-ul și ceasul-și-datele-funcția de recuperare din acea stivă. Lucrarea de regenerare și egalizare pe care au efectuat-o nu dispare - este redistribuită. Ca societatea IEEE Electronics Packaging Societyprezentare tehnică a opticii liniare conectabileîl descrie, acele funcții sunt împărțite între comutatorul ASIC, driverul IC și un TIA de-liniaritate ridicată.

Două corecții la o afirmație care circulă pe scară largă. În primul rând, nu este corect să spunem că „toate procesarea semnalului se mută către gazdă”. Modulul conține încă drivere liniare, un TIA de-liniaritate ridicată și condiționări analogice, cum ar fi egalizarea liniară în timp-continuă. Ceea ce se mută la gazdă este munca digitală: retiming, corectarea erorilor înainte și conversia datelor asociate. În al doilea rând, modulul păstrează complexitatea reală a designului analogic - probabil mai mult decât un modul DSP, deoarece nu există o rețea de siguranță digitală în aval pentru a curăța un semnal marginal.

Consecința practică este că o legătură LPO este un sistem proiectat în comun care cuprinde gazdă, canalul plăcii, conectorul și modulul. Un modul DSP tolerează o gamă largă de condiții de gazdă, deoarece re-derivează semnalul intern. Un modul liniar nu.

LPO vs. DSP-Bazat, LRO și CPO Optics

LPO este una dintre cel puțin patru abordări ale aceleiași probleme. Compararea acestora pe o singură axă - putere - produce o clasare înșelătoare, așa că tabelul de mai jos acoperă dimensiunile care tind să decidă implementările reale.

Coloana LRO merită atenția oricui planifică la 200G pe bandă. Prezentare generală IEEE observă că implementările timpurii 1.6T LPO au fost raportate peste 30W, ceea ce creează probleme termice proprii, și că LRO - care reintroduce un DSP-parte de transmisie care să respecte cerințele de integritate a semnalului IEEE 802.3 - este de așteptat să fie mai practic la alegerea respectivă. Furnizorii care demonstrează 1.6T LPO au prezentat în general LRO alături de acesta.

Câtă putere poate economisi LPO de fapt?

Cifrele publicate se grupează într-o gamă consistentă, dar fiecare dintre ele este condiționată de tipul modulului, acoperirea, viteza și designul termic. Tratați următoarele ca un interval, nu o specificație:

• Conexiuni bazate pe 800G DSP-sunt citate în mod obișnuit în banda 14-18W, cu 800G DR8 printre cele mai răspândite tipuri în clusterele AI. Modulele coerente și extinse-800G atrag mai mult.
• Module 800G LPOde la vânzători care publică cifre aterizează de obicei în jur de 7–8,5 W. TE Connectivity, de exemplu, a demonstrat un transceiver OSFP-XD LPO la OFC 2025 evaluat la 8,5 W.
• Salvarea-la nivel de modul rezultateste, prin urmare, de aproximativ 40–50% față de o parte DSP comparabilă la aceeași rată și acoperire.

DSP-ul este cel mai mare consumator de energie din interiorul unui modul convențional, motiv pentru care eliminarea acestuia produce o economie de această amploare. Afirmațiile care îi atribuie o cotă exactă a puterii modulului - 50%, 60% - trebuie tratate cu prudență, cu excepția cazului în care sursa publică o defalcare la nivel de-componentă pentru un modul numit.

Latența se îmbunătățește, de asemenea, și pentru sarcinile de lucru de antrenament distribuite care pot conta la fel de mult ca wați. Eliminarea retiming-ului și FEC în-modul elimină câteva nanosecunde per hop. În operațiunile colective ale unui job de antrenament mare, latența per-hop este compusă.

Un avertisment privind numărul-nivelului de modul însuși: este o comparație între două module într-un set stabilit de condiții, nu o măsurătoare a rack-ului dvs. Oricine citează un singur procentaj fără a denumi modulul de bază, acoperirea, rata și temperatura de funcționare citează o cifră de marketing.

