来源【鲜枣课堂】

LPO，英文全称叫Linear-drive Pluggable Optics，即线性驱动可插拔光模块。它是一种光模块封装技术。所谓“可插拔（Pluggable）”，我们平时看到的光模块，都是可插拔的。如下图所示，交换机上有光模块的端口，把对应的光模块插进去，就能插光纤了。如果坏了，也可以换。

LPO强调“可插拔”，是为了和CPO方案相区分。CPO方案里，光模块是不可以插拔的。光模块（光引擎）被移动到了距离交换芯片更近的位置，直接“绑”在一起了 .

那么，LPO和传统光模块的关键区别，就在于线性驱动（Linear-drive）了。所谓“线性驱动”，是指LPO采用了线性直驱技术，光模块中取消了DSP（数字信号处理）/CDR（时钟数据恢复）芯片。 

问题来了——什么是线性直驱呢？DSP发挥什么作用？为什么可以被取消？取消之后，会带来什么影响？ 

这里，我们还是先从光模块的基本架构开始讲起。光模块传输，就是电信号变成光信号，光信号又变成电信号的过程

在发送端，信号经过数模转换（DAC），从数字信号变成模拟信号。在接收端，模拟信号经过模数转换（ADC），又变成数字信号。一顿操作下来，得到的数字信号就有点乱，有点失真。这时候，需要DSP，对数字信号进行“修复”。DSP就是一个跑算法的芯片。它拥有数字时钟恢复功能、色散补偿功能（去除噪声、非线性干扰等因素影响），可以对抗和补偿失真，降低失真对系统误码率的影响。

（注意：DSP这个东西，也不是所有的传统光模块都有。但是，在高速光模块中，对信号要求高，所以基本需要DSP。）

除了DSP之外，光模块中主要的电芯片还包括激光驱动器（LDD）、跨阻放大器（TIA）、限幅放大器（LA）、时钟数据恢复芯片（CDR，Clock and Data Recovery）等。CDR也是用于数据还原。它从接收到的信号中提取出数据序列，并且恢复出与数据序列相对应的时钟时序信号，从而还原接收到的具体信息。DSP的功能很强大。但是，它的功耗和成本也很高。例如，在400G光模块中，用到的7nm DSP，功耗约为4W，占到了整个模块功耗的50%左右。

从成本的角度来看，400G光模块中，DSP的BOM（Bill of Materials，物料清单）成本约占20-40%。LPO方案，就是把光模块中的DSP/CDR芯片干掉，将相关功能集成到设备侧的交换芯片中。光模块中，只留下具有高线性度的Driver（驱动芯片）和TIA（Trans-Impedance Amplifier，跨阻放大器），并分别集成CTLE（Continuous Time Linear Equalization，连续时间线性均衡）和EQ（Equalization，均衡）功能，用于对高速信号进行一定程度的补偿。

LPO的优点 

LPO的优点，归纳来说，就是：低功耗、低成本、低延时、易维护。 

低功耗

没有了DSP，功耗肯定是下降了。根据Macom的数据，具有DSP功能的800G多模光模块的功耗可超过13W，而利用MACOM PURE DRIVE技术的800G多模光模块功耗低于4W。

低成本

DSP的BOM成本约占20-40%，这个就没有了。Driver和TIA集成了EQ，成本略有增加，但整体还是下降的。有业界机构分析：800G光模块中，BOM成本约为600~700美金，DSP芯片的成本约为50~70美金。Driver和TIA里集成了EQ功能，成本会增加3~5美金。算下来，系统总成本可以下降大约8%，大约50~60美金。值得一提的是，DSP也是博通、Inphi等少数厂商所掌握的技术。取消了DSP，从某种程度上来说，也减少了对少数厂商的依赖。

低时延

没有了DSP，减少了一个处理过程，数据的传输时延也随之下降。这个优点，对于AI计算和超级计算场景尤为重要。

易维护
这是相对于CPO方案来说的。CPO方案中，如果系统中任何一个器件坏了，就要下电，把整个板子换掉，维护起来很不方便。LPO的封装没有显著改变，支持热插拔，简化了光纤布线和设备维护，使用上更加方便.

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【产品描述】