从具体功耗数据来看： 

•  SFP 模块的功耗约 2W； 

• 100G 光模块一般在 1.5W 到 3W 之间； 

• 400G QSFP-DD DR4 光模块可控制在 12W 以内； 

• 800G 光模块则处于 12W 到 16W 的区间。

不难发现，随着数据速率的提升，单个光模块的功耗呈线性增长，这直接导致整体系统功耗大幅增加。 

 从器件封装角度分析，信号速率的提升还会带来插入损耗的问题：当信号速率从 56Gbps 翻倍至 112Gbps 时，即便采用先进的 PCB 材料，低损耗 PCB 走线在相同长度下的插入损耗也会大约增加一倍。 

一般来说，电气通道越短、中间转换环节（如过孔、连接器）越少，信号完整性就越容易控制。这一规律推动了光器件向更靠近 ASIC 的方向集成 —— 通过缩短距离，有效降低功耗。 

 基于这一逻辑，目前形成了两类主流解决方案：：

• 共同封装光学元件 (CPO)：将光学和电气元件共同封装。

• 线性光子光学 (LPO)：搭载线性光学驱动器的可插拔模块。

图中说明了从可插拔模块到 CPO 和 LPO 的演变。

什么是共封装光学器件 (CPO)？

如前所述，传统的光模块与交换ASIC相互duli，通过铜缆或光纤与其他电子元器件连接，这种方式在高速数据传输过程中往往会导致较大的功耗和信号损失。

CPO 正是解决这一问题的解决方案。通过将光模块和交换 ASIC 紧密封装在一起，可以大幅缩短电域和光域之间的信号转换距离以及传输距离。这可以xianzhu降低功耗、提高信号完整性、减少延迟，同时还能减少整体占用空间。

下图展示了从传统的铜基DAC和可插拔光学设备到CPO中的3D集成光学设备的演变。

CPO演进路线

从上图可以看出，如何jiao小化连接的线性距离不是一个一步到位的过程，从 NPO 近封装光学器件开始，然后是 CPO。

NPO将光学引擎与交换芯片分离，然后将它们组装在同一系统板上。

而CPO则直接将交换芯片和光引擎组装在一个槽位内，实现芯片与模块的共封装。

与NPO相比，CPO的模块更接近主机ASIC，从而实现更低的通道损耗和功耗。

目前CPO（Chip-Photonics Optics）封装分为三个阶段：

A型CPO（对应图3中从上到下的第四级——2.5D CPO）

B型CPO（对应图3中从上到下的第五级——2.5D Chiplet CPO）

C型CPO（对应图3中从上到下的第六级-3D CPO）

从A型到C型，关键特征是光学引擎和交换机ASIC之间的距离越来越近。

在今年的OFC上，英特尔、思科等大厂都展示了A型CPO产品。A型CPO的特点是芯片和光模块是完全标准化的duli器件，共封装在一块PCB基板上。光引擎与芯片之间的距离在10cm以内，并且取消了oDSP。

A型CPO包装

在OFC展会上，博通展示了采用B型CPO方案的Bailly 51.2T交换机，该交换机配备8个6.4T-FR4 Bailly SCIP光引擎和博通光纤连接器（BFC）。与A型CPO方案相比，其区别并不大——ASIC和光模块仍然相对分离，但引入了晶圆级封装技术，使两个组件之间的距离更近，jin为几厘米。

Broadcom Bailly SCIP 光学引擎 CPO 平台

C型3D CPO封装是CPO的zhongji形式，真正将硅光子芯片与其他裸片（如GPU、Lanswitch、HBM等）集成在一个大封装中。

CPO的目标之一是降低功耗。如图2所示，400G ZR光模块的功耗主要集中在DSP上。因此，无论是CPO还是后面讨论的LPO，其hexin设计都是消除DSP。

然而，J9品牌(中国)第一游戏·真人j9官网不能说CPO没有DSP。为了实现高速信号调制/解调、编解码和信号补偿，CPO仍然需要集成DSP功能，或者与具有DSP功能的芯片紧密配合。在CPO解决方案中，DSP要么直接集成在封装内的芯片上，要么通过极其紧凑高效的连接方式紧密连接，以实现所需的信号处理功能。

CCITA CPO 和 Chiplet 标准

什么是LPO技术

LPO，即Linear-drive Pluggable Optics，是一种光模块封装技术。无论是CPO还是LPO，相比传统光模块，主要目标之一就是降低功耗，而DSP的功耗是整个模块中jigao的。

对于 LPO 来说，关键特性是消除了 DSP。数据链路jin使用线性模拟元件，无需任何 CDR 或 DSP 设计。它用具有高线性度和均衡能力的跨阻放大器 (TIA) 和驱动器 (DRIVER) 芯片取代了 DSP。

ODCC发布了2023年112G LPO光模块应用白皮书，LPO模块的设计如下：

• 删除 CDR/oDSP 重定时器组件

• 采用性能更佳、SI补偿能力更强的TIA和DRIVER芯片

• 将部分补偿功能集成到网络设备ASIC芯片中

• 原本由oDSP完成的信号再生和数字信号补偿，现在被拆分到网络设备ASIC、DRIVER、TIA三个部分。

在接口方面，LPO对模块封装没有要求，无论是QSFP、QSFP-DD、OSFP、OSFPXD，还是其他，都可以实现LPO解决方案。

业界一些在DSP方面相对较弱的芯片公司，如Macom、Semtech、Maxlinear等，都在积极推广LPO，主要原因是希望通过LPO方案规避DSP的短板。目前LPO方案标准化尚不成熟，主要涉及电接口和光接口。

电接口主要采用OIF的CEI-112G-Linear-PAM4协议。截至2024年4月jiaoxin更新，CEI-112G-Linear-PAM4标准已取得实质性进展，并已被业界采用和实施，海信等公司已推出基于该标准的800G线性互连光缆。

对于光接口，IEEE802.3系列协议是成熟且guangfan使用的标准，所有重定时器类型的可插拔光模块都需要遵循这些协议。如果LPO能够遵循802.3协议，则可以实现真正意义上的“互操作性”。

CPO 和 LPO 之间的区别

CPO和LPO都仍在不断发展。CPO和LPO封装各有特点和优势。CPO封装技术侧重于光电一体化封装，适用于高速、高密度互连场景；而LPO封装技术则侧重于可插拔性和成本效益，适用于短距离传输场景。在CPO架构下，如果系统设备发生故障，需要关闭电源并更换整个板卡，这对于维护工作来说非常不方便。

相比之下，LPO光模块的可插拔性允许在不关闭整个系统的情况下进行高效更换，进一步增强了LPO解决方案的整体便利性并简化了光纤布线和设备维护。

总体来说，LPO是可插拔光模块的演进路径，相比CPO方案更容易实现，确定性更高。

然而，有zhuanjia表示，LPO技术给系统侧的电通道带来了重要的设计挑战。目前主流的SerDes规格为112G，即将升级到224G。zhuanjia认为，LPO技术可能无法满足224G SerDes的要求。