LPO部署挑戰(zhàn)告破：2025年迎200G時(shí)代

  ICC訊  （原作者：Mark Kimber / Semtech）數(shù)據(jù)中心行業(yè)在采用線性驅(qū)動(dòng)可插拔模塊（LPO）技術(shù)方面正達(dá)到一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。隨著帶寬需求激增和功耗問題加劇，行業(yè)正從追問“什么是LPO？”轉(zhuǎn)向解決更復(fù)雜的問題：“我們?nèi)绾卧诒３诌\(yùn)行可靠性的同時(shí)，成功實(shí)現(xiàn)LPO的規(guī)模化部署？”

  這種演變代表了LPO技術(shù)的成熟，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商和數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商現(xiàn)在正專注于克服運(yùn)營問題，并確保在不同基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境中實(shí)現(xiàn)無縫部署。

  標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)：建立行業(yè)信心

  任何新興技術(shù)的成功部署都依賴于確保互操作性和可靠性的健全標(biāo)準(zhǔn)。全面的LPO標(biāo)準(zhǔn)制定將該技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室概念推進(jìn)到可部署的解決方案。

  行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)導(dǎo)力集中在兩個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域：1) 電氣接口標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試，以及 2) 光鏈路性能與部署。光互聯(lián)網(wǎng)論壇（OIF）專注于電氣接口標(biāo)準(zhǔn)，特別是圍繞以下測(cè)試點(diǎn)：

  TP1： 測(cè)試模塊的輸入，模擬主機(jī)輸出信號(hào)到達(dá)模塊連接器時(shí)的狀態(tài)。

  TP1a： 測(cè)試主機(jī)ASIC發(fā)射器輸出在穿過主機(jī)板和卡邊緣連接器后的信號(hào)。

  TP4： 驗(yàn)證模塊的電輸出信號(hào)，并校準(zhǔn)用于測(cè)試主機(jī)輸入合規(guī)性的信號(hào)。

  TP4a： 測(cè)試主機(jī)的輸入。

  這項(xiàng)工作建立了關(guān)鍵的測(cè)試方法學(xué)，包括用于測(cè)量發(fā)射端口質(zhì)量的電眼閉合四元（EECQ）指標(biāo)，以及確保最佳信噪比的復(fù)雜端口均衡方法學(xué)。

  作為補(bǔ)充，LPO多源協(xié)議（LPO MSA）正在解決光鏈路性能和部署挑戰(zhàn)，制定反映實(shí)際部署場(chǎng)景的端到端鏈路優(yōu)化方法學(xué)和壓力信號(hào)測(cè)試協(xié)議。

  實(shí)現(xiàn)真正的即插即用操作

  早期的LPO實(shí)現(xiàn)通常需要在模塊和端口之間進(jìn)行手動(dòng)調(diào)諧，導(dǎo)致運(yùn)營開銷抵消了許多效率優(yōu)勢(shì)?；跇?biāo)準(zhǔn)的方法的開發(fā)從根本上改變了這一范式。

  真正的即插即用操作圍繞幾個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新展開。預(yù)校準(zhǔn)的端口和模塊現(xiàn)在無需手動(dòng)調(diào)整即可協(xié)同工作，而通用管理接口規(guī)范（CMIS）功能支持模塊自動(dòng)配置以匹配端口特性?；诙丝趽p耗特性的確定性連續(xù)時(shí)間線性均衡器（CTLE）設(shè)置確保了最佳性能，無需人工干預(yù)。

  這種方法促進(jìn)了跨不同供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的無縫集成，解決了數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商（他們使用來自多個(gè)供應(yīng)商的設(shè)備）的主要關(guān)切。

  光功率要求和信號(hào)質(zhì)量

  滿足TP2的光功率和消光比規(guī)范對(duì)許多早期實(shí)現(xiàn)來說具有挑戰(zhàn)性。調(diào)查顯示，電氣接口均衡不足和驅(qū)動(dòng)器增益不足往往是導(dǎo)致這些問題的原因。

