光纤连接的演变：从可插拔光学器件到共封装光学器件 (CPO)

可插拔光模块的技术局限

随着数据中心和高性能计算环境不断突破网络速度边界，传统可插拔光模块正在逐渐触及物理和电气性能的极限。其依赖PCB电气走线的传输方式，不仅导致信号完整性挑战、还引发功耗激增和延迟攀升等问题。当传输速率突破800Gbps时，这些限制尤为凸显，从而催生了对新型高效光互连解决方案的迫切需求。

 

逐步过渡：从可插拔光学器件到 CPO

从传统的可插拔光学器件到共封装光学器件（CPO）的转变并不是一个突然的飞跃，而是一个有条不紊、分阶段的渐进过程，能够逐步提高带宽、能效和信号完整性。这一转变代表着光纤集成到网络基础设施中的方式发生了根本性的转变，使光纤更加接近芯片，从而实现更高的带宽、更低的延迟和更高的效率。Yole Développement（2022 年 3 月）的一项重要研究描绘了这一转变，显示了功耗效率和系统复杂性如何随着时间的推移推动 CPO 的采用。

现阶段的光连接仍采用外置架构，通过可插拔光模块内置的MPO（多芯推拉式）连接器实现。数据仍需经由PCB电气走线在光模块与ASIC芯片间传输，这种架构不可避免地带来功耗与延迟问题。虽然可插拔方案在800Gbps速率下仍具可行性，但更高传输速率的需求正推动更先进的集成技术发展。

 

板载光学技术（1.6Tbps阶段）

为突破可插拔光模块的局限，板载光学技术将光收发器直接集成到PCB上。这种设计缩短了电气走线距离，从而提升散热效能并优化了信号传输质量。MPC PIC连接器直接内置于电路板，实现了更高的集成密度和更优的能效表现。该技术通过从根本上解决电气互连的固有难题，为后续技术发展奠定了基础。

 

基板共封装光学（3.2Tbps及以上）

CPO技术实现革命性突破，将光引擎直接集成到交换机基板上。该技术几乎完全消除电气走线，在显著降低功耗和延迟的同时，大幅提升了信号完整性。这种共封装架构不仅提供了更高的带宽能力，更为下一代数据中心实现更强大的可扩展性铺平了道路。

 

芯片级直连（Direct Optical）I/O技术（6.4Tbps及以上）

光互连演进的终极阶段采用芯片级直连I/O技术，将光纤直接耦合至交换芯片，完全摒弃电气互连需求，在能效、带宽和系统性能等方面实现全面优化。该技术将成为满足未来人工智能（AI）、机器学习（ML）、高性能计算（HPC）及超大规模数据中心严苛需求的关键架构。

转型的深层动因

人工智能（AI）、大语言模型（LLM）、机器学习（ML）、高性能计算（HPC）及超大规模数据中心的迅猛发展，正持续推动着对更高带宽、更低功耗、更优信号完整性，以及面向未来扩展能力的迫切需求。随着数据密集型工作负载的爆发式增长，传统电气互连技术已难以满足性能要求。从可插拔光模块向CPO乃至最终芯片级直连I/O的技术演进，将成为支撑下一代网络与计算应用的关键基石。这一转变将确保实现：

• 更高的带宽 通过缩短电信号传输距离，来满足数据量指数级增长
• 降低功耗 减少电气互连损耗和发热。
• 改善信号完整性 采用直接光耦合最大限度减少信号衰减，提升传输效率
• 可扩展性 通过芯片级直连I/O技术实现拓展能力，为未来更高数据速率应用提供支持

 

SENKO在光互连技术发展中的核心作用

SENKO始终处于光互连技术创新的最前沿，为从可插拔光模块向新一代光架构的转型提供关键解决方案。其创新产品组合包括：

• MPC 连接器 - 为新兴的板载和共封装应用提供高密度光连接。MPC 设计用于光纤到芯片的直接耦合，可减少损耗并提高效率。
• SN-MT 和 MPO 卡口连接器 - 专为下一代数据中心的紧凑型、高性能和高密度互连而设计，具有出色的节省空间特性。
• ELSFP（增强型大规模可插拔型） - 面向未来设计的解决方案，满足新一代光模块的功耗与密度需求。该产品可完美适配超大规模数据中心的演进架构，同时提供高带宽与低功耗特性。
• 先进的光学背板解决方案 - SENKO在背板光互连领域持续创新，为关键基础设施环境提供无缝高速数据传输支持。

通过持续推动光连接技术的创新，SENKO正助力数据中心和高性能计算环境实现更高吞吐量、更低延迟与更优能效。随着行业向更高速光通信解决方案迈进，SENKO的创新技术在确保无缝扩展性、增强性能以及为AI驱动和超大规模环境提供面向未来的连接能力方面发挥着关键作用。

 

结语

从可插拔光模块向共封装光学（CPO）和芯片级直连I/O的演进，标志着光纤连接技术的关键突破。通过将光器件逐步集成至交换架构近端，这一技术转型有效满足了人工智能（AI）、机器学习（ML）、高性能计算（HPC）及超大规模数据中心日益增长的需求。随着SENKO等企业在光连接解决方案领域的持续引领，高速网络技术的未来必将实现重塑数据中心架构与性能基准的重大突破。