ECOC 2025 技術焦點：Eoptolink 探討資料中心光互連的挑戰

前言

隨著 AI 與高效能運算（HPC）需求不斷推升，資料中心的網路架構正邁向 800G、1.6T 甚至 3.2T 的世代。這一過程中，光模組的功耗、封裝形式、以及系統設計折衝成為產業的關鍵課題。

在 ECOC 2025，Eoptolink 分享了他們對資料中心光互連挑戰的觀察，重點聚焦於1.6T 方案的演進路徑、功耗拆解、線性與共封裝方案比較，以及未來邁向 3.2T 所需突破的難題。

內容

1. 光模組規格演進：從 400G 到 1.6T

• 400G 時代：以 QSFP-DD 為主流封裝，採用 8 lanes × 50G 的 SerDes。

• 800G 世代：主要封裝為 OSFP 與 QSFP-DD800，其中 OSFP 更為主流。

• 1.6T 初期實現：目前產業上有兩種方向：

  • OSFP with external cooling

  • OSFP with integrated cooling

    這反映了隨速率提升，散熱與功耗管理成為設計瓶頸。

2. 不同光互連架構的比較

Eoptolink 分析了 1.6T 光模組的不同實現方式，並比較了功耗與鏈路損耗：

1. Full DSP (FRO, Full Retimed Optics)

   • 優點：最高鏈路預算、靈活性強，可承受約 4 dB 損耗。

   • 缺點：功耗最高，目前 1.6T 模組約 24W。

2. LRO/TRRO (Linear Receive Optics)

   • 優點：移除 TX DSP，僅保留 RX 線性放大器，降低功耗。

   • 缺點：需依賴交換晶片（Switch ASIC）的性能，鏈路設計難度提升。

3. Onboard/Co-Packaged Optics (NPO, CPO)

   • NPO：仍在探索階段，缺乏成熟數據。

   • CPO：被視為功耗最佳解，業界公開數據顯示僅 7–9W，大幅優於傳統可插拔。

👉 客戶的兩難：希望兼顧 FRO 的鏈路預算與靈活性，同時獲得 CPO 的低功耗優勢，這成為系統設計的最大挑戰。

3. 功耗拆解與趨勢分析

Eoptolink 針對 800G 與 1.6T 模組的功耗來源進行比較：

• 共同部分（MCU、電源管理）：佔固定比例。

• 光學部分（雷射、調變器）：增幅有限。

• DSP 部分：是功耗增長的主要來源。

以 1.6T 模組為例：

• FRO：約 24W

• Eoptolink 自家優化設計：約 15W

• LRO：預估可達 10W

• CPO：最佳狀態僅 7–9W

此外，系統層面上，交換晶片（Switch ASIC）功耗隨著線速與 lanes 數量提升而指數成長，導致整機功耗線性增加。

4. 邁向 3.2T 的不確定性

• 現況：800G 正在快速部署，1.6T 剛剛起步，仍以 FRO 為主。

• 下一步：產業聚焦在 LRO、RPO、MPO 等線性架構，希望降低功耗以接近 CPO 水準。

• 挑戰：3.2T 所需的 SerDes、光電組件與封裝技術，目前尚未有明確解法。

總結

Eoptolink 在 ECOC 2025 的觀點凸顯出資料中心光互連的核心矛盾：

1. 功耗 vs. 性能：FRO 提供最強的鏈路彈性，但功耗高；CPO 功耗最低，但靈活性受限。

2. 技術選擇多元並存：短期內，FRO、LRO、CPO 將依應用場景並存，沒有單一技術能全面取代。

3. 未來的不確定性：3.2T 的實現仍在探索階段，需要新一代 DSP、模組封裝與冷卻技術的突破。

整體而言，Eoptolink 強調，產業正處於 800G 穩定化、1.6T 初步落地、3.2T 未來探索 的過渡期。如何在功耗、性能與成本之間找到最佳平衡，將決定下一代資料中心光互連的發展方向。