Współkapsułkowanie silnika optycznego z przełączającym układem ASIC może być alternatywą dla wtykowych transceiverów optycznych w dużych centrach danych. Połączenia wtykowe zostały po raz pierwszy wprowadzone do sieci przedsiębiorstw dwie dekady temu; teraz stało się wszechobecnym rozwiązaniem dla połączeń optycznych w różnych aplikacjach sieciowych. W ciągu ostatniej dekady wysłano ponad 1 miliard podłączalnych nadajników-odbiorników, z czego ponad 500 milionów na rynki FTTH lub FTTx, a ponad 10 milionów na połączenia w dużych centrach danych obsługiwanych przez firmy. Obecnie, w celu zmniejszenia zużycia energii przez przełączniki Ethernet nowej generacji, przemysł zaczął szukać alternatywnych rozwiązań.
Facebook i Microsoft niedawno utworzyły grupę współpracy o nazwie Co-Packaged Optics (CPO). Celem grupy CPO jest „dostarczenie wskazówek dla dostawców w zakresie projektowania i produkcji wspólnie pakowanych urządzeń optycznych przy użyciu wspólnych elementów projektowych”. Wiodący dostawcy przełączający ASIC inwestują również w rozwój tych nowych rozwiązań. Osiągnięcie tego celu będzie wymagało wielu wyzwań technicznych, ale jeśli wszystko pójdzie dobrze, popyt na wtykowe urządzenia nadawczo-odbiorcze z pięciu największych firm przetwarzających w chmurze zacznie spadać do 2027-2028 r.
Prognozy dokonano na podstawie badania zleconego w ramach projektu ARPA-E ENLITENED. Projekt finansuje rozwój technologii połączeń i przełączania nowej generacji w celu zmniejszenia zużycia energii przez przełączniki w centrach danych o jedną dziesiątą.
IBM jest jedną z niewielu firm, które otrzymają w tym roku drugą fazę finansowania ARPA-E. IBM był pierwszą firmą, która opracowała pakiet silnika optycznego z wymiennym układem ASIC w ramach programu superkomputera finansowanego przez DARPA w latach 2004–2008. Obecnie IBM opracowuje wspólnie pakowane urządzenia optyczne o niskiej mocy oparte na macierzy VCSEL dla WZMOCNIONEGO projekt, w tym VCSEL o podwójnej długości fali dla fazy II programu. Inne zespoły finansowane przez ARPA-E planują zastosować fotonikę krzemową.
CPO chce wyeliminować zużycie energii podczas napędzania kilku centymetrów drutu miedzianego podłączonego do centralnego układu przełączającego ASIC i podłączonego do transceivera optycznego na krawędzi PCB lub panelu. W pakiecie wykorzystuje się prostszy interfejs SerDes, który nie tylko zużywa mniej energii, ale także zmniejsza opóźnienia.
Rozwój nowych technologii układów optycznych musi sprostać wielu wyzwaniom inżynieryjnym. Prognozy LC opierają się na założeniu, że wszystkie te wyzwania zostaną spełnione, zanim pojawi się wczesne zapotrzebowanie na te produkty w latach 2023-2024, ale osiągnięcie tego celu nadal zależy od wysiłków inżynierów.
