MOSAIC实现了铜缆与光学链路的优势融合：传输距离达50米（为铜缆的10倍以上），功耗降低高达68%，可靠性是现有光学链路的100倍；支持800Gbps及以上速率，且可通过增加通道数量或提升单通道速度（至4-8Gbps）扩展至1.6Tbps、3.2Tbps。同时，其兼容现有QSFP/OSFP封装和PCIe等电气接口，可直接替换现有链路，无需修改服务器或交换机。
三、技术细节：解决“宽而慢”架构的工程挑战
1. microLEDs的光学难题与解决方案
microLEDs存在光束发散（难耦合进光纤）和光谱宽（易受色散影响）的问题，MOSAIC通过针对性设计解决：
- TIR微透镜设计：
microLEDs为朗伯发射器，光束发散角达±90°，传统微透镜耦合效率低。MOSAIC开发定制全内反射（TIR）微透镜，将光束准直为±12°锥形，耦合效率提升2倍以上，同时抑制通道间串扰。
- 低功耗模拟均衡补偿色散
microLEDs光谱宽度达数十纳米（远宽于激光器的亚皮米级），易导致色散。MOSAIC利用低速传输特性，通过简单模拟均衡电路补偿色散，无需复杂DSP，在2Gbps速率下可实现稳定传输。
2. 多芯成像光纤的通道复用设计
为避免数百通道需数百根光纤的复杂布线，MOSAIC采用“单microLED映射多纤芯”策略：利用成像光纤的大量纤芯（数千个），将单个microLED的光信号映射到多个纤芯，大幅降低对准精度要求，简化封装复杂度。同一光纤的制造工艺确保各纤芯传输特性一致，为并行传输提供稳定基础。
3. 电子设备的简化与优化
MOSAIC电子后端设计充分利用低速优势：
- 编码与纠错简化：采用NRZ编码（两电平），较传统PAM-4编码降低信噪比要求，无需昂贵ADC/DAC；因误码率低，无需额外FEC逻辑，仅依赖链路层FEC即可满足要求。
- 无CDR电路：通过额外控制通道直接传输时钟信号，接收端无需CDR电路，降低功耗和面积成本。例如，400通道中增加1个时钟通道，成本仅增加0.25%。
4. 通道超额配置：提升可靠性与效率
“宽而慢”架构的低成本冗余通道为优化提供可能：
- 故障容错机制
采用“ECC+热备用”双层设计。通过汉明码等轻量ECC对数据通道编码（如400数据通道+60校验通道，15%开销），可掩盖单通道故障；同时维持热备用通道，故障时快速切换，实现无宕机，确保链路误码率始终低于FEC阈值（2×10⁻⁴）。
- 带内控制平面
利用冗余通道支持链路训练、协商和遥测，不占用数据带宽。时钟信号通过控制通道传输，替代传统CDR电路，节省功耗。
- 功耗均衡
通过FIFO队列监控数据量，空闲时逐步关闭通道，负载增加时重新激活，使功耗与实际传输需求匹配。在AI推理等读写不对称场景中，可显著降低空闲功耗。
四、原型验证与规模化评估
1. 100通道原型系统性能
团队构建了端到端原型，核心配置包括： 10×10阵列microLEDs和CMOS传感器芯片，定制TIR微透镜阵列，多芯成像光纤，以及HTG-940 FPGA模拟电子后端。实验结果显示：
- 基础传输性能
20米距离下，每通道2Gbps传输的误码率（BER）中位数<2×10⁻⁸，所有通道均低于以太网FEC阈值（2×10⁻⁴）；30米距离下，降至1.6Gbps可满足FEC要求。
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