  解決方案涉及全面的驅(qū)動(dòng)器均衡，確保在使用發(fā)射有限脈沖響應(yīng)（TxFIR）濾波器和驅(qū)動(dòng)器輸入CTLE時(shí)主機(jī)端口得到完全均衡。此外，調(diào)制器特定的均衡提供了獨(dú)立能力，而發(fā)射信號(hào)丟失（TX LOS）檢測(cè)和自動(dòng)增益控制（AGC）等功能確保了在不同條件下的穩(wěn)健運(yùn)行。

  現(xiàn)代LPO驅(qū)動(dòng)器集成了這些功能，提供了滿足TP2要求所需的完整均衡能力，同時(shí)保持了部署的簡(jiǎn)潔性。

  高損耗主機(jī)端口性能

  主機(jī)端口損耗非常高的數(shù)據(jù)中心對(duì)維持可接受的誤碼率（BER）性能提出了特殊挑戰(zhàn)。解決方案涉及在跨阻放大器（TIA）中實(shí)現(xiàn)接收端均衡能力，從而能夠在不同的端口損耗特性下實(shí)現(xiàn)最佳鏈路均衡，同時(shí)在整個(gè)鏈路中保持優(yōu)化的信噪比。

  診斷和故障排除能力

  與基于數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的重定時(shí)模塊相比，超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商對(duì)診斷可見性降低表示嚴(yán)重關(guān)切。響應(yīng)措施包括在發(fā)射端和接收端實(shí)施全面的診斷功能。

  發(fā)射端診斷包括TX LOS檢測(cè)、輸入信號(hào)電平測(cè)量和發(fā)射功率監(jiān)控。接收端診斷包括信號(hào)丟失（LOS）檢測(cè)、調(diào)制丟失（LOM）監(jiān)控以及在交換機(jī)接收端的眼圖監(jiān)控能力。這些能力，加上與網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的適當(dāng)集成，為運(yùn)營商提供了有效維護(hù)和排除LPO部署故障所需的可見性。

  增強(qiáng)的CMIS集成

  事實(shí)證明，CMIS擴(kuò)展對(duì)于實(shí)現(xiàn)智能LPO部署至關(guān)重要。增強(qiáng)的功能包括：模塊插入時(shí)自動(dòng)設(shè)置數(shù)據(jù)極性、基于端口特性自動(dòng)配置輸入均衡器、以及模塊與交換機(jī)之間的線性度調(diào)整。

  用于優(yōu)化輸出均衡器設(shè)置的端口損耗通知?jiǎng)?chuàng)建了一個(gè)全面的自動(dòng)化框架。這些增強(qiáng)代表了即插即用生態(tài)系統(tǒng)的最后一塊拼圖，使得能夠在各種基礎(chǔ)設(shè)施環(huán)境中實(shí)現(xiàn)真正無縫的LPO部署。

  經(jīng)過驗(yàn)證的互操作性成功

  LPO多源協(xié)議（LPO MSA）是一項(xiàng)協(xié)作努力，涉及超過49家致力于開發(fā)互操作性規(guī)范的公司。2025年初，來自成員公司約90名參與者進(jìn)行的全面互操作性測(cè)試取得了重大里程碑。

  測(cè)試結(jié)果令人印象深刻，成功率高，幾乎所有測(cè)試鏈路在連接后立即工作。多家模塊供應(yīng)商成功與各種交換機(jī)平臺(tái)互操作，并在不同的實(shí)現(xiàn)方法上得到了驗(yàn)證。這些結(jié)果有效反駁了早期關(guān)于LPO穩(wěn)健性的批評(píng)，提供了該技術(shù)已準(zhǔn)備好大規(guī)模部署的具體證據(jù)。

  未來發(fā)展與200G演進(jìn)

