互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的快速應用使全球數(shù)據(jù)量爆發(fā)式增長，極大地推動了以高速路由器，超級計算和存儲為核心的高性能超算中心（HPC）和數(shù)據(jù)中心市場的發(fā)展。有源光纜產(chǎn)品是這些核心設備之間的主要互連方式之一, 來自CIR的有源光纜市場研究報告顯示，其市場規(guī)模2012年達到7.2億美元，預計2017年這一數(shù)字翻一倍，達到19億美元，前景可觀。

    隨著提供40G/100G端口的服務器，交換機等設備在數(shù)據(jù)中心的逐步規(guī)模商用，對于高速光互連產(chǎn)品的需求也越來越多，當前國內(nèi)器件廠商不斷研發(fā)和創(chuàng)新光互連技術，對高速集成并行光學模塊和高頻信號完整性技術進行深入理解和研究。光互連產(chǎn)品的關鍵需求在于高速率，高密度，低成本，低功耗。目前市場主流高速光互連產(chǎn)品包括10Gbps SFP+ AOC ,40Gbps QSFP+AOC，56GQSFP+AOC 和120Gbps CXP AOC等。

下圖為CIR報告的光互連AOC的市場預計。

高速光互連技術的顯著優(yōu)勢和應用

    數(shù)據(jù)中心/云計算系統(tǒng)在更高帶寬和更低功耗上的需求越來越迫切，AOC有源光纜是滿足此需求的最優(yōu)解決方案之一。AOC有源光纜與互聯(lián)銅纜相比擁有許多顯著的優(yōu)勢, 比如在系統(tǒng)鏈路上的傳輸功率更低，重量僅為直連銅纜四分之一，體積略為銅纜的一半，并且在機房布線系統(tǒng)中具有更好的空氣流動散熱性，光纜的彎折半徑比銅纜做得更小，傳輸距離更遠(可以達到100~300米)，且產(chǎn)品傳輸性能的誤碼率也更優(yōu)，BER可以達到10^-15。與光收發(fā)模塊相比, AOC有源光纜由于存在不外露的光接口，不存在光接口清潔和被污染的問題，系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性大大提升，并且降低機房維護成本。

   高速光互連產(chǎn)品40Gbps QSFP+ AOC 和120GbpsCXP AOC不再采納傳統(tǒng)可插拔收發(fā)器中TOSA/ROSA的結構設計，而使用高度集成的陣列光引擎核心器件技術。下圖是40G QSFP+   

    在PCBA上采用COB（Chip on Board）集成技術,實現(xiàn)一體化模式——封裝小，速率高，功耗低(QSFP+功耗低于1.5W，CXP功耗低于2.5W)。在發(fā)射端，陣列光學引擎同時處理多個高速電通道, 將其轉換為多路光信號, 再將這些光信號組合在一起, 通過一條12芯（24芯）MPO高密度光纜將這些信息傳送到云計算系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心機房的下一個節(jié)點。在接收端，陣列光學引擎將MPO光纜內(nèi)的光信號轉換回電信號，將多路電信號傳送至設備上處理. 這些產(chǎn)品完全適用infiniband互聯(lián)應用場景，同時符合以太網(wǎng)IEEE 802.3ba.在數(shù)據(jù)中心和云計算系統(tǒng)領域，陣列光學引擎技術已經(jīng)廣泛應用于有源光纜產(chǎn)品——服務器和交換機之間互聯(lián)。

    但是光學引擎技術也面臨很大的挑戰(zhàn)，核心的激光器被少數(shù)國際大廠商壟斷，價格不菲，且激光器的驅動和限幅放大芯片之間焊接技術也影響著制成效率，制約著國內(nèi)廠商大幅推廣?；谶@些原因, 一體化集成的硅光子技術是未來光互連技術的發(fā)展趨勢---將整個光學引擎整合在硅晶平臺上，集成所有必要的功能，實現(xiàn)更低成本，更簡單的制成工藝，建立起更高密度的光傳輸系統(tǒng)。

    在數(shù)據(jù)中心機房中，提供各種高速光通信端口的設備（服務器，交換機和HBA等）之間需要通過線纜連接在一起，共同運作。那么如何解決任意兩種設備的互連呢？比如10GSFP+和40G QSFP+的設備。有源光纜QSFP+轉4個SFP+AOC的光互連產(chǎn)品成為實現(xiàn)和解決QSFP+和SFP+設備互連的最佳方案。

    QSFP+轉4*SFP+高速有源光纜產(chǎn)品，一端是40Gbps的QSFP+接口，另一端是4個10Gbps SFP+接口，中間通過12芯的MPO高密度光纜連接，然后根據(jù)客戶對于兩端線纜長度的需求，在MPO線纜中間加入分支器，實現(xiàn)一路40G光信號分為四路10G信號。光纜一端采用40G QSFP連接頭,符合SFF-8436要求;另一端采用4路10G SFP+連接頭,符合SFF-8432要求, 是最經(jīng)濟簡單的實現(xiàn)交換機端口轉換。 傳輸長度達到1~100米的，對于分支器兩端的光纜長度可以自由選擇。同理，120G CXP轉3個40G QSFP+的互連產(chǎn)品可以解決CXP和QSFP設備互連的問題，需要提出的是中間通過24芯的MPO高密度光纜扇出3條4芯的產(chǎn)品，完成完美轉接。

下圖為40GQSFP 轉4個10G SFP+ 和 120G CXP轉3個40GQSFP+的光互連產(chǎn)品.

結束語

    光互連產(chǎn)品的顯著優(yōu)勢使其成為數(shù)據(jù)中心集成商，設備商關注的重點，光互連產(chǎn)品大規(guī)模部署開始成為全球大數(shù)據(jù)，大密度，大容量數(shù)據(jù)中心和云計算的共同發(fā)展趨勢。