Conhecimento

A Linear Pluggable Optics passou da demonstração em conferência para o envio de produtos mais rápido do que a maioria das pessoas esperava. Duas especificações-de múltiplas fontes foram publicadas, plataformas de switch de mais de um fornecedor aceitam módulos lineares e fornecedores de chips anunciaram driver e silício TIA voltados para links lineares de 800G e 1,6T. O que temnãoO que aconteceu foi a mudança do setor atacadista da óptica-baseada em DSP.

Este artigo é sobre potência em nível de-módulo e de{1}}porta, porque é aí que a evidência realmente está. Quando a discussão passa para a carga do rack, sobrecarga de resfriamento ou custo de energia da instalação, as suposições são declaradas explicitamente para que você possa substituí-las pelas suas. Se você está tentando decidir se o LPO pertence à sua próxima construção, a lista de verificação de compatibilidade e a seção de limitações mais abaixo são mais importantes do que a porcentagem do título.

O que é óptica plugável linear?

Um transceptor LPO é um módulo óptico conectável sem nenhum processador de sinal digital dentro dele. O caminho de dados elétricos através do módulo é linear e analógico: o host aciona o módulo, o módulo aciona a óptica e o sinal recebido é amplificado e passado de volta ao host sem ser recuperado digitalmente ao longo do caminho.

Todo o resto do módulo permanece reconhecível. O LPO usa formatos conectáveis ​​convencionais - QSFP112, QSFP-DD e OSFP entre eles - com os mesmos compartimentos, conectores e densidade do painel-frontal, e os módulos permanecem hot-trocáveis ​​e com manutenção em campo-. Se você já entendeucomo um módulo transceptor óptico padrão é construído, um módulo LPO tem a mesma arquitetura com um chip grande removido e o circuito analógico circundante torna-se consideravelmente mais capaz.

O termo “linear” refere-se ao caminho do sinal, não à forma física. Essa distinção é importante porque é o caminho elétrico - e não o conector - que determina se um determinado módulo funcionará em uma determinada porta do switch.

Como o LPO remove o DSP óptico - e o que fica para trás

Em um transceptor conectável convencional, o módulo carrega lasers e óptica, uma matriz fotônica com modulador e fotodetector, um IC elétrico contendo o driver modulador e amplificador de transimpedância (TIA) e um DSP que realiza equalização nos caminhos de transmissão e recepção. O switch ASIC fornece SerDes na interface elétrica.

O LPO remove o DSP e a função de recuperação de-relógio e-dados-da pilha. O trabalho de regeneração e equalização que realizaram não desaparece - é redistribuído. Como a IEEE Electronics Packaging Societyvisão geral técnica da óptica plugável lineardescreve, essas funções são divididas entre o switch ASIC, o driver IC e um TIA de alta-linearidade.

Duas correções a uma afirmação que circula amplamente. Primeiro, não é correto dizer que “todo o processamento de sinal é transferido para o host”. O módulo ainda contém drivers lineares, um TIA de alta-linearidade e condicionamento analógico, como equalização linear-em tempo contínuo. O que passa para o host é o trabalho digital: reprogramação, correção direta de erros e conversão de dados associada. Em segundo lugar, o módulo retém a complexidade real do projeto analógico - possivelmente mais do que um módulo DSP, uma vez que não há rede de segurança digital downstream para limpar um sinal marginal.

A consequência prática é que um link LPO é um sistema projetado em conjunto que abrange host, canal de placa, conector e módulo. Um módulo DSP tolera uma ampla variedade de condições de host porque re-deriva o sinal internamente. Um módulo linear não.

Óptica baseada em LPO vs. DSP-, LRO e CPO

LPO é uma de pelo menos quatro abordagens para o mesmo problema. Compará-los em um único eixo - potência - produz uma classificação enganosa, portanto a tabela abaixo cobre as dimensões que tendem a decidir implantações reais.

A coluna LRO merece atenção de quem planeja 200G por pista. A visão geral do IEEE observa que as primeiras implementações de LPO de 1,6T foram relatadas acima de 30W, o que cria seus próprios problemas térmicos, e espera-se que o LRO -, que reintroduz um DSP no lado de transmissão-para atender aos requisitos de integridade de sinal IEEE 802.3 -, seja a escolha mais prática-a curto prazo nessa taxa. Os fornecedores que demonstram LPO 1.6T geralmente apresentam LRO junto com ele.

