Cronología de los avances en la transición a la óptica en coempaquetado

Adopción temprana de la óptica enchufable

El camino hacia la óptica empaquetada conjuntamente (CPO) comenzó con la adopción generalizada de transceptores ópticos enchufables para aplicaciones de baja velocidad. A principios de la década de 2000, los transceptores enchufables de factor de forma pequeño (SFP) y SFP+ permitieron aplicaciones Ethernet de 1G y 10G, proporcionando un enfoque modular a la infraestructura de red. Estas ópticas enchufables eran ideales para centros de datos y redes de telecomunicaciones por su facilidad de instalación, capacidad de actualización y compatibilidad con diversos equipos de red.

A medida que aumentaba la demanda de ancho de banda, las ópticas enchufables de mayor velocidad, como XFP y QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), se convirtieron en estándar para las aplicaciones de 40G y las primeras de 100G. Estas primeras soluciones ofrecían flexibilidad y escalabilidad, pero se veían limitadas por el consumo energético y los problemas de integridad de la señal a medida que aumentaban las velocidades.

 

Aparición de transceptores de mayor ancho de banda

Con la explosión de la computación en nube, la inteligencia artificial (IA) y la computación de alto rendimiento (HPC), la industria introdujo nuevos factores de forma de transceptores para abordar la necesidad de un mayor ancho de banda. Entre los principales avances se incluyen:

• QSFP+ (factor de forma cuádruple pequeño enchufable Plus) - Presentado para aplicaciones Ethernet 40G, permite aumentar la densidad de puertos en los conmutadores.
• CFP4 (factor de forma C enchufable 4) - Diseñado para redes de 100 G, ofrece una eficiencia mejorada y un tamaño reducido en comparación con los módulos CFP anteriores.
• QSFP-DD (factor de forma cuádruple pequeño enchufable de doble densidad) - Este factor de forma, compatible con aplicaciones 400G y posteriormente 800G, aumentó la densidad de carriles, lo que permitió un mayor caudal de datos.
• OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) - Desarrollado para 400G y más, ofrece una mejor gestión térmica y eficiencia energética.
• OSFP-XD (OSFP de densidad ampliada) - Diseñado para ampliar aún más las capacidades de ancho de banda para aplicaciones de centros de datos.
• QSFP-DD800 - La próxima evolución en óptica conectable, compatible con Ethernet de 800 G para centros de datos a hiperescala y cargas de trabajo impulsadas por IA.

Aunque estos avances permitieron que la óptica enchufable siguiera el ritmo de la demanda, el consumo energético y las limitaciones térmicas plantearon problemas a velocidades más altas.

Penetración de la óptica a bordo

Para acercar la conectividad óptica a la unidad de procesamiento y reducir las pérdidas eléctricas, el sector adoptó soluciones ópticas a bordo (OBO). Entre ellas se encuentran las ópticas de placa intermedia, que colocan los transceptores directamente en la placa base del conmutador o servidor en lugar de en el borde del equipo.

La óptica a bordo ayudó a mejorar la integridad de la señal y a reducir el consumo de energía acortando la ruta eléctrica. Sin embargo, este enfoque seguía dependiendo de los transceptores enchufables tradicionales y requería un enrutamiento complejo de la fibra dentro de los dispositivos, lo que limitaba la escalabilidad y la complejidad de fabricación.

 

El paso a la óptica combinada (CPO)

La creciente demanda de eficiencia energética y escalabilidad del ancho de banda ha propiciado la transición hacia la óptica coempaquetada (CPO). A diferencia de los enchufables tradicionales, que se vuelven inestables debido a las limitaciones térmicas y de potencia, CPO integra transceptores ópticos directamente con el conmutador o ASIC de computación, eliminando la necesidad de largas trazas eléctricas de alta potencia.

Al eliminar las interconexiones eléctricas de alta velocidad, CPO reduce significativamente el consumo de energía por bit. Los transceptores enchufables funcionan a unos 7 W por módulo a velocidades de datos más altas, mientras que CPO puede lograr un rendimiento similar o superior a unos 3 W por módulo. Además del menor consumo de energía, se puede conseguir una mejor gestión térmica distribuyendo los componentes ópticos alrededor del ASIC, lo que optimiza la disipación del calor y aumenta la eficiencia global del sistema.

A medida que las velocidades de transmisión de datos aumentan hasta 1,6 Tbps y más, la mayor densidad de carriles con integridad de señal mejorada de la integración directa de la óptica con el ASICS se hace indispensable para los centros de datos a hiperescala, la inteligencia artificial (IA) y la informática de alto rendimiento (HPC). Estas ventajas convierten a CPO en una solución ideal para entornos de redes de alta velocidad de última generación en los que la eficiencia energética y la escalabilidad del ancho de banda son fundamentales.

 

El papel de SENKO en la transición a la CPO

SENKO Advanced Components ha desempeñado un papel fundamental en el avance de la transición a la óptica coempaquetada mediante el desarrollo de soluciones innovadoras de conectividad óptica que abordan los retos de la gestión, la densidad y la fiabilidad de la fibra.

Senko participa en varias organizaciones de normalización del mercado, como IEEE, IEC y TIA, así como en consorcios como QSFP-DD y OSFP MSA para comprender mejor la tendencia del mercado y realizar aportaciones. Además, SENKO también contribuye a la educación de los miembros clave del sector mediante la participación en foros de reconocimiento mundial como el Optical Interworking Forum (OIF) y el IOWN Global Forum.

A través de estas colaboraciones con la industria, SENKO ha sido pionera en la creación de los primeros conectores de factor de forma muy pequeño (VSFF) del mundo, como los conectores CS, SN y SN-MT, como paso previo para aumentar la densidad de los conectores de fibra. El desarrollo posterior produjo el conector PIC metálico (MPC) para acercar la fibra al chip, y los conectores de módulo y host ELSFP que permiten montar externamente la fuente láser, lo que mejora significativamente el rendimiento térmico y la fiabilidad a largo plazo en arquitecturas CPO.

A medida que la óptica coempaquetada sigue ganando impulso, SENKO se mantiene a la vanguardia de la innovación, proporcionando soluciones de conectividad óptica esenciales que permiten la transición a arquitecturas de red altamente eficientes y escalables.

Conclusión

La transición de las primeras ópticas enchufables a las ópticas coempaquetadas representa una evolución significativa en las redes ópticas. A medida que aumentan las velocidades de transmisión de datos, las arquitecturas de transceptores tradicionales se enfrentan a crecientes limitaciones de eficiencia energética y rendimiento. El CPO ofrece una solución prometedora, con un ancho de banda y una eficiencia energética sin precedentes para las futuras aplicaciones de redes. Con empresas como SENKO a la cabeza de la innovación en interconexión óptica, el sector está bien posicionado para adoptar la próxima generación de conectividad de alta velocidad.