Y10T153 Ciena:集成液冷光模块

更新时间:2024-05-31 08:05:03 阅读量:2617

对于光模块的发展趋势,一方面速率越来越高,在高速模块还加上DSP,另一方面通道数越来越多,这导致光模块的功耗随着产业的发展不断升高。


1.jpg


当光模块功耗增大,内部温度升高,失效率激增,寿命指数型下降


2.png


目前光模块在传统风冷式结构,可以支持30W的最大功耗,这些热设计是基于传统的风冷式散热方式的各种优化。

(2021合集下) QDD 800G光模块25W功耗的散热分析

Y10T53 QSFP-DD1600光模块30W功耗时的热设计


3.jpg


风冷式结构,笼子上可以有散热鳍,模块外壳也可以有散热鳍,尽量把散热表面积做得更大一些,提高散热效率。


4.jpg


也可以将笼子上方的散热鳍,换成热管,提高散热能力。这就是“骑行”液冷散热的说法。

5.jpg


6.jpg


由于光模块需要和笼子之间,不存在液体,还是干燥界面的接触,无论直接接触,还是导热材料弹性填充式接触,或者是钻石膜的高硬度耐磨高导热接触面,这些依然需要考虑接触界面的粗糙度与有效接触面积。


7.jpg


今年,Ciena在OFC上演示了一个集成液冷管的光模块,将液冷管直接置于光模块内部,这样光模块与笼子制冷之间就不存在接触滑入的结构适配了,内部可以设计有效热管道路径。

除了电路金手指插拔,还增加了液体管的插拔


8.jpg


液冷管放在笼子上,都是在交换机内部,无需插入拔出,不需要做可插拔液体接口。

液冷管放在光模块内部,则需要设计可插拔的液体接插件。难处就是急需要方便插入拔出,还得保护制冷液不渗漏。


9.jpg


10.jpg


将模块内部集成液冷管的话,制冷液的温度越低,可支持的光模块最大功耗就越高,总体可以支持50-85W的超大功耗的光模块。


11.jpg


额~~,Y10T12 高速光模块用到的均热板

之前聊过,光模块内部用到的热管,热板,也是液体的微循环,散热能力挺好的。


12.jpg


这两个液冷的区别在于

模块内部的均热管/板,光模块厂家自己就可以增加,在自己的一亩三分地实现的内部热量均匀化。可但是,光模块的内部总体温度都挺高,无非是DSP、激光器这些芯片附近的温度更高一些,电阻电容无源器件附近温度略低一些,在很高温度和略低温度之间循环。

Ciena这种液冷,模块厂家自己无法完成,需要模块和系统都支持,且无缝配合才可以。是模块外部的更大范围的温度循环,模块内部可以有八九十度的高温区,液体会将外部二三十度的低温液体,迅速与八九十度的高温做热交换,实现模块快速冷却。


13.jpg


14.jpg



15.jpg

16.jpg