Quanta energia o LPO pode realmente economizar?

Os números publicados agrupam-se em uma faixa consistente, mas cada um deles depende do tipo de módulo, alcance, taxa e design térmico. Trate o seguinte como um intervalo, não como uma especificação:

• Conectáveis ​​baseados em DSP-de 800Gsão comumente citados na banda de 14–18 W, com 800G DR8 entre os tipos mais amplamente implantados em clusters de IA. Módulos de 800G coerentes e de{5}}alcance estendido atraem mais.
• Módulos LPO 800Gdos fornecedores que publicam números normalmente ficam em torno de 7–8,5W. A TE Connectivity, por exemplo, demonstrou um transceptor OSFP-XD LPO no OFC 2025 avaliado em 8,5W.
• A economia de nível-do módulo resultanteé, portanto, cerca de 40–50% em relação a uma parte DSP comparável na mesma taxa e alcance.

O DSP é o maior consumidor de energia dentro de um módulo convencional, razão pela qual removê-lo produz uma economia desta magnitude. As declarações que atribuem a ele uma parcela precisa do poder do módulo - 50%, 60% - devem ser tratadas com cautela, a menos que a fonte publique um detalhamento no nível do componente-para um módulo nomeado.

A latência também melhora e para cargas de trabalho de treinamento distribuídas que podem ser tão importantes quanto os watts. A remoção da reprogramação e do{1}}módulo FEC elimina vários nanossegundos por salto. Nas operações coletivas de um grande trabalho de treinamento, a latência por-salto aumenta.

Uma advertência sobre o próprio número-do nível do módulo: ele é uma comparação entre dois módulos sob um conjunto determinado de condições, e não uma medida do seu rack. Qualquer pessoa que cite uma única porcentagem sem nomear o módulo de linha de base, o alcance, a taxa e a temperatura operacional está citando um valor de marketing.

Do módulo Watts à energia da instalação

As economias de módulos tornam-se economias de instalações apenas através de uma cadeia de multiplicações, e a cadeia perde magnitude a cada passo. Aqui está essa cadeia explicitada, com suposições que você pode substituir.

Suposições:um switch leaf 800G de 32 portas totalmente preenchido; Linha de base DSP de 16W por módulo; LPO a 8,5W por módulo; 40 desses interruptores no pod; operação contínua a 8.760 horas por ano; PUE da instalação de 1,3; eletricidade a US$ 0,10/kWh.

1. Por interruptor.A óptica consome 512 W com módulos DSP versus 272 W com LPO - uma economia de 240 W, ou cerca de 47% da potência óptica nesse chassi.
2. Por cápsula.Em 40 switches, isso representa aproximadamente 9,6 kW de carga de TI removida.
3. Energia anual de TI.9,6 kW ao longo de um ano equivale a aproximadamente 84 MWh.
4. Energia anual da instalação.A aplicação da PUE 1.3 para contabilizar as despesas gerais de refrigeração e distribuição resulta em aproximadamente 109 MWh.
5. Custo anual.A US$ 0,10/kWh, aproximadamente US$ 10.900 por ano para este pod.

Agora, a parte que o título afirma tende a pular. Numa instalação com capacidade de 10 MW, o consumo total anual é da ordem de 87.600 MWh. Os 109 MWh economizados acima representam aproximadamente 0,1% disso. Os transceptores ópticos representam uma parcela significativa da energia da rede e um problema térmico real dentro de chassis densos, mas em uma instalação de IA dominada por GPU- eles representam uma pequena fração da carga total - dominada por aceleradores, memória, armazenamento, perdas de conversão de energia e planta mecânica. Um corte de 45% na potência óptica não é um corte de 45% na conta de electricidade, e nenhum modelo honesto produz tal corte.

