高密度高容量化するイーサネットスイッチの消費電力低減の手法として注目されているCPO(co-Package Optics)ですが。56G SerDesでは本格的な採用は見送られ、112G SerDesでも放熱の問題などの懸念が示され難航しています。

NPO(Near Packaged Optics)は、CPOと同様にファブリックに極めて近い位置でOE変換を行うものですがその想定伝送距離は極めて短く、おおむね装置内の配線に相当するものです。つまり、112G SerDesのファブリックに実装してQSFP-DD800で800G DR8トランシーバーまでの配線にNPOを採用すると、ファブリックに隣接してNPOモジュールによりEO変換されMMF伝送になり機器のフロントパネルでOE変換しトランシーバーに渡されトランシーバーによりEO変換されSMFで飛んでいきます。

そんな短い距離でわざわざレーザーによる通信を行うのかと言う事ですが。112G SerDesを電気レベルでの伝送条件はかなり厳しく、僅から距離でも大きな消費電力を必要とするのです。

また、フロントパネルに設置されるプラガブルトランシーバーへの橋渡しだけではなく。多層化された基板間での高速シリアルバス接続等にも利用が想定されています。

CEI-112G MR LR VSR XSR XSR+
distance 500mm 1,000mm 125mm 50mm 50mm + 2m
loss 20dB 26-30dB 12-16dB 6-10dB 6dB + 6dB
    30AWG QSFP-DD   optical extend

 

CPOの改善策

CPOも様々な改善策が提案されていて、その一つがレーザー光源の外部化です。消費電力が大きく、放熱の必要もあるシングルモードO bandの光源をファブリックから少し離した位置に設置し、光源だけをSMFでCPOに引き込む。CPOではその光源を分割し、それに対して変調を行う事により変調されたレーザー出力を得る。

 

GEARBOXと56G SerDes

56G SerDesのQSFP-DD 400Gプラガブルが主流になり、COBOやCPOがほぼ使われない見通しになった原因にGEARBOXに関する課題があります。

例えば400G FR4の仕様のQSFP-DDトランシーバーを作る場合には、56Gを112Gに合成して一つのLANEとするGEARBOXが必要になります。同じ実装を、密度が高くスペースに余裕がないCPOで実装するのはほぼ不可能。400G SR8とDR8ならばGEARBOXは不要ですがそれではあまりに利用できる伝送モードが限定されてしまいますし、112G SerDesの機器との相互接続性にも問題が生じます。

56G SerDesは少し苦しいけど、既存の考え方の延長で凌いで112G SerDesから新しい仕組みを導入と考えるのは自然の様に思います。

Link

https://www.oiforum.com/technical-work/hot-topics/common-electrical-interface-cei-112g-2/


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