Intel演示400G硅光模块

Intel最近在其Interconnect Day 2019演示了其基于硅光的400G光模块。国外媒体已经做了详细的报道， 原文链接为https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/)，小豆芽这里再整理下相关信息，以供大家参考。

先上图，其400G光模块的外观图如下所示，

(图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/)

光模块外壳上的标签为“400G DR4 QSFP-DD”，DR4说明其用于500m的传输，采用的封装形式为QSFP-DD。

更细节的光模块内部结构如下图所示，

（图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/）

上图中的绿色芯片为电芯片，灰色为硅光芯片。电芯片包括4通道的driver, 4通道的TIA, Retimer和管理芯片。其电通道为8通道，每一个通道对应PAM4的50G信号。对于光通道，其采用4通道的发送器与4通道的接收器。发送器由4个异质集成的InP激光器(波长为1.3um)、4个硅光调制器构成，接收器由4个Ge探测器构成。每个通道为100G PAM4的信号，总的速率为100G*4=400G。ppt里还提到Intel将在2019年第四季度开始量产QSFP-DD的400G硅光模块。该光模块的眼图如下图所示，无论是光眼图还是电眼图，效果都非常好。

（图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/）

小豆芽起初有一个小疑惑，觉得QSFP-DD应该是8根光纤输出/输入。Intel这里采用的仍然是4根光纤的形式，似乎和PSM4差不多，但是电接口那又不太一样。查阅了QSFP-DD的MSA, 才发现原来这样定义光接口是可以的。以下是QSFP-DD不同规格的光口定义，

（图片来自http://www.qsfp-dd.com/wp-content/uploads/2018/09/QSFP-DD-Hardware-rev4p0-9-12-18-clean）

关于Intel的硅光技术，可以参考小豆芽之前的这篇笔记 Intel的硅光子技术。下图是Intel对其硅光技术的一个简单总结，

（图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/）

核心器件有：

1）异质集成的InP激光器

2）Ge探测器

3）Si电光调制器

4）Mux/DeMux

5) 耦合器coupling I/O

6) 基于布拉格光栅结构的滤波器

7）基于MZI的optical switch

8）基于MMI的分束器与合束器

9）偏振分离与旋转器件(polarization splitter and rotator)

以这些器件为基础，构成更复杂的光路，实现硅光的transceiver。

Intel还对比了基于硅光方案的光模块与传统分立器件构成的光模块,

（图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/）

这一对比非常直观，将分立器件在芯片上集成，其优势是显而易见的，这也正是硅光的魅力所在。

关于400G光模块市场，Intel也做了一些预测，预计在2020年，400G光模块市场成熟，年需求量约1M只。目前Intel在100G单模光模块的市场占有率约为1/3。

(图片来自https://www.servethehome.com/intel-silicon-photonics-update-at-interconnect-day-2019/)

以上是对Intel这次400G硅光模块的介绍。从技术角度上看，单个硅光调制器实现100G PAM4信号调制，单个探测器实现100G PAM4光信号的探测，Intel还是非常厉害的。小豆芽查阅了一些最新的文献，没有搜到相同速率的文献报道，Intel是怎么做到的？此外，信号的速率越来越高，硅光的成本优势似乎更加明显。

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