引言：随着5G、大数据、云计算的发展，信息社会体系中各层分支线路上的数据流量爆发式增长，对网络带宽的需求与日俱增。而指导微电子发展的“摩尔定律”脚步放缓，光电子集成技术成为降低IO功耗、提升带宽的新技术路径，将光子和集成电路的电子结合在一起，甚至用光子替代电子，使得光进铜退延伸到芯片内部形成“片上光互联”，以实现对现有光模块产业链的重塑，正成为光电子行业“颠覆式创新”的重要方向之一。IPEC（国际光电委员会）发布年度工作报告，在高速光互联、前沿光电技术上取得阶段性标准化研究进展。
正文：
国际光电委员会（IPEC，后文简称IPEC）在近日举行的联席工作组会议中，发布了2022年度工作报告，报告中指出2022年是IPEC高速发展的一年，在全体会员以及产业界专家的共同努力和积极贡献下，围绕400G/800G的高速光联接、下一代无线光技术、以及OIO芯片出光等关键光电子领域的项目研究中，取得了阶段性进展，正不断推进光电产业的标准化进程。
IPEC成立之初，以开放、平等、统一、创新的工作宗旨吸引了光电领域领军组织和企业成员的加入；在技术工作组的运作和团队成员的积极参与下，IPEC不断推进光电领域的标准协同和创新，相继在国际标准及产业论坛上发布了一系列的研究成果，得到了产业界的高度认可，也吸引了更多伙伴的关注，当前会员数由初创阶段的13个增长为40余个，覆盖光电产业链上、下游。并受邀在OIF Q122全会介绍IPEC进展，在800GLR IA、OIO等项目上与OIF建立起长期的联络关系。
在本次年度工作报告中，IPEC发布关键领域研究项目及其进展：
全新光互联方案，为数据中心交换网络向超百T演进提供技术路径
面向数据中心交换网络更低功耗、更低成本的诉求，IPEC提出新的光互联方案，即OIO(Optical Input &Output)芯片出光，以及PELS（Pluggable External Laser Source）外置可插拔光源池的组合技术，可实现超100T交换机ASIC的光IO需求。有鉴于此，IPEC前沿技术工作组立项了“100T+ OIO研究项目”，Form Factor封装组立项研究OIO PELS接口标准，从DCN网络、交换设备、光电合封器件和光引擎等多个方面，研究超百T数据交换网络和设备需求、面临的挑战和所需的关键技术，以支撑后续相关标准制定和产品开发。当前OIO项目的研究报告已基线Draft 1.0版本，OIO PELS项目正处于详细的规格讨论中。
目前，OIO技术在交换机中的应用需要通过光学引擎（OE）和激光源的结合来实现。图1是IPEC采用PELS方案的OIO应用示意图，展示了51.2 Tb/s交换机由ASIC芯片、16个OE和 16个PELS组成。每个OE传输3.2Tb/s，共32个LD/Rx通道，并通过光连接向交换机ASIC提供光I/O。外部激光源(EL)为OE产生连续波长（CW）激光，通过外部调制方案将ASIC输出的电信号转换为光信号。OE硅分比为1:4，每个PELS包含8个激光器，PELS可以为3.2 Tb/s(4*8*100 Gb/s)OE提供激光源。相比片上光源方案，PELS能提供更高的可靠性、可操作性、 可维护性和稳定性。通过将OIO技术应用于从ASIC到OE的电气链路较短的交换机，可以期待信号质量和带宽的改善以及功耗的降低。
图1 基于PELS的OIO在交换机中应用示意图
IPEC采用单MT连接器的PELS外置光源池方案，相比双MT方案具有：
更好的防尘特性
更好的耐用性，无需进一步的防错配合套圈设计
更好的力平衡，采用全时对称外形尺寸接触；
具有更高的经济效率，采用单MT套圈
更高的系统集成密度，外形更紧凑
图2 单MT连接器的OIO PELS方案
