全栈范围 · 器件层

器件按功能块排列,不按型号

功能块用来阅读一条链路,不代表每一块都要出现在同一次装配里。页面上的速率、插损和距离,全部来自所引 OIF 文件的原话范围。

路径择一 光源
  • 引擎内激光
  • 外置连续光
  • VCSEL
调制外部连续光要经过它
探测形式不作统一
电接口择一 驱动 / 接收
  • 重定时
  • 线性
  • 半重定时
  • 直接驱动
出光尾纤或连接器
功能块从左到右只表示阅读顺序。虚线框是可替换路径,不是必装件。
筹备中规划方向

调制与接收

硅光引擎若把激光放在外面,框架文件描述的是连续光进入调制器,再变成带数据的光。ECOC 2024 的 OIF 演示稿在一张 3.2T 共封装模块例子里,把光学侧画成激光、调制器和探测器,把电芯片侧画成驱动、跨阻放大和控制。

不同方案会换掉的部分 那张图是共封装模块例子里的功能划分,不是近封装的物料单。直接驱动、线性放大、半重定时和重定时四种电接口,对引擎里还要留下多少时钟恢复和放大,要求并不一样。锗光电探测器出现在 ELSFP 的热比较里,并不等于每一只接收器都是锗。

依据 OIF-Co-Packaging-FD-01.0, Co-Packaging Framework DocumentOIF Energy Efficient Interfaces interoperability demo notes, ECOC 2024OIF-ELSFP-02.0, External Laser Small Form Factor Pluggable Implementation Agreement

筹备中规划方向

光源器件

器件层把光源收成三类公开路径:引擎内的激光、引擎外的连续光激光,以及文件作为短距选项讨论的 VCSEL。多波长与单波长对应不同的光接口例子,例如框架文件点名的 400GBASE-FR4、DR4,以及短距的 SR4、VR4。

不同方案会换掉的部分 这些 IEEE 802.3 名称是框架文件列出的、光引擎若要与已安装布线互通时相关的应用例子,不是 NPOTEC 的模块型号。一只激光可以只喂一条通道,也可以在光源侧或引擎侧分光合波。管理白皮书还举例:系统实现者决定一只光源模块连几只引擎。

依据 OIF-Co-Packaging-FD-01.0, Co-Packaging Framework DocumentOIF-MGT-Co-Packaging-ELSFP-01.0, Management of External Light Sources and Co-Packaged Optical Engines

筹备中规划方向

电接口与驱动

2018 年 OIF 启动 CEI-112G-XSR 时,目标是封装内的管芯到管芯和管芯到光引擎,速率范围 72–116 Gbps,距离目标最长 50 mm,并特别写到 CMOS 与 SiGe 的混合,因为 SiGe 常被用来做光引擎。2024 年发布的 CEI-112G-XSR+-PAM4 摘要写明:112 Gb/s PAM4,奈奎斯特频率处 bump-to-bump 插损最高 13 dB,波特率 36–58 Gsym/s,意图应用包括多芯片模块、共封装光学和近封装光学。

不同方案会换掉的部分 50 mm 是 XSR 项目和框架文件里重定时例子的距离说法,框架文件同时注明实际距离取决于插损、串扰、寄生和阻抗不连续,并写明图 2 的某些用法上 XSR 可能不够,也许需要增强接口。XSR+ 同时覆盖三类装配,不是近封装专属,也不是每一套近封装都要采用的电接口。可插拔模块落在另一类「芯片到模块」接口上:CEI-112 说明把 Very Short Reach 项目定义成芯片到模块。

依据 OIF press release: CEI-112G-XSR project for D2D/D2OEOIF press release: CEI-112G-XSR+-PAM4 Extended Extra Short ReachOIF-Co-Packaging-FD-01.0, Co-Packaging Framework DocumentOIF hot-topic fact sheet: Common Electrical I/O (CEI)-112

筹备中规划方向

光纤耦合

数据光纤离开引擎,框架文件分成尾纤和连接器两种。外置光源若走 ELSFP,连续光使用面板模块上的盲插光连接,把光送进系统;实施协议要求按约定使用时满足 IEC 60825-2 的 Hazard Level 1。

不同方案会换掉的部分 连续光的入口和数据光纤的出口是两套接口。管理白皮书举例说,一只 3.2 Tb/s 光引擎可以有 4 个或 8 个连续光入口,一只 ELSFP 最多 16 路输出,两者如何配对由系统厂商选择。数字是那份白皮书的例子,不是近封装的端口定额。

依据 OIF-Co-Packaging-FD-01.0, Co-Packaging Framework DocumentOIF-ELSFP-02.0, External Laser Small Form Factor Pluggable Implementation AgreementOIF-MGT-Co-Packaging-ELSFP-01.0, Management of External Light Sources and Co-Packaged Optical Engines