  當(dāng)前LPO實(shí)現(xiàn)的成功為持續(xù)創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。開發(fā)工作正推進(jìn)下一代200 Gbps/通道能力，利用先進(jìn)的仿真模型進(jìn)行高速性能預(yù)測(cè)，并采用針對(duì)極端數(shù)據(jù)速率的增強(qiáng)均衡技術(shù)。

  通過行業(yè)論壇的協(xié)作開發(fā)確保未來標(biāo)準(zhǔn)將保持互操作性和即插即用特性，這些特性是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)成功的關(guān)鍵。預(yù)計(jì)支持200G的產(chǎn)品將在2025年底前上市，保持該技術(shù)在光網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新的前沿地位。

  戰(zhàn)略性部署考量

  對(duì)于評(píng)估LPO部署的組織而言，行業(yè)經(jīng)驗(yàn)揭示了幾個(gè)關(guān)鍵的成功因素。符合標(biāo)準(zhǔn)仍然是基礎(chǔ)，電氣和光接口都必須滿足既定規(guī)范，以確?；ゲ僮餍院涂煽窟\(yùn)行。

  全面的均衡能力至關(guān)重要，需要具備完整均衡、增益和診斷功能的全功能驅(qū)動(dòng)器?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)中心環(huán)境的復(fù)雜性要求解決方案能夠適應(yīng)變化的條件，同時(shí)保持最佳性能。

  智能管理能力，特別是利用增強(qiáng)的CMIS功能實(shí)現(xiàn)無縫即插即用操作，對(duì)于實(shí)現(xiàn)運(yùn)營效率優(yōu)勢(shì)至關(guān)重要。自動(dòng)化能力降低了部署復(fù)雜性和持續(xù)的運(yùn)營開銷。

  最后，與在標(biāo)準(zhǔn)方面展示互操作性和領(lǐng)導(dǎo)力的供應(yīng)商合作，可確保實(shí)施能夠成功集成到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中并支持未來的技術(shù)演進(jìn)。

  前行之路

  線性驅(qū)動(dòng)可插拔模塊（LPO）技術(shù)已成功地從一種構(gòu)建低功耗、高性能光網(wǎng)絡(luò)的有前途的方法，演變?yōu)橐粋€(gè)可部署的解決方案。行業(yè)正在有效解決最初導(dǎo)致部署猶豫的現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)，為大規(guī)模采用鋪平了道路。

  來自O(shè)IF和LPO MSA的全面標(biāo)準(zhǔn)框架為跨供應(yīng)商生態(tài)系統(tǒng)的可靠互操作性提供了基礎(chǔ)。經(jīng)過驗(yàn)證的診斷能力確保滿足運(yùn)營可見性要求，而精確的即插即用操作消除了可能阻礙大規(guī)模部署的復(fù)雜性障礙。

  現(xiàn)在的重點(diǎn)已從證明技術(shù)有效轉(zhuǎn)向優(yōu)化部署流程和高效擴(kuò)展運(yùn)營。通過正確實(shí)施符合標(biāo)準(zhǔn)的解決方案（具備全面均衡和智能管理能力），LPO可以兌現(xiàn)其降低功耗和復(fù)雜性的承諾，同時(shí)滿足現(xiàn)代數(shù)據(jù)中心所要求的可靠性和性能標(biāo)準(zhǔn)。

  成功部署LPO的基礎(chǔ)已牢固奠定。數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商現(xiàn)在可以充滿信心地評(píng)估和實(shí)施LPO解決方案，因?yàn)樗麄冎兰夹g(shù)挑戰(zhàn)已得到解決，行業(yè)生態(tài)系統(tǒng)支持可靠、可擴(kuò)展的部署。下一階段將側(cè)重于使運(yùn)營更順暢，并獲取最初激發(fā)行業(yè)對(duì)該技術(shù)興趣的效率收益。

  原文：https://www.lightwaveonline.com/home/article/55304830/overcoming-linear-pluggable-optics-lpo-deployment-challenges-from-standards-to-scale

  注：Mark Kimber 是 Semtech 的高級(jí)首席產(chǎn)品定義專家。