腾讯设计102.4T NPO交换机并发布设计参考规范

腾讯基于自研3.2T NPO模组设计开发了102.4T NPO交换机，并同步发布《102.4T NPO交换机设计参考规范》，从系统架构、整机结构、光纤理线到软件运维给出完整设计方案。文章指出，Scale-up网络规模与带宽需求快速增长，单机柜铜互联逼近物理极限，可插拔方案在224G速率下电链路插损剧增且加DSP带来成本功耗代价，CPO封装集成难度大、生态封闭，NPO因此成为兼顾性能、成本与可用性的开放解耦方案。 整机沿用腾讯自研交换机通用硬件平台，高度4RU，管理卡前置并支持现场插拔维护。配置为1颗102.4T交换芯片、32个3.2T NPO模组与32个ELSFP外置光源模块，对外提供128个800G MPO16光接口。32个NPO模组环绕交换芯片对称布局，每个模组分配32个100G（112G PAM4）通道，对外出4个MPO16接口。依托102.4T交换芯片和3.2T NPO模组，可组成全光互连的512卡超节点一级Scale-up网络。 相比传统可插拔交换机，该设计省掉光电转换模块内部的DSP芯片，整机功耗降低约1000W，端到端传输时延减少近100ns；高速信号路径短，支持线性直驱，实测全端口BER优于1E-10；当前机电平台可平滑升级至204.8T，并有机会演进到409.6T。 工程实现上，主板采用Ultra Low Loss材料，板上插损（HOST+PKG）≤ -13dB@26.56GHz；芯片核心电源采用自主设计的独立供电模块，布局于芯片正背面以缩短供电路径。散热方面，风冷方案中NPO散热器采用热管拉远、翅片避开主芯片风道，同时预留冷板扩展能力，32个NPO模组采用4组独立冷板并以可浮动铜管连接。机内数百根光纤通过对称交错齿形理线架约束路径、可拆卸绕线盘收纳冗余，使NPO光纤长度规格收敛到3种以内。模组通过LGA Socket与主板互连，采用小盖板加橡胶圈吸收公差、大盖板弹簧施压、背面BP结构件防PCB变形的组合盖板方案，平整度控制在0.1mm以内。 软件侧采用底层驱动屏蔽、分层节点管理，驱动内置逻辑端口到Bank/Page的映射并处理并发互斥，管理EEPROM分端口级与器件级两层节点，使上层应用零改造兼容传统光模块；上电按MAC→NPO→ELSFP顺序，ELSFP先输出半光完成进光检验后再输出全光。文章还提出后续方向，包括可插拔FAU、NPO内置激光器的可行性以及2.5D/3D封装缩小模组面积，并称已启动下一代6.4T NPO模组与204.8T NPO交换机的研发。