Linha do tempo dos avanços na transição para a óptica de empacotamento conjunto

Adoção antecipada de óptica plugável

A jornada em direção à óptica co-packaged (CPO) começou com a adoção generalizada de transceptores ópticos plugáveis para aplicativos de baixa velocidade. No início dos anos 2000, os transceptores Small Form-factor Pluggable (SFP) e SFP+ permitiram aplicações Ethernet de 1G e 10G, oferecendo uma abordagem modular para a infraestrutura de rede. Essas ópticas plugáveis eram ideais para data centers e redes de telecomunicações devido à sua facilidade de implantação, capacidade de atualização e compatibilidade com vários equipamentos de rede.

Com o aumento da demanda de largura de banda, as ópticas plugáveis de maior velocidade, como XFP e QSFP (Quad Small Form-factor Pluggable), tornaram-se padrão para aplicações de 40G e 100G iniciais. Essas soluções iniciais proporcionaram flexibilidade e escalabilidade, mas foram limitadas pelo consumo de energia e por problemas de integridade de sinal à medida que as velocidades continuaram a aumentar.

 

Surgimento de transceptores de maior largura de banda

Com a explosão da computação em nuvem, da inteligência artificial (IA) e da computação de alto desempenho (HPC), o setor introduziu novos formatos de transceptores para atender à necessidade de maior largura de banda. Os principais avanços incluem:

• QSFP+ (Quad Small Form-factor Pluggable Plus) - Introduzido para aplicações Ethernet 40G, permitindo maiores densidades de portas em switches.
• CFP4 (C Form-factor Pluggable 4) - Projetado para redes 100G, oferecendo maior eficiência e tamanho reduzido em comparação com os módulos CFP anteriores.
• QSFP-DD (Quad Small Form-factor Pluggable Double Density) - Com suporte para aplicativos 400G e, posteriormente, 800G, esse fator de forma aumentou a densidade da pista, permitindo maior taxa de transferência de dados.
• OSFP (Octal Small Form-factor Pluggable) - Desenvolvido para 400G e além, oferecendo melhor gerenciamento térmico e eficiência energética.
• OSFP-XD (densidade estendida OSFP) - Projetado para ampliar ainda mais os recursos de largura de banda para aplicativos de data center.
• QSFP-DD800 - A próxima evolução em óptica plugável, suportando Ethernet 800G para data centers em hiperescala e cargas de trabalho orientadas por IA.

Embora esses avanços tenham permitido que a óptica plugável acompanhasse o ritmo da demanda, o consumo de energia e as restrições térmicas representaram desafios em velocidades mais altas.

Penetração da óptica a bordo

Para aproximar a conectividade óptica da unidade de processamento e reduzir as perdas elétricas, o setor adotou as soluções OBO (On-Board Optics). Essas soluções incluíam a óptica de placa intermediária, que colocava os transceptores diretamente no switch ou na placa-mãe do servidor, em vez de na borda do equipamento.

A óptica integrada ajudou a melhorar a integridade do sinal e a reduzir o consumo de energia ao encurtar o caminho elétrico. No entanto, essa abordagem ainda dependia de transceptores plugáveis tradicionais e exigia um roteamento de fibra complexo dentro dos dispositivos, o que levava a limitações de escalabilidade e complexidade de fabricação.

 

A mudança para a óptica de empacotamento conjunto (CPO)

A crescente demanda por eficiência energética e escalabilidade da largura de banda levou à transição para o CPO (Co-Packaged Optics). Ao contrário dos pluggables tradicionais, que se tornam instáveis devido a restrições térmicas e de energia, o CPO integra transceptores ópticos diretamente ao switch ou ao ASIC de computação, eliminando a necessidade de traços elétricos longos e de alta potência.

Ao eliminar as interconexões elétricas de alta velocidade, o CPO reduz significativamente o consumo de energia por bit. Os transceptores plugáveis operam com cerca de 7W por módulo em taxas de dados mais altas, enquanto o CPO pode alcançar um desempenho semelhante ou melhor com aproximadamente 3W por módulo. Além do menor consumo de energia, é possível obter um melhor gerenciamento térmico com a distribuição dos componentes ópticos em torno do ASIC, o que otimiza a dissipação de calor e aumenta a eficiência geral do sistema.

À medida que as taxas de dados são dimensionadas para 1,6 Tbps e além, a maior densidade de pista com integridade de sinal aprimorada da integração direta da óptica com o ASICS torna-se indispensável para data centers de hiperescala, inteligência artificial (IA) e computação de alto desempenho (HPC). Esses benefícios fazem do CPO a solução ideal para ambientes de rede de alta velocidade de última geração, em que a eficiência energética e a escalabilidade da largura de banda são essenciais.

 

O papel da SENKO na viabilização da transição para o CPO

A SENKO Advanced Components tem desempenhado um papel fundamental no avanço da transição para a óptica co-embalada, desenvolvendo soluções inovadoras de conectividade óptica que abordam os desafios de gerenciamento, densidade e confiabilidade da fibra.

A Senko participa de várias organizações de padrões de mercado como IEEE, IEC e TIA, como consórcios como o QSFP-DD e OSFP MSA para entender melhor a tendência do mercado e fazer contribuições. Além disso, a SENKO também está contribuindo para a educação dos principais membros do setor por meio da participação em fóruns reconhecidos mundialmente, como o Optical Interworking Forum (OIF) e o IOWN Global Forum.

Por meio dessas colaborações com o setor, a SENKO foi pioneira nos primeiros conectores Very Small Form Factor (VSFF) do mundo, como os conectores CS, SN e SN-MT, como um trampolim para aumentar a densidade dos conectores de fibra. O desenvolvimento posterior produziu o Conector PIC Metálico (MPC) para aproximar a fibra do chip e os conectores de módulo e host ELSFP, que permitem a montagem externa da fonte de laser, o que melhora significativamente o desempenho térmico e a confiabilidade de longo prazo nas arquiteturas de CPO.

À medida que a óptica co-embalada continua a ganhar impulso, a SENKO permanece na vanguarda da inovação, fornecendo soluções essenciais de conectividade óptica que permitem a transição para arquiteturas de rede altamente eficientes e escaláveis.

Conclusão

A transição da óptica plugável inicial para a óptica co-embalada representa uma evolução significativa na rede óptica. À medida que as taxas de dados continuam a aumentar, as arquiteturas tradicionais de transceptores enfrentam limitações crescentes em termos de eficiência energética e desempenho. A CPO oferece uma solução promissora, proporcionando largura de banda e eficiência energética sem precedentes para futuras aplicações de rede. Com empresas como a SENKO liderando o caminho da inovação em interconexão óptica, o setor está bem posicionado para abraçar a próxima geração de conectividade de alta velocidade.