NPO 基础知识：多模与单模方案及封装布局（视频版）

本期视频 2 分半，用一版幻灯片讲清 NPO（近封装光学）的三个关键点：为什么需要 NPO、多模与单模两种方案、以及封装布局怎么排。

为什么要 NPO

传统做法里，可插拔光模块装在面板边缘，电信号要在 PCB 上走十几厘米：插入损耗大、信号失真，I/O 功耗非常高。为了补偿这些损耗，得加高功耗的 Retimer，还要用昂贵的超低损耗板材——成本和功耗都下不来。

NPO 的思路

NPO（Near-Packaged Optics）的思路很简单：把光引擎从面板边缘搬到 ASIC 芯片旁边，电信号只走几厘米甚至几毫米，长走线带来的一系列问题就消掉了。

多模方案：VCSEL 直调

按光源来源，NPO 分多模和单模两类。多模方案的光源用 VCSEL 阵列，直接集成在光引擎内部。VCSEL 本身是光源直调——改变注入电流，就能直接调制出高速光信号。结构简单、成本低，但传输距离比较短。

单模方案：外置光源 + 硅光调制

单模方案里，激光器单独封装成 ELSFP 模块，通过保偏光纤阵列给光引擎提供连续波激光（CW 光）。激光进来之后，靠光引擎内部的硅光调制器把电信号调到光上：要么用微环 MRM，要么用马赫曾德 MZM。

外置光源还有个好处：ELSFP 和光引擎物理分开，激光器的热量不干扰光引擎；坏了还能在面板热插拔，直接换模块。

封装布局：水平与垂直

封装上，行业建议复用 QSFP-DD、OSFP 这些成熟的金手指标准，把 NPO 光引擎做成可插拔模块的形态。

和主板的连接布局分两种。第一种水平布局：模块平行于主板，平铺在主芯片周围，工艺成熟，但占平面空间。平面空间不够时，用已经成熟的双层连接器上下叠两层，宽度不变，光通道数量直接翻倍。

第二种垂直布局：模块垂直于主板直立插接，省出主芯片周边的空间，但对机柜的垂直高度有要求。

总结对比

多模方案：VCSEL 直调，低成本低功耗，适合小规模、短距离互联。单模方案正好相反：外置 ELSFP 加硅光调制器，高带宽、高可靠、易维护，适合大规模高性能互联。怎么选，取决于你的场景和预算。

视频由本站出品，口播：李东霏。想看某一节的细节，直接拖进度条。