C114訊 4月9日消息（顏翊）日前在中國國際光電博覽會聯合C114通信網舉辦的“硅光集成與數據中心應用研討會”上，康寧光通信中國應用工程/市場開發總監房毅帶來了《聯合封裝中的高級光學連接》的主題演講，介紹了如何更好實現集成光學系統中的高級光學連接。
房毅表示，數據中心交換能力的不斷提升，不僅帶來了對光纖需求以及端口需求的增長，也給集成光學帶來了新機遇。當端口速率提高至800G b/s TRX以上時，傳統的可插拔式光模塊暴露出局限性，需要演進到集成光學。隨著未來面臨技術的發展和更高的需求，集成光學技術還將演進至第二代甚至更加高級的階段。
目前，可插拔式光模塊的優勢在于確立了良好的規格形式、模塊化的插拔方式使用方便、有著 “簡單明確”的光學I/O。但是當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從而增加了大量的內部光纖和光連接。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。
房毅指出，聯合封裝光系統（CPO）帶來日益增長的密集光學連接、創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。
在光纖-芯片耦合密度方面，在有限的空間中實現大量芯片光纖的耦合是個非常有挑戰的問題。舉例來說，以51.2T交換機的ASIC芯片為例，如果采用DR4并行光學架構設計，由于空間尺寸所限目前標準的光纖將無法實現耦合需求。如果FR4架構則標準的光纖可以適用，但需要減小光纖尺寸，另一方面，在耦合時，必須使用交錯堆疊的方式。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。
由于光纖數量增加，需要通過降低包層直徑來增加密度。傳統的250µm光纖即使除去二次被覆層，對于集成光學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更貼合光纖尺寸，也實現較低的材料成本和重量。與此同時，也需要關注由此可能帶來的挑戰，如需要兼容傳統的125/250µm生態系統，通過光纖和包層的設計來緩解其較高的微米級敏感彎曲和更細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演變和彎曲耦合時實現更小的光纖陣列外形以及較好的熱膨脹系數，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性等帶來的挑戰都需要進行考量。康寧將不同的光纖類型針對不同的應用環境進行了簡單分析對比，得出的結論是，傳統的標準帶狀光纖可實現較低的成本、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勢則是可帶來更高的堅固性、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交換機的能力時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，對于未來的創新解決方案，16芯MDC形式可實現容量提升數倍，在1U的空間中通過16芯的MDC連接器在16個面板中每個插孔用4個連接器實現1U空間內16x4x16，共1024芯光纖的高密度連接。
房毅期望，未來集成光學技術能夠通過光-電玻璃基板來降低復雜性，離子交換 (IOX)實現高密度 (50 µm pitch) 波導、以及更低的耦合損耗和傳輸損耗來實現更高性能的集成光學，相對于傳統PCBs，可以有效改善熱膨脹系數（CTE）以及平坦度特性等。目前康寧正在致力于這些新技術的研發，如玻璃中介層，多芯片模塊，光回路板等都在發展過程中。 