O local onde o LPO ganha seu lugar é mais específico do que uma porcentagem da fatura: ele compra espaço térmico dentro do chassi e do rack, que geralmente é a restrição vinculativa ao atualizar uma plataforma projetada em torno de óptica de 400G de potência inferior para 800G. Para contextualizar a escala do problema subjacente, o Laboratório Nacional Lawrence BerkeleyRelatório de uso de energia de data center dos Estados Unidos de 2024descobriram que os data centers dos EUA consumiram 176 TWh em 2023 - cerca de 4,4% da eletricidade nacional - e projetaram 325 a 580 TWh até 2028.

Onde realmente está a padronização LPO

O quadro de especificações é mais avançado do que era e mais específico do que “os padrões serão finalizados este ano”.

• Março 2025 - 100G-DR-LPO.A LPO MSA publicou seuEspecificação de modo único-de 100 Gb/s por faixa, abrangendo links paralelos de modo único-de 100G, 200G, 400G e 800G e validado por testes de interoperabilidade de membros em um evento em fevereiro de 2025.
• Setembro 2025 - 400G-FR4-LPO.Na ECOC, a MSA divulgou oEspecificação 400G-FR4-LPO, adicionando uma opção WDM de quatro{0}}comprimentos de onda que oferece suporte a alcances de pelo menos 500 m em um par de fibra.
• 200G por pista.O trabalho continua com OIF e IEEE em direção a implementações lineares no próximo ritmo. Isso não está completo e a dificuldade técnica é real. - a compatibilidade do host SerDes em 200G por pista é materialmente mais difícil do que em 100G.

Ambas as especificações baseiam-se no trabalho IEEE 802.3 e OIF e definem requisitos de interoperabilidade em nível de componente, módulo e sistema-nas interfaces elétricas e ópticas. O silício também está disponível: a Marvell, mais conhecida por DSPs, anunciou umChipset de driver de laser e TIA de 200 G-por{2}}pistavoltado para links lineares de 800G e 1.6T.

Especificação, silício e produto de envio são três das cinco coisas que constituem o "mainstream". Os dois restantes - ampla implantação de produção de vários-fornecedores e participação majoritária de mercado - ainda não chegaram. A avaliação da Cignal AI após o OFC 2025 foi que o LPO de 100G{7}}por{8}}pista em 800G está atrasado para o mercado e provavelmente capturará apenas uma pequena parcela de conectáveis ​​a longo prazo, principalmente porque grande parte da infraestrutura de data center existente foi projetada em torno da compatibilidade com DSP. A LightCounting, por sua vez, previu que o mercado combinado de LPO e CPO para redes de expansão e expansão de clusters de IA praticamente dobrará, passando de US$ 5 bilhões em 2024 para mais de US$ 10 bilhões em 2026. Essas duas visões não são contraditórias: o rápido crescimento a partir de uma base pequena ainda é uma base pequena. Para uma leitura mais ampla sobre quais tecnologias de módulos estão sendo enviadas ou demonstradas, consulte nosso resumo deo que foi real e o que veio a seguir no OFC 2026.

Compatibilidade de host e switch: o que verificar antes de comprar

A afirmação mais enganosa em circulação sobre LPO é que fatores de forma idênticos significam queda-na compatibilidade com os switches existentes. A gaiola aceita o módulo; isso não diz nada sobre se o link será fechado.

Algumas plataformas realmente oferecem suporte a módulos lineares sem modificação de hardware. - Os switches Juniper QFX baseados em Broadcom- são um caso documentado, e a Arista demonstrou compatibilidade com Broadcom TH5 por um longo período. Mas o suporte é uma propriedade de plataformas específicas, não do formato conectável. Antes de confirmar, trabalhe com o seguinte com seus fornecedores de switch e NIC:

• Capacidade de host SerDes.O SerDes do ASIC fornece a equalização de transmissão e de recebimento necessária para fechar um link linear sem-retemporização do módulo?
• Orçamento de perda de canal elétrico.Qual é a perda de inserção do ASIC para a gaiola nesta placa específica e ela está dentro dos limites da especificação?
• Manuseio FEC.Confirme qual esquema FEC é aplicado, onde ele é executado e se está habilitado de ponta a ponta no link.
• Versão de especificação.Qual especificação LPO MSA o módulo reivindica conformidade com - 100G-DR-LPO, 400G-FR4-LPO - e o host está qualificado para o mesmo?
• Modelo de ajuste.A plataforma ajusta os links automaticamente ou requer ajuste-por porta? Pergunte o que acontece quando um módulo é trocado em campo.
• Evidência de interoperabilidade.Solicitar resultados para este módulo neste host - não é uma declaração genérica de interoperabilidade e não é o resultado de uma geração de switch diferente.
• Alcance e planta de fibra.Verifique o alcance especificado em relação aos lances reais de cabos, contagem de conectores e orçamento de perdas. Opções de cabeamento estruturado, comoMPO de 16 fibras para links de 800Gafetam a margem óptica com a qual o módulo deve trabalhar.
• Envelope térmico.Confirme a temperatura nominal da caixa do módulo em relação ao fluxo de ar disponível em seu chassi na densidade de porta pretendida.
• Limite de suporte.Estabeleça por escrito quem é o proprietário do link quando um problema-de BER marginal ultrapassar o limite do host/módulo.

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Limitações e Riscos Operacionais

Avaliações equilibradas de LPO nomeiam consistentemente as mesmas compensações-e nenhuma delas é um obstáculo -, mas todas elas são um trabalho.

• Alcance mais curto.Sem o-módulo DSP, o BER do link é maior, o que restringe a distância. As especificações de LPO publicadas visam curto alcance; esta é uma tecnologia intra{2}}rack e intra{3}}curta, e não uma tecnologia de campus ou DCI.
• Margem de link fina.Um módulo DSP absorve um canal degradado. Um módulo linear surge nele. Conectores sujos, patch cords marginais e perda de canal-fora-das especificações aparecem como erros em vez de serem corrigidos silenciosamente.
• Solução de problemas mais difícil.O isolamento de falhas agora abrange o host, o canal da placa e o módulo. As equipes acostumadas a trocar um módulo para eliminar uma falha de link precisarão de novos procedimentos.
• Dificuldade de 200G-por{2}}pista.A complexidade adicional do SerDes torna a compatibilidade de 200G por pista substancialmente mais difícil de alcançar do que de 100G, e as primeiras implementações de LPO de 1,6T foram relatadas acima de 30W - minando o argumento de potência exatamente na taxa em que seria mais valioso.
• Custo de qualificação.A interoperabilidade de vários{0}fornecedores requer testes deliberados, em vez de ser presumida. Orçamento do tempo de laboratório.
• Dados de confiabilidade.Menos componentes dentro do pacote é uma base teórica razoável para esperar melhor confiabilidade do módulo, mas é uma hipótese, não uma estatística de-falha de campo. Pergunte a qualquer fornecedor que alegue melhores taxas de falha para o tamanho da população, o período de observação e a linha de base de comparação.

Onde o LPO faz sentido - e onde não faz sentido

Bons candidatos

• Links intra{0}}rack e intra{1}}curtos dentro de clusters de treinamento e inferência de IA, a 100 G por pista, em uma plataforma com suporte a LPO-confirmado pelo fornecedor.
• Implantações em que o espaço térmico do chassi ou do rack - e não a conta de eletricidade - é a restrição que está realmente bloqueando a atualização.
• Fabrics sensíveis à latência-em que a remoção do atraso de reprogramação por-salto tem um valor de carga de trabalho mensurável.
• Greenfield constrói onde a plataforma host, o módulo e o cabeamento podem ser qualificados juntos antes do compromisso.

Candidatos ruins

• Qualquer alcance além do que a especificação e seu orçamento de perdas suportam.
• Propriedades brownfield heterogêneas onde se espera que os módulos funcionem em várias gerações de switches de diferentes fornecedores.
• Conexões de rack muito curtas-ondeconjuntos de cobre de fixação diretaou o cobre ativo seria mais simples e barato. A questão relevante geralmente não é "LPO ou DSP", mas se o link precisa de óptica - nossa comparação decobre e fibra em data centers de IAcobre onde cada um quebra.
• Links 1.6T atuais, onde a LRO é geralmente a resposta mais prática no-prazo.
• Ambientes sem capacidade de laboratório para qualificar links ou sem uma equipe de operações preparada para controlar-a-o ajuste de links de ponta a ponta.

Perguntas frequentes

O LPO reduz as contas de eletricidade do data center em 40%?