De la modulul de wați la energia instalației

Economiile de module devin economii de instalații doar printr-un lanț de înmulțiri, iar lanțul își pierde amploarea la fiecare pas. Iată că lanțul este explicit, cu presupuneri pe care le puteți înlocui.

Ipoteze:un comutator de frunze 800G cu 32 de porturi complet populat; Linia de bază DSP de 16 W per modul; LPO la 8,5 W per modul; 40 de astfel de întrerupătoare în pod; funcționare continuă la 8.760 ore pe an; PUE facilitate de 1,3; electricitate la 0,10 USD/kWh.

1. Per comutator.Optica consumă 512 W cu module DSP față de 272 W cu LPO - o economie de 240 W, sau aproximativ 47% din puterea optică din acel șasiu.
2. Per păstăi.În 40 de comutatoare, adică aproximativ 9,6 kW de sarcină IT eliminată.
3. Energie IT anuală.9,6 kW pe an reprezintă aproximativ 84 MWh.
4. Energia anuală a instalației.Aplicarea PUE 1.3 pentru a ține seama de cheltuielile generale de răcire și distribuție dă aproximativ 109 MWh.
5. Costul anual.La 0,10 USD/kWh, aproximativ 10.900 USD pe an pentru acest pod.

Acum partea pe care o pretinde titlul tinde să omite. Într-o instalație de 10 MW, consumul total anual este de ordinul a 87.600 MWh. Cei 109 MWh economisiți mai sus reprezintă aproximativ 0,1% din aceasta. Transceiverele optice reprezintă o parte semnificativă a puterii rețelei și o problemă termică reală în interiorul șasiului dens, dar într-o facilitate AI dominată de GPU-, acestea reprezintă o mică parte din sarcina totală - acceleratoarele, memoria, stocarea, pierderile de conversie a puterii și instalația mecanică domină. O reducere cu 45% a energiei optice nu este o reducere cu 45% a facturii de energie electrică și niciun model cinstit nu produce una.

Un loc în care LPO își câștigă locul este mai specific decât un procent din factură: cumpără spațiu termic în interiorul șasiului și rack-ului, care este adesea constrângerea obligatorie atunci când se modernizează o platformă proiectată în jurul opticii de -putere redusă 400G la 800G. Pentru contextul pe scara problemei de bază, Lawrence Berkeley National LaboratoryRaport privind consumul de energie al centrului de date din Statele Unite pentru 2024a constatat că centrele de date din SUA consumau 176 TWh în 2023 - aproximativ 4,4% din energia electrică națională - și au estimat 325 - 580 TWh până în 2028.

Unde se află de fapt standardizarea LPO

Imaginea specificațiilor este mai avansată decât era și mai specifică decât „standardele se finalizează anul acesta”.

• Martie 2025 - 100G-DR-LPO.LPO MSA și-a publicatSpecificație pentru un singur-modalitate de 100 Gb/s pe bandă, care acoperă legături paralele unic-mod 100G, 200G, 400G și 800G și validat prin testarea interoperabilității membrilor la un eveniment din februarie 2025.
• Septembrie 2025 - 400G-FR4-LPO.La ECOC, MSA a lansatSpecificație 400G-FR4-LPO, adăugând o opțiune WDM cu patru-lungimi de undă care acceptă distanțe de cel puțin 500 m pe o pereche de fibre.
• 200G pe bandă.Lucrările continuă cu OIF și IEEE pentru implementări liniare la următorul ritm. Acest lucru nu este complet, iar dificultatea tehnică este reală. - Compatibilitatea gazdei SerDes la 200G pe bandă este material mai dificilă decât la 100G.

Ambele specificații se bazează pe IEEE 802.3 și OIF funcționează și definesc cerințele de interoperabilitate la nivel de componente, module și sistem-pentru interfețele electrice și optice. Siliciul este disponibil și: Marvell, mai cunoscut pentru DSP-uri, a anunțat un200G-pe-bandă TIA și chipset driver lasercare vizează legăturile liniare 800G și 1.6T.