面向数据中心短距互联的400G及800G标准项目，IPEC物理层规范（PMD）工作组将分两步制定800G标准：第一代800G标准基于100G/Lane 的800G光层架构&光口指标，聚焦于基于单模光纤500m/2km规格标准，以满足近期市场的需求。参与贡献的成员单位包括运营商、OTT服务商、光模块、器件以及封装厂家，带动了光电上下游产业链资源投入800G光接口核心场景和技术的讨论，当前IPEC-IA-800G-D2.0版本已基线。第二代基于200G/Lane的800G/1.6T 标准预计2023年启动研究，解决方案复用800G/1.6T应用，与OIO技术相融合，为市场提供成熟低成本的下一代速率标准。
在高速光模块互通测试平台项目上，IPEC于2022年9月正式发布业界首个《基于100 Gbit/s/Lane的100 Gbit/s和400 Gbit/s PAM4光模块测试规范》（下文简称“测试规范”），该测试规范由IPEC测试组牵头，中国信通院、光迅、华为、索尔思、中兴、长飞等多家会员单位参与编写，旨在为数据中心网络向400G演进提供测试依据，帮助产业链众多光模块厂家及其客户提早识别潜在的互通兼容性问题和风险，加速规模商用进程。
图3 《基于100 Gbit/s/Lane的100 Gbit/s和400 Gbit/s PAM4光模块测试规范》正式发布
伴随着400G的逐步商用，800G接口标准已成为产业界下一个研究的热点课题。2022年12月，IPEC测试工作组启动100G/Lane 的800G光模块互通测试测试平台项目，希望为产业提供开放的互操作平台，以真实呈现400G、800G光模块的互联互通性能测试，未来不仅为数据中心400G、800G技术的引入提供基础数据，也将通过互操作组网测试、性能评估等举措为高速光模块在数据中心光互联的应用和推广奠定坚实的基础。
2022年2月18日，IPEC联合中国国际光电博览会（CIOE）、欧洲光电产业联盟（EPIC）共同举办了以“从Pluggable到OIO，促进提升数据中心的超带宽光联接”为题的在线研讨会，来自Arista Networks、Meta（前Facebook）、Intel、Broadcom、TE Connectivity、加州大学圣巴巴拉分校、百度、阿里巴巴以及华为等公司和学术机构的专家，聚焦下一代数据中心高速光联接和100T+超大交换容量等光电产业前沿技术进行了深入的探讨和分享。
图4 2022年2月18日IPEC联合CIOE、EPIC举办OIO在线研讨会
展望未来，在产业界的通力合作下，以800G、OIO等为代表的先进光电科技将焕发前所未有的活力，IPEC作为光电领域的一个开放性产业标准平台，已开展100T+ OIO这一前沿技术的研究，未来将聚焦这一领域的诸多问题与挑战，携手凝聚产业力量，促进新一代光电技术的标准化创新和产业应用。
下一代光前传技术，为前传带宽的进一步提升创造了灵活性
面向运营商的下一代前传光模块演进项目，随着无线5G演进，更多的天线数、更宽的频段将会被广泛的应用到无线前传场景中，接口速率从当前的25Gb/s，提升到50Gb/s，100Gb/s等，无线前传场景需要覆盖10km内的传输距离，并希望能够与数据中心、传送接入领域共享底层技术。为推进移动前传50G产业的快速成熟和良性发展，IPEC在2022年2月的联合工作组会议上，通过了在网络需求组（Network Requirement）、光电技术组（PMD）和封装协议组（Form Factor）启动MFH50（Mobile Fronthaul 50G）标准项目，协同各运营商、设备及模块商的意见，统一前传产业共识，研究新场景、新速率下的技术挑战和解决方案，定义无线前传的关键参数，并给出芯片、算法的设计指导。
MFH50项目已在现有前传链路调研、光模块线速率规范、电接口参数及其验收测试方案、灰光模块光参数、无源波分合分波器光参数、光模块运维需求等方案上深入讨论，并且提交了多篇高质量提案。项目的下一步将重点关注《前传链路白皮书》的制订和彩光波分的光参数规格的标准化研究。
