LRO/LPO：破解 AI 数据中心光互连困局的关键技术
技术详解
当 AI 大模型分布式训练动辄需要 “万卡” 集群，当数据中心单机柜功率密度向 100kW 冲刺，光模块这个看似微小的组件，正成为制约算力释放的 “隐形瓶颈”。传统带 DSP 的光模块在速率提升的同时，功耗和散热问题愈发突出，而以 LRO（线性接收可插拔）和 LPO（线性可插拔）为代表的“轻有源”技术的出现，为数据中心光互连开辟了一条低耗高效的新路径。
数据中心 “成长的烦恼”
为何需要 LRO/LPO？
在 AI 算力爆发的当下，数据中心正面临着前所未有的挑战。IDC 预测，2025 年全球数据中心总流量将达 20.6ZB，年复合增长率 23%，AI 工作负载占比超 50%。这推动了市场对于 800G、1.6T 等高速光模块的需求，但传统带 DSP 的 DPO 光模块，却因散热问题无法完美适配：
在 100G、400G 时代，依靠 DSP 信号处理能力，解决光纤链路信号问题的DPO 光模块，是数据中心光互连无可撼动的核心器件。但随着800G 及 1.6T 时代来临，DPO 的功耗从100G /1.8W ，400G /12W，上升到 800G / 16W+，和1.6T 接近 30W，12 年增长了26倍，甚至超过了ASIC Serdes的25倍增长，远超交换机系统功耗的22倍增长。按照每瓦特需要 1.5-2W 制冷量计算，更高的功耗不仅意味着更高的IT设备能耗，散热系统的压力和能耗也会进一步加大，从而大幅降低数据中心能源利用效率（PUE），数据中心对于光互连方案“轻有源*”的需求愈加明显。
*注：“轻有源”是立讯技术根据市场需求洞察提出的技术理念，也是对应的产品系列。
“轻” ：指更低功耗和更低成本；“有源”：指主动器件通过波束整形、时间重构、芯片直驱等手段，实现高速传输链路信号质量的显著提升。
数据中心交换机系统及各器件功耗占比及增长示意图
在此背景下，LRO 和 LPO 技术应运而生。LRO 将部分信号处理功能下沉至交换芯片，以 “轻量级 DSP + 智能算法” 降低模块复杂度；LPO 舍弃 DSP，依靠短距离链路物理层优化和交换芯片集成处理。二者重构光互连信号处理流程，打破速率与功耗线性增长关系，为数据中心光互连提供低功耗、高速率新方案，成为突破技术瓶颈的关键。
LRO/LPO 的 “硬核实力”
技术优势何在？
与 传统DPO模块相比，LRO 和 LPO 最大的亮点在于 “去 DSP 化”。LRO 采用 “发送端保留重定时器 + 接收端线性接收” 的混合架构，移除了接收端 DSP；LPO 则更为彻底，直接移除了 DSP 与 CDR（时钟数据恢复）组件。这一变化带来了显著益处：800G DR8 LRO 模块功耗降至 9-10W，较 DPO 方案降低 25%以上；800G DR8 LPO 模块功耗仅 8W，较 DPO 方案减少 50%。同时，摆脱 DSP 信号处理延迟后，端到端时延大幅降低，LPO 模块时延从传统 DPO 方案的 100ns 降至 10ns 以下，能更好地满足 AI 训练中实时参数交换的需求。
当然，下一代低功耗光互连技术的探索方向不止一条，NPO（近封装光学技术）/CPO（共封装光学技术） 通过将光引擎与交换机芯片更紧密集成甚至直接封装在一起的原理，大幅提升带宽密度的同时，缩短光信号传输路径，减少电 / 光转换损耗，同样可以提升能效比。不过，由于特殊的封装工艺，NPO和CPO对于硬件设计和制造工艺的要求更高，相比之下LRO 和 LPO 具有出色的兼容性和部署灵活性：
它们能兼容现有数据中心的交换机架构，无需大规模改造即可升级，特别适合存量机房的 “平滑过渡”。LRO 通过发送端重定时器补偿链路插损差异，支持不同长度光纤的稳定传输；LPO 支持 CMIS 4.0 协议，可与主流厂商的交换机 ASIC 无缝适配，通过智能均衡算法补偿链路损耗。
立讯技术的 “匠心之作”
LRO/LPO 产品一览
立讯技术在 LRO/LPO 领域深耕细作，先后推出多款兼具优异性能和灵活兼容的光模块产品，广受市场认可。
◾ 性能优异：立讯技术800G DR8 LRO / LPO光模块，在 TH5 平台下，典型 BER（误码率）可达 1E-11，能保证数据传输的高可靠性；同时支持 500m 的距离传输，满足中短距离数据中心互连需求。
◾ 灵活兼容：立讯的 LRO/LPO 光模块支持 MGC/AGC 模式切换，能根据不同的应用场景灵活调整，确保信号稳定传输；还可支持客户进行 EQ 设置以及输出幅度设置，满足客户的个性化需求，为不同的链路环境提供适配方案。
◾ 市场认可：目前立讯技术LRO/LPO光模块已和多家头部交换机、服务器厂商完成批量验证，以出色的带宽速率、功耗、误码率和兼容性等表现，良好满足最终用户需求。在2024年12月，立讯技术凭借全球首发展示800G OSFP DR8 LRO光模块产品，荣获行业机构年度ICC产品创新技术奖，充分体现了业界对于立讯技术产品和解决方案创新能力的认可。
立讯技术800G OSFP DR8 LPO光模块 在展会上与 Arista （左）和 Cadence （右）联合展出测试情况
◾ 产品规划：目前，立讯技术400G QSFP112 DR4 LPO产品，800G OSFP 2xDR4 LPO产品，800G QSFP-DD 2xDR4 LPO产品，均已完成小批量供货，量产就绪；800G OSFP DR8 LRO产品也已经通过部分客户验证。 1.6T 2xDR4 OSFP LRO/LPO，1.6T 2xFR4 OSFP LRO/LPO 产品也已在研发中，将于不远的将来面世。
立讯的 “未来蓝图”
光电并进，全链协同 “轻有源”
立讯技术不仅是低功耗光模块技术的探路者，更是光电并进，全链“轻有源的”先行者。作为CPO标准的制定者，和CPC方案的领跑者，技术制定 “LPO平滑降耗+CPO攻坚高密+CPC广泛覆盖”的多轨战略，配合“轻有源”LARC、高速线缆、连接器方案，通过光电技术优势互补，实现高速高效互连需求全场景覆盖。
立讯技术以赋能数据中心无缝迭代为己任，用超前布局和全栈零组件能力，推动全球数据中心向更高速、高密度、绿色化的未来迈进。我们将逐一揭晓未来蓝图内的各个篇章，敬请持续关注。