Specificațiile, siliciul și produsul de transport sunt trei dintre cele cinci lucruri care constituie „mainstream”. Celelalte două - implementare amplă a producției cu mai mulți furnizori-și cota de piață majoritară - nu au ajuns. Evaluarea Cignal AI după OFC 2025 a fost că 100G-per-LPO la 800G este întârziat pe piață și este probabil să capteze doar o mică parte a conectărilor pe termen lung, în mare parte pentru că atât de multă infrastructură existentă a centrelor de date a fost proiectată în funcție de compatibilitatea DSP. Între timp, LightCounting a prognozat că piața LPO și CPO combinată pentru rețelele cluster AI se va-extinde și extinde-se va dubla aproximativ de la 5 miliarde USD în 2024 la peste 10 miliarde USD în 2026. Aceste două puncte de vedere nu sunt contradictorii: creșterea rapidă de la o bază mică este încă o bază mică. Pentru o citire mai amplă despre ce tehnologii module sunt livrate versus demonstrație, consultați rezumatul nostruce a fost real și ce a urmat la OFC 2026.

Compatibilitate gazdă și comutare: ce trebuie să verificați înainte de a cumpăra

Cea mai înșelătoare afirmație în circulație despre LPO este că factori de formă identici înseamnă scăderea-a compatibilității cu comutatoarele existente. Cușca acceptă modulul; asta nu spune nimic despre dacă linkul se va închide.

Unele platforme acceptă cu adevărat module liniare fără modificare hardware. - Switch-urile Juniper QFX bazate pe Broadcom-sunt un caz documentat, iar Arista a demonstrat compatibilitatea Broadcom TH5 pe o perioadă lungă de timp. Dar suportul este o proprietate a unor platforme specifice, nu a factorului de formă conectabil. Înainte de a vă angaja, lucrați la următoarele cu furnizorii dvs. de switch și NIC:

• Capacitatea de gazdă SerDes.SerDes-ul ASIC oferă egalizarea de transmisie și egalizarea de recepție necesară pentru a închide o legătură liniară fără retimpul-în modul?
• Bugetul pierderii canalului electric.Care este pierderea de inserție de la ASIC la cușcă pe această placă specifică și se încadrează în limitele specificației?
• Manipularea FEC.Confirmați ce schemă FEC este aplicată, unde rulează și că este activată cap la cap pe legătura.
• Versiune specificație.Care specificație LPO MSA susține modulul conform cu - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO - și gazda este calificată împotriva aceleiași?
• Model de tuning.Platforma reglează automat linkurile sau necesită o ajustare per-port? Întrebați ce se întâmplă când un modul este schimbat pe teren.
• Dovezi de interoperabilitate.Solicitați rezultatele pentru acest modul împotriva acestei gazde - nu este o revendicare de interoperabilitate generică și nu este rezultatul unei alte generații de comutatoare.
• Reach și plantă de fibre.Verificați acoperirea specificată în raport cu porțiunile reale de cablu, numărul de conectori și bugetul de pierdere. Opțiuni de cablare structurată, cum ar fiMPO cu 16 fibre pentru legături 800Gafectează marginea optică cu care trebuie să lucreze modulul.
• Plic termic.Confirmați temperatura nominală a carcasei modulului în raport cu fluxul de aer disponibil în șasiu la densitatea portului dorită.
• Limită de sprijin.Stabiliți în scris cine deține linkul atunci când o problemă marginală-BER depășește granița gazdă/modul.

• 

Limitări și riscuri operaționale

Evaluările echilibrate ale LPO denumesc în mod consecvent aceleași compromisuri-și niciunul dintre ele nu este deal-breakers -, dar toate sunt de lucru.

