Semtech如何克服线性直驱光模块部署挑战

数据中心行业在采用线性直驱光模块(LPO)技术方面正迎来关键节点。随着带宽需求激增和功耗问题日益突出，行业的关注点已从“什么是LPO?”转向更复杂的问题：“如何在保障运营可靠性的同时，成功实现LPO的大规模部署?”

这种转变标志着LPO技术的成熟——超大规模云服务提供商和数据中心运营商如今正专注于克服运营层面的顾虑，确保其在各类基础设施环境中实现无缝部署。

标准基础：建立行业信心

任何新兴技术的成功部署，都离不开确保互操作性和可靠性的健全标准。全面的LPO标准开发，推动该技术从实验室概念迈向可部署的解决方案。

行业标准的制定工作主要聚焦两个关键领域：1)电接口标准与测试;2)光链路性能与部署。光互联论坛(OIF)专注于电接口标准，尤其围绕以下测试点展开:

TP1：测试模块输入，模拟主机输出信号到达模块连接器时的状态

TP1a：测试主机ASIC发射器输出经主机板和卡边缘连接器后的状态

TP4：验证模块电输出信号，并校准用于测试主机输入合规性的信号

TP4a：测试主机输入

这项工作确立了关键的测试方法，包括用于衡量发射端口质量的电眼闭合四元(EECQ)指标，以及确保最佳信噪比的复杂端口均衡方法。 作为补充，LPO多源协议(LPO MSA)正着手解决光链路性能与部署挑战，提出了端到端链路优化方法，以及反映真实部署场景的应力信号测试协议

实现真正的即插即用操作

早期的LPO实现通常需要在模块与端口间进行手动调谐，由此产生的运营开销抵消了诸多效率优势。而基于标准方法的开发从根本上改变了这一模式。

真正的即插即用操作围绕几项关键创新展开：预校准的端口与模块如今可无需手动调整即可协同工作;通用管理接口规范(CMIS)功能支持模块自动配置，以匹配端口特性;基于端口损耗特性的确定性连续时间线性均衡器(CTLE)设置，可确保最佳性能，且无需人工干预。

这种方式促进了不同供应商生态系统间的无缝集成，解决了数据中心运营商在使用多供应商设备时的主要顾虑。

光功率要求和信号质量

满足TP2光功率和消光比规范，对许多早期实现而言是一大挑战。研究表明，电接口均衡不足和驱动器增益不够通常是导致这些问题的原因。

解决方案包括全面的驱动器均衡——在使用发射有限脉冲响应(TxFIR)滤波器和驱动器输入CTLE时，确保主机端口完全均衡。此外，调制器专用均衡提供独立调节能力，而发射信号丢失(TX LOS)检测和自动增益控制(AGC)等功能，则确保了在各种条件下的稳定运行。

现代LPO驱动器整合了这些功能，既能提供满足TP2要求所需的完整均衡能力，又能保持部署的简便性。

高损耗主机端口性能

具有高损耗主机端口的数据中心，在维持可接受的误码率(BER)性能方面面临特殊挑战。解决方案是在跨阻抗放大器(TIA)中实现接收端均衡能力，在不同端口损耗特性下实现链路的最佳均衡，同时保持全链路的信噪比优化。

诊断和故障排除能力

超大规模云服务提供商对LPO相比基于数字信号处理(DSP)的重定时模块在诊断可见性上的降低表示高度关切。对此，行业在发射端和接收端都实现了全面的诊断功能作为回应。

发射端诊断包括TX LOS检测、输入信号电平测量和发射功率监控;接收端诊断包括信号丢失(LOS)检测、调制丢失(LOM)监控，以及交换机接收器的眼图监控能力。这些功能与网络管理系统的适当集成，为运营商提供了有效维护和排查LPO部署故障所需的可见性。

增强的CMIS集成

CMIS的扩展对实现智能LPO部署至关重要。增强功能包括：模块插入时的自动数据极性设置、基于端口特性的输入均衡器自动配置，以及模块与交换机之间的线性度调整。

用于优化输出均衡设置的端口损耗通知，构建了一个全面的自动化框架。这些增强功能是即插即用生态系统的最后一块拼图，使LPO在各类基础设施环境中实现真正无缝的部署成为可能。

经验证的互操作性成果

LPO多源协议代表了49家以上公司共同致力于互操作性规范开发的合作成果。2025年初开展的全面互操作性测试有来自成员公司的约90名参与者参与，达成了一项重要里程碑。

测试结果令人印象深刻，成功率极高——几乎所有测试链路在连接后立即正常工作。多家模块供应商成功与各类交换机平台实现互操作，且这一成果在多种实现方法中均得到验证。这些结果有效反驳了早期对LPO稳健性的质疑，为该技术已准备好大规模部署提供了具体证据。

未来发展和200G演进

当前LPO实现的成功为持续创新奠定了基础。开发工作正推进下一代每通道200 Gbps能力，利用先进的仿真模型进行高速性能预测，并针对极端数据速率开发增强均衡技术。

通过行业论坛的合作开发，确保未来标准将保持使当前实现成功的互操作性和即插即用特性。预计200G能力的产品将在2025年底前问世，使该技术继续处于光网络创新的前沿。

战略部署考量

对于评估LPO部署的组织而言，从行业经验中可总结出几个关键成功因素：标准合规性仍是基础——电接口和光接口都必须满足既定规范，以确保互操作性和可靠运行。

全面的均衡能力至关重要，需要具备完整均衡、增益和诊断功能的全功能驱动器。现代数据中心环境的复杂性，要求解决方案能够适应各种条件，同时保持最佳性能。

智能管理能力(尤其是利用增强的CMIS功能实现无缝即插即用操作)对发挥运营效率优势至关重要。自动化能力降低了部署复杂性和持续的运营开销。

最后，与在互操作性和标准制定方面展现领导力的供应商合作，可确保实施方案能成功集成到现有基础设施中，并支持未来的技术演进。

前进之路

线性直驱光模块技术已成功从一种构建低功耗、高性能光网络的前景方案，发展为可部署的成熟解决方案。行业正有效解决最初阻碍部署的实际挑战，为大规模采用铺平了道路。

来自OIF和LPO MSA的全面标准框架，为跨供应商生态系统的可靠互操作性提供了基础;经验证的诊断能力确保满足运营可见性要求;真正的即插即用操作则消除了可能阻碍大规模部署的复杂性障碍。

如今的重点已从证明技术可行性，转向优化部署流程和高效扩展运营。通过适当实施符合标准、具备全面均衡和智能管理能力的解决方案，LPO有望实现其降低功耗和复杂性的承诺，同时满足现代数据中心对可靠性和性能的要求。

LPO成功部署的基础已牢固确立。数据中心运营商如今可以满怀信心地评估和实施LPO解决方案，因为技术挑战已得到解决，行业生态系统也为可靠、可扩展的部署提供了支持。下一阶段的重点将是优化操作流程，充分释放最初激发行业对该技术兴趣的效率优势。

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