Horizon

COHERENT FINISAR ha sido líder en soluciones de datacom durante décadas. Desde su punto de vista, la IA no es nueva, en el sentido de que las soluciones de conectividad óptica son las mismas que las utilizadas en la red mainstream. IA Recientemente ha recibido más atención debido a los centros de datos de gran escala que despliegan masivas redes de aprendizaje automático, y la expectativa de que las crecientes tendencias en las aplicaciones de consumo impulsadas por la IA impulsarán una mayor expansión en la nube. 

De hecho, COHERENT FINISAR ha estado vendiendo transceptores (y componentes) para el uso de AI/ML desde su primera implementación en la nube. Cuando se considera que las especificaciones de comunicación óptica AI/ML son una derivada estrechamente relacionada de las especificidades de Ethernet, se podría decir que la experiencia relevante de COHERENT FINISAR se extrapola mucho más allá de ese tiempo, más de 35 años de hecho.

Lo que es nuevo, sin embargo, es la necesidad de mayor velocidad, mayor capacidad en las comunicaciones intra-datacenter, y menor latencia para apoyar el crecimiento de la nube.  Todas esas consultas de máquina a máquina necesitan conectarse entre sí rápidamente y sin problemas. Específicamente, el rápido crecimiento en AI/ML significa que los servidores dedicados de IA/ML representan solo una porción del rápido crecimiento de la infraestructura de centros de datos de gran escala. Estos servidores están conectados al resto de la red con transmisores ópticos.

La integración vertical proporciona soluciones más rápidas, más rápido

800G es lo último hoy en día para los transceivers ópticos, pero 1.6T es lo que viene pronto. Y como siempre en los centros de datos, la minimización de los costos es una prioridad primordial. Se puede ver un ejemplo de cómo se aprovecha la integración vertical de COHERENT FINISAR hacia estos objetivos de velocidad y costo, en las demostraciones de rendimiento de los tranceivers que llevamos a cabo en 2023 en OFC y ECOC.

La primera generación 800G depende de transmisores con canales ópticos de 8x100G. En las demostraciones con un número alto de asistentes que ha llevado a cabo COHERENT FINSIAR se mostraron canales ópticos de 200G; específicamente, se han integrado estos láseres en un transceiver de 800G en un formato OSFP. La interfaz eléctrica 8x100G PAM4 fue convertida en cuatro longitudes de onda CWDM, cada una de las cuales opera en 200 G PAM4. Este formato de segunda generación es más eficiente en energía y rentable que el anterior enfoque de la línea óptica 8x100G; ambos son requisitos importantes para estas interconexiones. Además, también se demostró cómo este formato de 200G PAM4 puede soportar futuros transmisores 1.6T con un alcance de hasta 10 km.

Este aumento de la velocidad a 200G presentó grandes retos técnicos, por ejemplo, evitar el consumo excesivo de energía, mantener bajo ruido e interferencia entre longitudes de onda. Pero se pudo llegar a 200G relativamente rápido debido a la integración vertical impulsada por COHERENT FINISAR. Se diseñaron y fabricaron todas las tecnologías activas y pasivas: los lasers, la óptica, las soluciones de gestión térmica, etc. Y al igual que con los productos de la primera generación 800G, el enfoque para desarrollar estos nuevos transceivers sigue siendo completamente abierto a cualquier tipo de tecnología para poder soportar necesidades de formato específicos, ahorrando tiempo y costos.

Soluciones más rápidas para tasas de transferencia de datos más rápidas

Para aplicaciones de datacom de alta velocidad, a velocidades de datos de 100 Gbps y más, se utilizan dos tipos principales de láseres:

Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) para alcance corto.

Distributed Feedback laser (DFB), integrado con un modulador en un Photonic Integrated Circuit (PIC), para un largo alcance.

Los lasers con Integrated Electro-absorption Modulator (EML) son ampliamente utilizados actualmente en los transceivers. Por otra parte, un láser con un modulador Mach-Zehnder integrado (DFB-MZ) tiene ventajas cuando se requiere la linealidad y el control de la vibración, por ejemplo, para longitudes de enlace superiores a 2 km y para aplicaciones de óptica ligeramente conectable (LPO).

COHERENT FINISAR fabrica en volumen 100G EML, que se utilizan en las generaciones actuales de transceivers de 400G (4x100G) y 800G (8x100 G). Para las nuevas aplicaciones 800G (4x200G) y 1.6T (8x 200G), se utiliza la tecnología 200G EML y DFB-MZ. Ellos permiten un diseño óptimo de módulos para cada aplicación, en términos de rendimiento y costo.

Ambas familias de PIC incorporan amplios conocimientos y experiencia de la larga historia de COHERENT FINISAR en la fabricación de PIC complejos (IQ modulators and tunable lasers). Además, en 200G/lane, la integridad de la señal es de suma importancia, en particular para los transceivers con un gran número de canales de transmisión y recepción densamente empaquetados. Todas estas familias de chips de datacom cuentan con un circuito de terminación RF en chip para una integridad de señal superior y un crosstalk minimizado. También simplifica el diseño del módulo, reduce el costo y da un excelente rendimiento de la señal.

Siempre mirando hacia adelante - Oportunidades para LPO

Como hemos dicho anteriormente, los servidores AI/ML dependen de enlaces ópticos para conectarse con el mundo exterior. Estos enlaces ópticos deben ser de bajo costo y de baja potencia, además de ser rápidos y modulares. Una alternativa relativamente nueva al formato de receptor convencional está ganando interés. Los LPO proporcionan bajo costo, baja potencia y baja latencia al eliminar el DSP del transmisor. El DSP está empaquetado con un interruptor ASIC, un esquema que utiliza un simple trackeo eléctrico hacua la placa frontal, a diferencia de las alternativas CPO, donde el ASIC, DSP, y el motor óptico están todos empaquetados en el switch.

Todavía no está claro hasta dónde adoptará el LPO para su uso en AI/ML. Aunque LPO recién esta empezando, Switches están empezando a aparecer con capacidades DSP mejoradas que pueden reemplazar las funciones DSP eliminadas en el transceiver.

Siendo COHERENT FINISAR el mayor innovador en la fabricación de Transceivers, su equipo de I+D está trabajando en posibles soluciones para adaptarse a la demanda futura del mercado de los pluggables LPO. Y como proveedor integrado verticalmente COHERENT FINISAR está listo para apoyar todos los niveles de la cadena de valor de LPO con una gama de tecnologías y productos existentes. Estos incluyen sus VCSELs; se han enviado literalmente cientos de miles de millones de estos transceivers en los últimos tiempos. Otros productos clave son los circuitos de conducción de diodos láser y amplificadores de transimpedancia (TIAs). Otro ejemplo de esto son los diodos láser y los arrays de diodos laser que no solo sustentan todas las comunicaciones ópticas, sino que también permiten la detección LIDAR, AR/VR y sensores en cabina.