• Rază mai scurtă.Fără DSP în-modul, BER-ul linkului este mai mare, ceea ce limitează distanța. Specificațiile LPO publicate vizează o acoperire scurtă; aceasta este o tehnologie intra-rack și scurtă intra-rând, nu campus sau DCI.
• Marjă subțire a legăturii.Un modul DSP absoarbe un canal degradat. Un modul liniar îl iese la suprafață. Conectorii murdari, cablurile de corecție marginale și pierderea-de-canal în afara specificațiilor apar ca erori, mai degrabă decât să fie corectate în tăcere.
• Depanare mai dificilă.Izolarea erorilor se întinde acum pe gazdă, pe canalul plăcii și pe modul. Echipele obișnuite să schimbe un modul pentru a elimina o eroare de legătură vor avea nevoie de noi proceduri.
• 200 G-pe-dificultate.Complexitatea adăugată SerDes face compatibilitatea la 200G pe bandă mult mai greu de realizat decât la 100G, iar implementările timpurii 1.6T LPO au fost raportate peste 30W - subcotând argumentul de putere exact la rata în care ar fi cea mai valoroasă.
• Costul calificarii.Interoperabilitatea cu mai mulți-furnizori necesită testare deliberată, mai degrabă decât să fie presupusă. Timp de laborator buget.
• Date de fiabilitate.Mai puține componente în interiorul pachetului reprezintă o bază teoretică rezonabilă pentru a aștepta o fiabilitate mai bună a modulului, dar este o ipoteză, nu o statistică de eșec-de câmp. Întrebați orice furnizor care susține rate de eșec mai bune pentru dimensiunea populației, perioada de observare și linia de referință pentru comparație.

Unde LPO are sens - și unde nu

Candidați buni

• Linkuri intra-rack și scurte intra-rânduri în cadrul grupurilor de instruire și inferență AI, la 100G pe bandă, pe o platformă cu suport LPO confirmat de furnizor-.
• Implementările în care spațiul termic pentru șasiu sau rack - nu factura de energie electrică - este constrângerea care blochează de fapt actualizarea.
• Materialele sensibile la latență-în care eliminarea întârzierii de retemporare per-hop are o valoare măsurabilă a sarcinii de lucru.
• Greenfield construiește în care platforma gazdă, modulul și cablarea pot fi calificate împreună înainte de angajare.

Bieții candidați

• Orice atingere dincolo de ceea ce specificațiile și bugetul dvs. de pierdere sprijină.
• Proprietăți dezafectate eterogene în care modulele sunt de așteptat să funcționeze în mai multe generații de comutatoare de la diferiți furnizori.
• Conexiuni foarte scurte în-rack undeansambluri de cupru cu atașare directăsau cuprul activ ar fi mai simplu și mai ieftin. Întrebarea relevantă nu este adesea „LPO sau DSP”, ci dacă legătura are nevoie de optică - comparația noastră decupru și fibră în centrele de date AIacoperă unde fiecare se defectează.
• Legături 1.6T astăzi, unde LRO este, în general, răspunsul pe termen scurt-mai practic.
• Medii fără capacitate de laborator pentru a califica link-uri sau fără o echipă de operațiuni pregătită să dețină reglarea link-urilor de la un capăt la altul.

Întrebări frecvente

LPO reduce cu 40% facturile la electricitatea centrelor de date?

Nu. Aproximativ 40–50% este economisirea la nivelul-modulului față de un modul DSP comparabil la aceeași rată și acoperire. Costul energiei electrice a instalației include acceleratoare, procesoare, memorie, stocare, comutatoare ASIC, pierderi de conversie a puterii și instalație mecanică. Într-o instalație AI, optica reprezintă o mică parte din acest total, astfel încât efectul-la nivel al instalației este o fracțiune de procent în majoritatea modelelor - vezi exemplul lucrat de mai sus.

Modulele LPO pot intra în comutatoarele mele existente?

