京东陈琤：光电合封技术在数据中心网络应用前景可期

受制于PCB高速电信号传输瓶颈，传统的可插拔式的光模块在速率越高的情况下，信号质量劣化现象越严重，传输的距离也就越受限。而光电合封成为解决高速高密度光互连的最有前景的解决方案。

此外，近年来以硅光为代表的光子集成技术有了长足的积累和发展，使得大规模的光电集成越来越具备产业化条件。因此，光电合封技术也具有了产业化可行性。

今日，在由CIOE中国光博会与C114通信网联合推出的“2023中国光通信高质量发展论坛”系列“数据中心光互联技术研讨会”上，京东光互联架构师陈琤介绍了光电合封技术的特点以及在数据中心领域的应用前景等。

光电合封技术三大优势

陈琤指出，光电合封技术具有三大优势：一是信号完整性。由于光收发器件和ASIC芯片封装在一起，极大地缩短板端电信号传输距离，减少对信号的补偿，不但提高了信号传输质量，同时也使得PCB版的layout布局更为灵活。

二是高集成度。单芯片的交换带宽已经来到25.6T和51.2T，对设备的尺寸和集成度提出进一步要求。另外，光电合封意味着直接将光信号从合封芯片引到面板上，能够提高设备面板的连接密度。

三是低成本。如果采用成熟的CMOS工艺实现光学器件和电学器件的集成，将带来可观的成本节约。另外光电合封的系统功耗也会远小于分立可插拔式的架构。

光电合封在DCN中的应用前景

展望可见的未来，112G SerDes即将到来，51.2T和102.4T交换容量的交换节点，将给可插拔模块的应用带来挑战。交换芯片到面板的高密度电信号传输将变得十分困难，光电合封技术或将发挥其优势。

那么究竟多高的速率下我们才必须采用光电合封技术呢？

陈琤表示，一般认为，当serdes传输速率发展到112G的时候，虽然通过对传输介质优化和信号完整性的补偿，也能实现ASIC芯片到面板的电连接，但是在单芯片交换容量达到51.2T及以上的时候，大量的到面板的电连接将使得PCB layout设计变得十分具有挑战性。此时，光电合封将体现出足够的优势。

结合数据中心网络架构的演进情况，光电混合封装将有可能在下一代的112G serdes架构中投入使用，在高密度的交换节点采用光电合封的形式，在spine层甚至是leaf层取代传统的可插拔式光连接方案。

当然，光电合封的产业化也面临着诸多挑战。由于不可热插拔的内置结构，光电合封的可靠性要比光模块的可靠性高一到两个数量级，才能保障整个系统的可用性。另外，大规模的光电集成还会带来高密度光纤连接的管理问题，散热管理问题以及封装测试的良率问题。因此，光电合封技术真正投入实际使用，还需要产业界进一步的摸索和实践。