IPEC联合光通信行业知名市场调研机构LightCounting于2022年7月28日举办了全球在线研讨会，邀请到运营商、设备商、光模块厂商及芯片器件商等无线前传领域的重量级行业代表和技术专家，共同探讨面向未来的下一代光前传解决方案。
图5 2022年7月28日IPEC联合LightCounting举办下一代光前传解决方案在线研讨会
在研讨会分享过程中，与会产业界代表在如下方面取得了共识：
根据距离、光纤密度和RAN技术，前传网络将继续有许多不同的场景和解决方案（MOPA列出了其中19个）。
未来的一些前传场景将要求光传输速度大于25G，从50G到800G。
色散是将廉价的高速设备从超大规模数据中心环境带到恶劣的室外RAN前传环境的主要挑战之一，特别是在C-RAN涉及的较长前传距离（长达15km）。
PAM4调制是50G光学的一个有吸引力的解决方案，针对无线应用优化的DSP已经可用。
SFP56是50G设备的首选封装规格。
各种无源、半有源和有源前传架构需要50G收发器的灰光和彩光（WDM）版本。
100G BiDi被视为回传传输（回传接入和汇聚）的关键需求。
未来，IPEC MFH50项目将继续聚焦于解决前传场景中的问题和挑战，携手凝聚上、下游产业力量，共同促进50G光电技术在前传领域的标准化创新和产业应用。
聚集产业力量，以光电技术研究为先导，有序推进光电标准立项。
光电子技术作为世界最具代表意义的主导产业之一，随着产业数字化和新型基础设施建设的深入进行，标准化成为了必然趋势。如何聚合产业力量，基于充分开放、透明、公平、公正的光电标准和光电子产业平台，通过标准化、战略路标研究、产业&技术峰会等工作，共同支持光电子行业的长期发展，是IPEC诞生的初衷。
IPEC董事会主席李俊杰博士表示：“IPEC经过2年的发展，在全体会员和专家的积极贡献和支持下，在光电技术领域取得了一些成绩，前沿光电技术OIO（Optical Input &Output）、400G/800G接口标准以及互操作测试平台、下一代无线光解决方案等一系列研究都取得了突出成果。面向云时代越来越多的应用场景需求，光电子技术也正在迎接新一轮的机遇和挑战，IPEC聚集力量，将继续与产业同仁共同探索先进光电子技术在新的业务环境下的发展方向。”
如今，众多的创新光电子技术正在不断引领产业的发展和变革，同时也在不断影响和创新新的应用市场。在这个光电领域焕发出勃勃生机的时刻，IPEC与LightCounting再次携手，将于2023年3月22日举办全球在线研讨会，聚焦线性（Linear Transceiver）互联技术在数据中心OIO（OBO/NPO或CPO）光学领域的应用，邀请业界专家共同关注和参与。
可扫描下图二维码，进行会议报名：
关于IPEC
IPEC国际光电委员会（www.ipec-std.org）致力于建立充分开放、透明、公平、公正的光电标准和光电子产业平台，并聚焦于光芯片、光/电器件、光模块和其他相关领域解决方案的标准化和战略路标研究，以满足5G、物联网、人工智能等市场应用的光电需求。
截至2022年12月，IPEC成员单位由最初的13家增加到41家，IPEC当前会员包括：中国电信、中国信息通信研究院、美团、华为、烽火通信、博创科技、CIG (CIG Shanghai Co., Ltd)、意 华 股 份、FOC (Fujitsu Optical Components)、海 信 宽 带、华工正源、Source Photonics、Yamaichi、AOI、旭创、中兴、光安伦、敏芯、光迅、昂纳、新华三、长飞、富士康、上海交大、橙科微电子、Semtech、光库科技、华拓光通信、SiFotonics、Intel、Acon Optics、中航光电、伽蓝致远、铌奥光电、Senko、Marvell、VIAVI、源杰、立讯技术、国家信息光电子创新中心、Amphenol等。
IPEC对任何希望加入的单位开放。所有成员单位都有机会在非歧视的基础上参与制定所有IPEC标准和报告，该过程对所有成员单位都是透明的。IPEC在瑞士注册。
