As capacidades de processamento e rede do data center continuam a ser levadas ao limite, com as interconexões de cobre se tornando cada vez menos viáveis devido ao rápido crescimento dos recursos de inteligência artificial e modelos de rede.

Para atender às necessidades exponencialmente crescentes das redes de data center e, ao mesmo tempo, reduzir o consumo de energia criado pelo aumento das velocidades de processamento, larguras de banda e densidades, as conexões ópticas agora devem se aproximar muito mais da rede e processar chips integrados (ICs) para reduzir o comprimento dos traços de cobre para esses ICs.

A óptica co-embalada (CPO) consegue isso empacotando os transceptores ópticos (geralmente chamados de chips fotônicos) com os ICs no mesmo substrato de silício; isso reduz significativamente o comprimento do caminho elétrico entre a óptica e os CIs elétricos, o que, por sua vez, reduz o consumo de energia e desbloqueia níveis sem precedentes de concentração de largura de banda.

A fibra supera o cobre – e aqui está o porquê

A energia necessária para transmitir sinais elétricos ao longo de um caminho de cobre começa a se tornar proibitiva a taxas de dados de 200 Gb/s, o que deve atingir o ponto de inflexão para quando o CPO começar a se tornar uma solução muito melhor.

A conversão óptica para elétrica realizada pelo transceptor óptico ainda é necessária em um sistema CPO, mas passa de um módulo conectável localizado na placa frontal do equipamento de comutação para um pequeno chip (ou chiplet) que é co-embalado muito próximo aos ICs de destino dentro da caixa. Os pesos pesados do chipset de data center Broadcom e Nvidia anunciaram produtos de rede de data center baseados em CPO operando a 51,2 e 102,4 Tb/s.

Ligando os pontos

Conectar fibras a esses chips transceptores, ou CIs fotônicos (PICs), de maneira precisamente alinhada e confiável é um facilitador crítico para sistemas CPO. Atualmente, isso é conseguido acoplando uma matriz de fibras monomodo ao Edge ou superfície do PIC.

Cada método tem seus prós e contras, e ambos estão sendo desenvolvidos por diferentes empresas de chipsets. Os mesmos tipos de fibras são usados em qualquer cenário, para os quais a Corning está desenvolvendo ativamente as melhores soluções de conectividade de fibra para chip da categoria.

Os sistemas CPO de primeira geração, como os anunciados pela Broadcom e Nvidia para comutação Ethernet, fazem uso de unidades de matriz de fibra (FAUs) de alta contagem de canais projetadas para alinhar com precisão os núcleos de fibra aos seus guias de onda correspondentes dentro dos PICs.

Essas FAUs são difíceis de fazer, pois exigem altas contagens de fibras, fibras mistas monomodo (SM) e de manutenção de polarização (PM), integração de componentes micro-ópticos dependendo do mecanismo de acoplamento fibra-chip, alinhamentos de tolerância altamente precisos, fibras otimizadas para CPO e vários conjuntos de conectores.

A Corning está bem equipada para fornecer esses complexos feixes internos e está aumentando as operações para atender às necessidades do setor à medida que a adoção da tecnologia CPO se amplia.

Como parte de nossa vitrine OFC 2025, a Corning lançou a fibra CPO FlexConnect sob nossas soluções GlassWorks AI – o balcão único da Corning para necessidades de rede de IA dentro e fora do data center. A fibra CPO FlexConnect é uma fibra monomodo resiliente a curvaturas que é especificamente otimizada para configurações de comprimento curto, tornando-a ideal para implantações de fibra CPO dentro da caixa.

A figura abaixo ilustra um conjunto FAU, com o FAU na extremidade PIC à direita, um feixe de fibra SM/PM e vários conectores ópticos à esquerda que se encaixam na parte interna do painel frontal do sistema.

Na OFC 2025, a Corning também apresentou dois exemplos de infraestruturas de fibra CPO dentro da caixa. Um deles era uma única maquete de unidade de rack emanando um sistema de comutação Ethernet de 102,4 Tb/s com 64 conectores de placa frontal MMC e um total de até 1.024 fibras de sinal organizadas ordenadamente de e para os 16 PICs que são co-localizados com o IC de comutação no meio da montagem.

Além disso, 16 módulos de fonte de laser conectáveis no painel frontal são interconectados aos mesmos PICs por meio de fibras especializadas conhecidas como fibras de manutenção de polarização (PM).

O outro exemplo de infraestrutura de fibra CPO que foi apresentado foi um sistema de interconexão baseado em GPU da Mixx Technologies, que também incluía conectores MMC e fontes de laser conectáveis no painel frontal do sistema, uma mistura de fibras de modo único densamente compactadas e manutenção de polarização e bandejas de gerenciamento de fibra para garantir que as fibras sejam organizadas de uma maneira que seja facilmente reparável.

Tendo implantado um grande número de infraestruturas de fibra densamente compactadas em ambientes de data center e telecomunicações, a Corning tem a experiência e o know-how para garantir que esses sistemas possam ser implantados de forma robusta e em escala.

Além disso, na OFC 2025, a Corning apresentou uma prova de conceito para um método mais avançado de conectar fibras a chips por meio de um substrato de vidro com guias de onda ópticos integrados.

Além dos benefícios de escala e custo, densidades extremas podem ser alcançadas na borda do PIC, aproximando os guias de onda, até cerca de 30 μm, o que é muito mais do que o que pode ser alcançado até mesmo com as fibras mais finas. O acoplamento de fibra a chip de próxima geração permitirá a óptica da GPU – o que exigirá níveis sem precedentes de densidade e escala.

Promovendo uma combinação de experiência em vidro, conector e fibra, a Corning está posicionada de forma única para integrar todos esses elementos críticos no conector de fibra para chip mais avançado do setor, o que permitirá projetos de CPO de última geração por nossos clientes OEM de data center.

O que antes parecia ser uma tecnologia futurista e de longo alcance, o CPO tornou-se uma realidade impulsionada pelo crescimento fenomenal da IA e pela necessidade de habilitá-la com velocidades e densidade aumentadas, reduzindo significativamente o consumo de energia. A Corning tem todos os elementos para atender a essa necessidade com soluções inovadoras de fibra e conectividade e está animada para ajudar a levar o CPO adiante agora e nos próximos anos.

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