如果你想要在超过几厘米的通信距离上发送高速率的信号，光通信方案是最为明智的选择。如果你把视野放大，遴选各种方案，至少现在，光通信的优势很明显。无论是在每比特消耗的能量上还是在比特密度上，光通信总是领先于其它方案。    但是，如果考虑光学信号和电子信号之间的转换带来的额外成本和复杂性时，光通信就不那么占优了。所以，现在出现了很多使用越来越奇特的材料和信号处理技术将数据通过串行器导入到电子线路中的技术。  你可以在数据中心计算领域看到光通信的经济性是如何影响系统设计的。数据中心计算领域的一个主要发展趋势是将计算任务合理地分配到整行的服务器机架中。所以，它们需要使用光学技术实现数据的远程传输，但是，这些光信号需要首先在前面板处经过光电转换，才能接到服务器本身的交换芯片和SoC上。  “我们的数据中心市场客户现在仍然要进行光电转换，他们希望利用现有的光模块基础设施。”连接器制造商Samtec的技术营销经理Matt Burns说。  数据中心运营商通常使用基于通用标准设计的可插拔小型（SFP）光模块来处理电光转换。标准模块意味着更低的采购价格，面向更广泛的供应商，同时彰显了将继续支持这种格式很多年的信心。  但是，信号能否顺利连接到前面板后面的电路板是问题的另一个维度。利用早期的串行数据链路和1Gbit/s的以太网等技术，人们可以实现将电信号通过PCB传输。但是，由于芯片制造商在FPGA和SoC中集成了支持PCI Express和10/100Gbit/s以太网协议的先进收发器，使用PCB将信号连接到交换芯片和SoC芯片时遇到了信号完整性问题。  在今年春季举行的光纤通信会议上，Acacia通信公司的创始人兼首席技术官Benny Mikkelsen描述了Facebook等数据中心所有者面临的第二个问题：向计算版提供充足的光信号连接需要多大的前面板空间。  有些必须转向2U宽或者更宽的面板，以使得可以插拔多个小型光模块连接器，即使很多人采用的小型光模块已经采用了四密度（QSFP）版本，前面板空间需求依然不小。“我们可以继续将光学器件放在前面板上，或者采用板上光学器件，或者采用共同封装技术把它放在一个芯片内。” Mikkelsen说。   片上光通信科技依然处于起步阶段  目前，尽管业内有很多正在进行中的项目，将光通信集成到芯片封装内的技术研究仍处于起步阶段。这些项目包括国际电子制造联合会（iNEMI）发起组织的集成光子系统路线图工作组。还有即将被思科收购的Acacia等公司，正在寻求使用基于小芯片的3D堆叠技术构建下一代光电收发器。  Molex光学解决方案事业部先进技术开发总监Tom Marrapode指出，“光纤到芯片”可以节省大约30%的能耗：“能真正取得最大效果的方案是共同封装的光学器件。但是，片上光学器件或者将光学器件和芯片做到同一个封装内肯定存在一些重大的技术挑战。这种技术的解决时间可能在2025年左右。”  总速率可达50Tbit/s的交换机环境中的芯片可能需要数百个光纤连接。这就导致了今天的光纤制造方式与将光学连接带到芯片封装中所需的方式之间的不匹配。  Marrapode表示，可能需要波分复用的组合，以便在小直径光纤束的单根光纤上连接多个通道。  “硅光子器件之间的间距可能非常小，也许现在的光纤直径有些大，不适合这种间距。而且你可能希望把你的激光器放得远一些：你不能把它们放在发热的交换芯片封装的旁边，”他解释道。尽管不必像小型光模块那样支持用户可插拔，这里的连接器也必须能够相对容易地在工厂中组装。  现在的问题是不知道到2025年之前会发生什么，这得取决于整个行业的发展。伯恩斯表示，在云计算领域之外，比如高端高端医疗、军事和航空航天领域的客户正在利用“中板光学”技术。Marrapode指出，电信交换机的设计中已使用这种技术多年，以实现到交换IC的高密度连接。  中板光学方法使用了带有内置电光转换器的连接器，插入到尽可能靠近serdes收发器的插座上。然后，来自连接器的高架光纤将信号传送到前面板中的光学背板或可插拔光纤连接器上。伯恩斯说，这种技术的一个常见应用是在更长的距离上实现PCI Express等协议。“这种方法不局限在任何通信协议上。”伯恩斯指出。   中板方案使用高架光纤将光学信号从连接器传输到一个光学背板上或者可插拔的光纤连接器上  Marrapode称，速度优势并不足以驱使人们选择中板光学技术。相反，主要的决定因素是人们认识到铜连接不能提供系统所需的可扩展性。“当人们说'我需要在整个系统中都使用光信号'时，这才是选择中板光学技术的时候。”他说。