Não. Aproximadamente 40 a 50% é a economia no nível-do módulo em relação a um módulo DSP comparável com a mesma taxa e alcance. O custo de eletricidade da instalação inclui aceleradores, CPUs, memória, armazenamento, switch ASICs, perdas de conversão de energia e planta mecânica. Em uma instalação de IA, a óptica representa uma pequena parcela desse total, portanto, o efeito no nível-da instalação é uma fração de um percentual na maioria dos modelos - veja o exemplo trabalhado acima.

Os módulos LPO podem entrar em meus switches existentes?

A gaiola os aceitará. O fechamento do link depende do ASIC do host, de sua capacidade SerDes, da perda de canal da placa, da configuração FEC e do suporte de gerenciamento. Algumas plataformas suportam LPO sem modificação de hardware; muitos não. Trate a compatibilidade como uma questão-por plataforma a ser confirmada com seu fornecedor.

Até onde pode chegar um link LPO?

As especificações LPO MSA publicadas visam alcance curto, com 400G-FR4-LPO compatível com pelo menos 500 m em um par de fibra-modo único. A distância útil real em sua planta depende da contagem de conectores e do orçamento de perda total. LPO não é uma tecnologia coerente ou de longo alcance.

O LPO é melhor que o CPO?

Eles otimizam para coisas diferentes. O CPO integra a óptica ao pacote de switch e pode atingir menor potência por porta, mas altera o modelo de domínio-de capacidade de manutenção, economia e falha. O LPO mantém o modelo operacional conectável e apresenta menor risco de integração, com menor benefício de energia. A resposta honesta depende das implementações específicas de CPO e LPO, da taxa e de onde você traça o limite do sistema ao comparar.

Qual é a diferença entre LPO e LRO?

O LRO remove o DSP apenas do caminho de recepção, mantendo-o em transmissão para que o transmissor permaneça em conformidade com os requisitos de integridade de sinal IEEE 802.3. Isso abre mão de alguma economia de energia em troca de BER de link mais baixo, maior alcance e interoperabilidade mais fácil. Com 200 G por pista, espera-se que a LRO seja a opção mais prática no-prazo.

O LPO é confiável o suficiente para produção?

Existem especificações, testes de interoperabilidade e envio de produtos, e diversas plataformas suportam LPO na produção. O que ainda não existe publicamente são dados de confiabilidade de campo em grande-escala, vários-anos e vários{3}}fornecedores. Qualifique-se em sua própria plataforma, em vez de depender de uma reivindicação geral.

Quando o LPO se tornará o padrão para links-de curto alcance?

Isto é uma previsão, não um facto, e os meteorologistas discordam. LightCounting projeta forte crescimento para o segmento combinado de LPO e CPO em redes de IA. A Cignal AI espera que o LPO 800G capture apenas uma pequena parcela dos conectáveis ​​no longo prazo, porque a infraestrutura existente foi projetada em torno da compatibilidade DSP. Planeje de acordo com o roteiro de sua própria plataforma, e não contra qualquer uma das previsões.

Resumo

LPO é uma tecnologia real com um benefício de nível de módulo -real e bem documentado-: cerca de 40 a 50% menos energia do que um módulo DSP comparável, além de alguns nanossegundos a menos de latência por salto, em um pacote conectável que sua equipe de operações já sabe como lidar. Duas especificações-de múltiplas fontes foram publicadas, o silício está disponível e plataformas de switch específicas oferecem suporte a ele atualmente.

É também uma tecnologia que transfere trabalho do módulo para o integrador de sistemas. O link agora depende da capacidade do host SerDes, da perda de canal e do ajuste-a-de ponta a ponta, o alcance é restrito, a margem é menor e as implementações de 200G-por-pista ainda não estão onde estão os 100G-por-pista. A maneira correta de avaliá-lo é por plataforma e por classe de link - e não como uma decisão-de toda a propriedade e não com base em uma única porcentagem. Se você estiver trabalhando no lado do cabeamento e da interconexão dessa decisão, nossosoluções de conectividade para data centerscobrem a planta de fibra e as opções de cabeamento estruturado que determinam quanta margem óptica qualquer módulo - linear ou de outra forma - tem que trabalhar.