在高速数据传输中，铜电路信号衰减和失真会随着电路长度的增加而增加。然而，硅光子学的快速发展和新一代共封装光学(CPO)技术使设计者能够将不同芯片直接安装在一个共同基板上，节省功率和扩大带宽。

高速数据传输的进展速度一直很快而迅猛。设计工程师决心找到超越传统铜互连带宽限制方法，同时降低功耗。不断发展的大数据应用，包括：人工智能、机器学习、高清视频和未来的自主交通，正在给数据中心基础设施带来巨大压力。因此为了满足日益增长的需求，全球投入数十亿美元进行相关研究。

高性能交换机和路由器芯片是当今超大规模数据中心的核心。随着序列化器/反序列化器(SerDes)速度从28 Gb/s推高到56 Gb/s，甚至到112 Gb/s，数据转换容量显著增加。2023年3月，博通成为第一个宣布生产51.2 Tb/s转换芯片的公司。

目前交换机封装技术采用了可插拔光收发器，这CPO技术在过去20年里经历了大幅度性能改进。其中最先进模块，包括CFP2、QSFP-DD和OSFP，可以提供高达800 Gb/s的数据传输速率。这些模块提供易于升级和更换、自动化网络管理、多种模式、可选择操作频带等，全球供应链成熟。

安装在交换机或路由器面板上的插座和CPO模块

目前市场上可插拔模块形式较多，给设计师提供了更多I/O选择和灵活性，包括铜和光纤。新的应用不断推动这项技术突破极限。

可插拔光收发器将传入的光信号转换为电脉冲。这些信号通过铜线缆连接到交换机主板上，并传送到交换机ASIC芯片上。这种安排的问题是，随着数据速率增加，铜电路引入的信号衰减和失真随着电路长度的增加而增加。

为了补偿这种衰减，需要更多电源功率。当需要需要越来越多信号时，增加的电力需求就会达到很高水平。

另一个问题是，1RU面板上的可用空间有限，未来交换机可能没有足够空间来安装所需数量的可插拔收发器。设计师可以选择2RU封装，但这将限制可以安装在机架上的设备数量。

共封装光学(CPO)正在被提出，作为这一问题的长期解决方案。目前正在做的几个临时步骤，包括车载光学和近封装光学，但硅光子学的快速发展使其能够将不同芯片直接安装在一个共同衬底上。

光纤不是在前置面板上进行电光转换，而是直接被带到一个基板上，它有一系列的“chicklet”光学模块排列在开关ASIC周围。

CPO技术模块和开关之间极短的连接电气路径

该CPO应用方案的独特方面是推荐在面板上安装一个可插拔的外部激光光源。外部激光的可插拔形状(ELSFP)类似于传统的小型CPO可插拔模块。将CPO激光器定位在外部，可以更有效地管理由此产生的热量，同时提供一种快速和简单的方法应对CPO激光陈列热交换失败。通用的外部CPO激光器模块还可以灵活地适应未来的高性能迭代。外部CPO激光源还能解决潜在的眼睛危险。

标准化光学模块chicklet和外部光学模块的概念为CPO应用模块的设计提供了一个可制造和可扩展的解决方案。

2023年3月，OIF宣布了3.2 Tb模块1.0标准，定义了3.2 Tb/s复合光收发器的CPO技术规范，以此为基础，提出减少51.2 Tb/s开关功耗，以及ASIC附近配置16个模块的CPO应用解决方案。

2023年8月8日，OIF宣布了外部激光可插拔(ELSFP)协议，这代表了支持CPO技术的又一个重要步骤。

CPO技术应用还远未达成协议。现有系统CPO应用技术与目标还有很大差距。如果CPO激光光源失效，有关ELSEP的可靠性和恢复问题仍然没有解决。CPO收发器模块是否应该被嵌套起来，这是否会导致另一种故障?关于CPO架构的可制造性，还存在其它问题。当工程师们找到成本更低的方法来使用传统的CPO可插拔收发器，并能支持51.2甚至10个2.4Tb的交换机时，CPO技术会遭受延迟发展吗?

CPO可插拔式光收发器继续发展。2个定义OSFP-XP可插拔产品的规范于2023年3月发布，专门针对51.2 Tb交换机。线性直接可插拔收发器随着降低功耗、延迟和成本承诺而受到关注。

鉴于在硅光子学方面的巨大投资，以及预计开关速度将继续由人工智能和机器学习的需求驱动，我们预计CPO技术最终将成为下一代系统中最具成本效益的封装技术。只有当传统的替代方案不能在经济上提供所需的性能水平时，预计这才会发生。