Qu'est-ce que CPO (optique co-packagée) ?

Technologie qui intègre les composants optiques d'émission-réception (moteurs optiques) dans le même boîtier qu'un circuit de commutation ou similaire. Des liaisons électriques plus courtes réduisent l'énergie par bit, mais l'optique ne peut pas être remplacée par simple débranchement, d'où l'importance des tests avant assemblage et de l'utilisation de sources laser externes.

Nom japonais: CPO(コパッケージドオプティクス)

« CPO (optique co-packagée) » apparaît dans 6 questions d'entraînement réparties sur 2 thèmes, dont Photonique sur silicium, Packaging avancé (3D et chiplets).

Domaine: Photonique sur silicium

S'entraîner : questions sur CPO (optique co-packagée)

Quel est un défi correct de l'optique co-intégrée (CPO, Co-Packaged Optics), qui place les composants optiques d'émission et de réception dans le même boîtier que la puce de commutation ?

  1. AUn composant optique en panne ne peut pas être remplacé module par module : il faut une grande fiabilité et un test approfondi avant assemblage
  2. BLa liaison électrique entre la puce de commutation et les composants optiques s'allonge, et la consommation devient supérieure à celle de la solution enfichable
  3. CL'étape de raccordement des fibres optiques au boîtier disparaît, mais en contrepartie la distance de communication est limitée à quelques cm
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Réponse : A. Un composant optique en panne ne peut pas être remplacé module par module : il faut une grande fiabilité et un test approfondi avant assemblage

En CPO, le moteur optique est placé tout près de la puce de commutation : les liaisons électriques raccourcissent, ce qui réduit la consommation par bit, et de nombreuses liaisons optiques peuvent être disposées avec une forte densité. En contrepartie, un composant optique en panne ne peut pas être remplacé en le retirant de la face avant, et c'est tout le boîtier qui est affecté. Il devient donc essentiel de tester les composants sur plaquette ou à l'état de puce avant assemblage pour n'utiliser que les bons, ou de sortir du boîtier les lasers, sujets aux pannes. Faire fonctionner les composants optiques près d'une puce de commutation très chaude et raccorder avec précision un grand nombre de fibres sont aussi des défis.

En CPO, on étudie souvent une source laser externe, placée hors du boîtier de la puce de commutation et ne fournissant que la lumière par fibre. Quelle en est la principale raison ?

  1. ALe rendement et la durée de vie des lasers diminuent facilement à haute température : on les éloigne de la puce de commutation, qui dégage beaucoup de chaleur, et on facilite leur remplacement
  2. BEn plaçant le laser hors du boîtier, les pertes de couplage lors du transport de la lumière par fibre disparaissent complètement
  3. CLes modulateurs en silicium peuvent générer de la lumière à partir du seul signal électrique, sans lumière laser
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Réponse : A. Le rendement et la durée de vie des lasers diminuent facilement à haute température : on les éloigne de la puce de commutation, qui dégage beaucoup de chaleur, et on facilite leur remplacement

Quand la température d'un laser à semi-conducteur augmente, son courant de seuil croît, son rendement baisse et sa dégradation s'accélère. En CPO, le moteur optique est placé tout près d'une puce de commutation consommant plusieurs centaines de W : intégrer le laser dans le boîtier l'obligerait à fonctionner à des températures sévères. Avec une source laser externe, il peut fonctionner dans un endroit relativement moins chaud et être remplacé en l'enfichant, par exemple en face avant. En contrepartie, les pertes de couplage liées au guidage de la lumière laser par fibre jusqu'au moteur optique augmentent, et il faut accroître d'autant la puissance du laser. Le modulateur ne génère pas de lumière.

« CPO (optique co-packagée) » dans les explications

Questions mentionnant « CPO (optique co-packagée) » (6)

  1. Quel est un défi correct de l'optique co-intégrée (CPO, Co-Packaged Optics), qui place les composants optiques d'émission et de réception dans le même boîtier que la puce de commutation ?
  2. En CPO, on étudie souvent une source laser externe, placée hors du boîtier de la puce de commutation et ne fournissant que la lumière par fibre. Quelle en est la principale raison ?
  3. En CPO, où l'on intègre dans un même boîtier les composants optiques et la puce de commutation notamment, pourquoi est-il particulièrement important de tester les caractéristiques optiques sur plaquette avant assemblage ?
  4. Quel est l'avantage correct des émetteurs-récepteurs optiques enfichables, insérés dans la face avant d'un commutateur ?
  5. Pour un commutateur d'une bande passante totale de 51,2 Tb/s dont toutes les liaisons optiques fonctionnent à 5 pJ par bit, quelle valeur est la plus proche de la consommation des liaisons optiques ?
  6. Comment appelle-t-on la technique qui monte les composants d'émission-réception optique à proximité d'un circuit de commutation, dans le même boîtier, pour raccourcir les liaisons électriques et réduire la consommation ?

Termes associés

Débit (throughput) Rendement (yield) KGD (Known Good Die) Via Attention BGA Bande C Bande O Coupleur à réseau Coupleur par la tranche (edge coupler)

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