4月9日消息（顏翊）日前在中國國際光電博覽會(huì)聯(lián)合C114通信網(wǎng)舉辦的“硅光集成與數(shù)據(jù)中心應(yīng)用研討會(huì)”上，康寧光通信中國應(yīng)用工程/市場(chǎng)開發(fā)總監(jiān)房毅帶來了《聯(lián)合封裝中的高級(jí)光學(xué)連接》的主題演講，介紹了如何更好實(shí)現(xiàn)集成光學(xué)系統(tǒng)中的高級(jí)光學(xué)連接。
房毅表示，數(shù)據(jù)中心交換能力的不斷提升，不僅帶來了對(duì)光纖需求以及端口需求的增長(zhǎng)，也給集成光學(xué)帶來了新機(jī)遇。當(dāng)端口速率提高至800G b/s TRX以上時(shí)，傳統(tǒng)的可插拔式光模塊暴露出局限性，需要演進(jìn)到集成光學(xué)。隨著未來面臨技術(shù)的發(fā)展和更高的需求，集成光學(xué)技術(shù)還將演進(jìn)至第二代甚至更加高級(jí)的階段。
目前，可插拔式光模塊的優(yōu)勢(shì)在于確立了良好的規(guī)格形式、模塊化的插拔方式使用方便、有著 “簡(jiǎn)單明確”的光學(xué)I/O。但是當(dāng)隨著交換能力或出口帶寬提升，可插拔式光模塊需要過渡到集成光學(xué)從而增加了大量的內(nèi)部光纖和光連接。因此，帶來了更多的光纖耦合，線纜連接、光纖纏繞和管理等諸多挑戰(zhàn)。
房毅指出，聯(lián)合封裝光系統(tǒng)（CPO）帶來日益增長(zhǎng)的密集光學(xué)連接、創(chuàng)新要求跨越了光連接解決方案的所有部件，包括光纖-芯片耦合、特殊光纖、光纖管理、面板光連接系統(tǒng)。
在光纖-芯片耦合密度方面，在有限的空間中實(shí)現(xiàn)大量芯片光纖的耦合是個(gè)非常有挑戰(zhàn)的問題。舉例來說，以51.2T交換機(jī)的ASIC芯片為例，如果采用DR4并行光學(xué)架構(gòu)設(shè)計(jì)，由于空間尺寸所限目前標(biāo)準(zhǔn)的光纖將無法實(shí)現(xiàn)耦合需求。如果FR4架構(gòu)則標(biāo)準(zhǔn)的光纖可以適用，但需要減小光纖尺寸，另一方面，在耦合時(shí)，必須使用交錯(cuò)堆疊的方式。除此以外，由于芯片光纖耦合中，有些是單模光纖，有些是保偏光纖、光纖需要具備非常精確的同心度，保證耦合效果。
由于光纖數(shù)量增加，需要通過降低包層直徑來增加密度。傳統(tǒng)的250µm光纖即使除去二次被覆層，對(duì)于集成光學(xué)而言直徑也是比較大的，因此，把光纖包層降低至60-80µm，可在保持高可靠性的同時(shí)更貼合光纖尺寸，也實(shí)現(xiàn)較低的材料成本和重量。與此同時(shí)，也需要關(guān)注由此可能帶來的挑戰(zhàn)，如需要兼容傳統(tǒng)的125/250µm生態(tài)系統(tǒng)，通過光纖和包層的設(shè)計(jì)來緩解其較高的微米級(jí)敏感彎曲和更細(xì)的二次被覆層帶來的抗刺穿和破損性能下降等。所以，這使得光纖陣列單元的間距從250µm 、127µm、向84µm演變和彎曲耦合時(shí)實(shí)現(xiàn)更小的光纖陣列外形以及較好的熱膨脹系數(shù)，匹配硅材料。
在光纖的管理中，光纖的冗余、路徑和盤繞以及如何操作和可維護(hù)性等帶來的挑戰(zhàn)都需要進(jìn)行考量?？祵帉⒉煌墓饫w類型針對(duì)不同的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析對(duì)比，得出的結(jié)論是，傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)帶狀光纖可實(shí)現(xiàn)較低的成本、更易于端接/成端以及自由交叉布局，而含束管柔性帶狀光纖的優(yōu)勢(shì)則是可帶來更高的堅(jiān)固性、較小的彎曲一致性。
在前端面板的連接中，由于交換能力和內(nèi)部光纖的增加，面板光纖輸出連接器隨之大量增加。以目前的LC連接器為例，51.2Tb/s交換機(jī)的能力時(shí)FR4需要2U的空間，DR4則需要4U的空間。目前高密度光纖連接器 MPO為24芯， 32芯版本可以選用但是插損較高。房毅介紹，對(duì)于未來的創(chuàng)新解決方案，16芯MDC形式可實(shí)現(xiàn)容量提升數(shù)倍，在1U的空間中通過16芯的MDC連接器在16個(gè)面板中每個(gè)插孔用4個(gè)連接器實(shí)現(xiàn)1U空間內(nèi)16x4x16，共1024芯光纖的高密度連接。
房毅期望，未來集成光學(xué)技術(shù)能夠通過光-電玻璃基板來降低復(fù)雜性，離子交換 (IOX)實(shí)現(xiàn)高密度 (50 µm pitch) 波導(dǎo)、以及更低的耦合損耗和傳輸損耗來實(shí)現(xiàn)更高性能的集成光學(xué)，相對(duì)于傳統(tǒng)PCBs，可以有效改善熱膨脹系數(shù)（CTE）以及平坦度特性等。目前康寧正在致力于這些新技術(shù)的研發(fā)，如玻璃中介層，多芯片模塊，光回路板等都在發(fā)展過程中。
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