Cușca le va accepta. Dacă legătura se închide depinde de ASIC gazdă, de capacitatea sa SerDes, de pierderea canalului plăcii, de configurația FEC și de suportul de management. Unele platforme acceptă LPO fără modificare hardware; multi nu. Tratați compatibilitatea ca pe o întrebare pe-platformă care trebuie confirmată cu furnizorul dvs.

Cât de departe poate ajunge un link LPO?

Specificațiile LPO MSA publicate vizează o acoperire scurtă, cu 400G-FR4-LPO care acceptă cel puțin 500 m pe o pereche de fibre cu un singur-mod. Distanța efectivă utilizabilă în instalația dvs. depinde de numărul de conectori și de bugetul de pierdere totală. LPO nu este o tehnologie de lungă durată sau coerentă.

Este LPO mai bun decât CPO?

Se optimizează pentru diferite lucruri. CPO integrează optica cu pachetul de comutatoare și poate atinge o putere mai mică per port, dar modifică modelul domeniului de service, economisire și eșec-. LPO păstrează modelul operațional conectabil și prezintă un risc de integrare mai mic, la un beneficiu de putere mai mic. Răspunsul sincer depinde de implementările specifice CPO și LPO, de rată și de locul în care trasați granița sistemului atunci când comparați.

Care este diferența dintre LPO și LRO?

LRO elimină DSP-ul numai din calea de recepție, menținându-l pe transmisie, astfel încât transmițătorul să rămână în conformitate cu cerințele de integritate a semnalului IEEE 802.3. Acest lucru renunță la o anumită economie de energie în schimbul unui BER mai scăzut al legăturii, o acoperire mai lungă și o interoperabilitate mai ușoară. La 200G pe bandă, LRO este de așteptat să fie opțiunea mai practică pe termen scurt-.

Este LPO suficient de fiabil pentru producție?

Specificațiile, testele de interoperabilitate și produsele de livrare există toate, iar mai multe platforme acceptă LPO în producție. Ceea ce nu există încă în mod public sunt date de fiabilitate a câmpurilor la scară mare{-, pe mai mulți-ani, cu mai mulți-furnizori. Calificați-vă pe propria platformă, în loc să vă bazați pe o revendicare generală.

Când va deveni LPO implicit pentru link-urile cu -scurtă acțiune?

Aceasta este o prognoză, nu un fapt, iar prognozatorii nu sunt de acord. LightCounting proiectează o creștere puternică pentru segmentul combinat LPO și CPO în rețelele AI. Cignal AI se așteaptă ca 800G LPO să capteze doar o mică parte a conectărilor pe termen lung, deoarece infrastructura existentă a fost proiectată în jurul compatibilității DSP. Planificați pe baza propriei foi de parcurs ale platformei, mai degrabă decât împotriva oricărei predicții.

Rezumat

LPO este o tehnologie reală cu un beneficiu real și bine documentat la nivel de modul-: cu aproximativ 40–50% mai puțină putere decât un modul DSP comparabil, plus o latență cu câteva nanosecunde mai puțin pe hop, într-un pachet conectabil pe care echipa dvs. de operațiuni știe deja cum să se ocupe. Sunt publicate două specificații cu mai multe-surse, siliciul este disponibil și anumite platforme de comutare îl acceptă astăzi.

Este, de asemenea, o tehnologie care transferă munca de la modul la integratorul de sistem. Legătura depinde acum de capacitatea SerDes a gazdei, de pierderea canalului și de reglarea de la capăt la -la-termină, acoperirea este restrânsă, marja este mai subțire, iar implementările de 200G-pe-nu sunt încă acolo unde este 100G-pe-. Modul corect de evaluare este pe platformă și pe clasă de linkuri - nu ca o decizie la nivel de proprietate-și nu pe baza unui singur procentaj. Dacă lucrați prin partea de cablare și interconectare a acestei decizii, noastresoluții de conectivitate pentru centre de dateacoperă instalația de fibre și opțiunile de cablare structurată care determină cu ce marjă optică trebuie să lucreze orice modul - liniar sau altfel -.