ICC訊 可插拔式光模塊(亦稱為光收發器)現已廣泛應用于數據中心、校園、企業或服務供應商的總部。

  思科全球云指數預計，截至 2021 年，每年的數據中心總流量(數據中心內部或流出數據中心的所有流量)將達到近 20 Z 字節，而這一數字在 2016 年還僅為 7 Z 字節。全球范圍內的數據中心流量將以 25% 的年復合增長率迅猛增長，云數據中心流量的年復合增長率則會高達 27%。從 2016 到 2021 年，增長幅度達 3.3 倍。

數據來源：2016 - 2021 年的思科全球云指數

  促進流量增長的是連接速率的不斷增長，正如我們所看到的一樣，連接速率從 10G 發展到 40G，再到 100G 以及現在的 400G。現在，100G 可插拔光模塊被部署到大規模數據中心應用中，向 400G 的升級正處于規劃之中，因為路由器/交換機端口現已支持 400G。

  “數據中心內”的流量增長加速了市場對新一代網絡設備的需求，市場需要這些設備來支持更高的端口密度和更快的轉發速度。這些設備反過來又會促進市場大規模部署高速光模塊，來連接網絡設備的各個分層。

  隨著路由器/交換機端口速率提升，每比特成本現已因芯片的進步(ASIC)而穩步下降，我們在這方面會繼續得益于摩爾定律。然而，雖然可插拔光模塊的每比特成本也已經下降，但是還沒有像路由器/交換機成本下降得那樣快。

  結果，隨著比特率增長，可插拔光模塊在硬件總成本中占到了較大比例。例如，在 10G 速率下，光模塊約占數據中心網絡硬件總成本的 10%。當我們升級至 400G 時，光模塊占硬件總成本的 50% 以上。

  隨著光模塊速率增長，可插拔光模塊的設計和制造復雜度也隨之增長。起初速率為 100G，這導致可插拔光模塊在可用性方面滯后于路由器/交換機 ASIC，大體上延誤了為滿足更高帶寬需求而進行的網絡速率升級。

  數據中心未來趨勢與推動路由器和交換機發展的 ASIC 性能有關。ASIC 性能將繼續增長，從 10Tb 增至 25Tb 再到 51Tb 及以上，這需要 ASIC 中每個 I/O (輸入/輸出) 針腳的電氣信號速率得到相應的提升。這種電氣信號速率將從現在的 25Gb/s 增至 50Gb/s 再到 100Gb/s，以支持輸入/輸出 ASIC 的總容量。每次這一速率增長，將電氣信號從線卡傳遞至路由器/交換機面板的挑戰隨之大幅增加。

  為解決這一挑戰，即使傳輸距離只有交換機線卡內的幾英寸遠，業界也將在未來某個時候開始依賴光信號而非電氣信號。因此光模塊與芯片的聯合封裝在未來勢在必行，只有這樣才能確保路由與交換領域的持續創新。

  為確保我們能夠在部署時間、性能、功率和預期成本等方面推出符合客戶要求的解決方案，思科正在光技術領域 (例如硅光子學) 實施戰略投資。光模塊加上芯片和軟件，構成了支撐思科在路由與交換領域不斷創新的根本性技術。

  光技術行業在很大程度上仍然依賴“獨立”的成套組件，這些組件涉及非常麻煩的測試和組裝過程。如果我們將其與半導體行業相比(在半導體行業中，極其復雜的功能借助高度自動化的流程被集成到芯片(ASIC)中，這些自動化流程很少甚至不依賴人機互動)就會發現，我們可以考慮利用這些自動化流程來處理“光子信號”，而非半導體流程中的“電氣信號”。硅光子學的希望在于利用半導體行業中的流程來使光模塊制造過程更充分地實現自動化。

  思科于 2012 年收購 Lightwire。Lightwire 是硅光子學領域中的一家早期創新企業。思科基于最初的 Lightwire 技術已開發出一系列產品并不斷對其進行強化。

  思科收購 Luxtera 后成為光模塊領域遙遙領先的引領者：

  擁有一系列采用硅光子學技術的 100G/400G 產品，這些產品適用于數據中心應用，將有助于為思科的系列產品構成補充

  已開發出業界領先的制造業流程自動化，已實現將半導體行業流程和自動化技術引入到硅光子學中的全部目標

  在嵌入式光模塊領域的造詣已在業界深入人心，嵌入式光模塊是芯片與光模塊聯合封裝的一段重要的必由之路

  總而言之，現在數據中心在距離極短的應用 (<10m) 方面十分依賴光模塊。100G 光模塊是當今數據中心內占據主導地位的技術，預計未來將會移植到 400G 以及更高速率。

  隨著路由/交換端口的成本不斷得益于芯片行業的進步，光模塊現已在總成本中占據較大比例，因此思科將光模塊視為與芯片一起研發的一項重要技術，以便確保我們能夠跟上芯片性能發展的步伐，在成本與性能兩方面推動進步。

  我們深知，隨著時間的推移，我們將需要整合芯片與光模塊，以便不斷擴展交換機和路由器的性能。思科將在芯片和光模塊領域繼續投入力量，以確保我們能夠推出解決方案，滿足客戶在性能提升方面日益增長的需求。