一种200GQSFP-DDER4光模块制造技术

本发明专利技术涉及一种200GQSFP

【技术实现步骤摘要】
一种200G QSFP
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DD ER4光模块


[0001]本专利技术涉及光通信领域，更具体的说，是一种应用于5G移动承载和城域固定网络升级等场景的集成4通道200G QSFP
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DD封装光模块。

技术介绍

[0002]随着5G、4K/8K、超高清视频、VR等新业务新应用的兴起，光通信网络的流量持续快速增长，全球网络流量年增长率达到30％左右，部分国家网络流量的年增长率超过40％，给全球电信运营商的网络带来了巨大的挑战，采用更高速率的提升网络传输容量的需求非常迫切。
[0003]为更好适应5G和专线等业务综合承载需求，我国运营商提出了多种5G承载技术方案，主要包括切片分组网络(SPN)、面向移动承载优化的OTN(M
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OTN)、IP RAN增强+光层三种技术方案，根据《5G承载网络架构和技术方案白皮书》，在城域汇聚和核心层将会应用到200G光模块。
[0004]当前高速率的主流封装为QSFP
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DD与QSFP56，QSFP
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DD封装相较于QSFP56封装，传输密度增加一倍，最大8个通道，每通道速率高达25G或50G，能提供更高的带宽密度，支持200G或400G光传输。
[0005]因此，基于标准IEEE802.3bs，研究QSFP
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DD封装的200G ER4光模块，将有效缓解日益增长的网络传输容量需求以及100G直接向400G演进过程中所面临的电力、架构、散热等问题，具有承上启下的作用。
[0006]当前100G光模块已成为市场主流，但日益增长的数据流量对带宽、端口密度、能耗要求不断的提高。当前市场上200G长距产品基于QSFP56封装设计，但只支持4通道，采用4路50G PAM4的传输方式，最大传输速率为212.5Gbps，无法支持8路NRZ的工作模式，且其封装无法兼容后期QSFP
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DD封装的400G模块。200G ER4产品由于收发端指标的要求，限制了该产品的方案为发端EML+收端APD。如何在相对的布局空间，实现发端4路EML和收端4路APD，成为产品开发的关键。同时，400G 4通道长距离产品当前由于技术原因还有许多难点需要攻克，短时间里无法推向市场。为满足当前的大数据流量传输需求，且后期兼容400G的封装，推出QSFP
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DD封装、电口支持8路NRZ或4路PAM4，采用EML+APD方案的200G ER4光模块具有重要意义。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于克服现有技术中至少一种缺陷，提供了一种200G QSFP
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DD ER4光模块。
[0008]本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术公开了一种200G QSFP
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DD封装的光模块，包括电接口电路、主控制器电路、DSP芯片电路、光发射组件、光接收组件以及用于给光接收组件的APD探测器提供工作电压的APD升压电路，所述主控制器电路、DSP芯片电路分别与电接口电路连接，所述光发射组件、光接收组件分别与DSP芯片电路连接，所述APD升压电
路包括DC
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DC升压电路和多个运放电路，所述DC
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DC升压电路用于给运放电路供电，多个运放电路的输入端分别一一对应与主控制器电路的多个DAC输出端连接，多个运放电路的输出端分别一一对应与多个镜像电流源电路的输入端连接，多个镜像电流源电路的第一输出端分别一一对应与主控制器电路的多个ADC输入端连接，多个镜像电流源电路的第二输出端分别一一对应与光接收组件的多个通道的APD探测器连接。
[0009]进一步地，所述DC
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DC升压电路包括DC
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DC升压芯片，DC
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DC升压芯片的输入端分别与电感L32的一端、第一电压输入端连接，电感L32的另一端分别与DC
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DC升压芯片的输出端、二极管D6的正极连接，二极管D6的负极与电阻R172的一端、第二电压输出端连接，电阻R172的另一端分别与电阻R173的一端、DC
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DC升压芯片的反馈FB引脚连接，电阻R173的另一端接地，所述DC
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DC升压芯片的使能EN引脚与主控制器电路的EN_APD输出引脚连接。
[0010]DC
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DC升压芯片的使能EN引脚与电阻R176的一端连接，电阻R176的另一端接地。DC
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DC升压芯片的输入端与电容C285的一端连接，电容C285的另一端接地，二极管D6的负极与电容C286的一端连接，电容C286的另一端接地。
[0011]进一步地，所述运放电路包括运放，所述运放的同相输入端经电阻R181与MCU的DAC输出管脚连接，或/和运放的同相输入端经模拟DAC电路与MCU的PWM管脚连接，所述运放的反相输入端分别与电阻R177的一端、电阻R178的一端、电容C290的一端连接，电阻R177的另一端接地，电阻R178的另一端、电容C290的另一端与运放的输出端连接，所述模拟DAC电路包括电阻R202、电阻R206，所述电阻R202的一端与MCU的PWM管脚连接，电阻R202的另一端分别与电阻R206的一端、电容C312的一端连接，电容C312的另一端接地，电阻R206的另一端分别与电容C313的一端、电阻R181一端连接，电容C313的另一端接地，电阻R181另一端与运放的同相输入端连接。
[0012]进一步地，所述镜像电流源电路包括电流源芯片，所述电流源芯片的输入端分别与电阻R210的一端、电容C293的一端连接，电阻R210的另一端与运放电路的输出端连接，电流源芯片的第一输出端A1分别与电阻R194的一端、电容C302的一端以及主控制器电路的ADC输入端连接，电流源芯片的第二输出端A2的一端与电阻R218的一端连接，电阻R218的另一端分别与电容C301的一端以及光接收组件的APD探测器连接，电容C301的另一端接地。
[0013]进一步地，所述光发射组件包括4通道25G EML激光器、半导体制冷器、光发射光学元件，4通道25G EML激光器用于接收DSP芯片电路输出的电信号，输出带调制的光信号，光信号经过光发射光学元件后，4束光汇聚成1束光传入光纤，光信号的速率为4
×
50G PAM4。
[0014]进一步地，所述光接收组件包括4通道25G APD探测器、4通道跨阻放大器、光接收光学元件，从光纤中输入的光经过光接收光学元件后，分为4束不同的光分别进入4通道25G APD探测器，25G APD探测器用于将光信号转变为电流信号，跨阻放大器将电流信号转化为电压信号并进行放大后，通过FPC将信号传输到DSP芯片电路进行处理。
[0015]进一步地，本专利技术的200G QSFP
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DD ER4光模块还包括缓启动电路和电源管理电路，所述缓启动电路的输入端与电接口电路连接，所述缓启动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种200G QSFP
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DD ER4光模块，其特征在于：包括电接口电路、主控制器电路、DSP芯片电路、光发射组件、光接收组件以及用于给光接收组件的APD探测器提供工作电压的APD升压电路，所述主控制器电路、DSP芯片电路分别与电接口电路连接，所述光发射组件、光接收组件分别与DSP芯片电路连接，所述APD升压电路包括DC
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DC升压电路和多个运放电路，所述DC
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DC升压电路用于给运放电路供电，多个运放电路的输入端分别一一对应与主控制器电路的多个DAC输出端连接，多个运放电路的输出端分别一一对应与多个镜像电流源电路的输入端连接，多个镜像电流源电路的第一输出端分别一一对应与主控制器电路的多个ADC输入端连接，多个镜像电流源电路的第二输出端分别一一对应与光接收组件的多个通道的APD探测器连接。2.如权利要求1所述的200G QSFP
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DD ER4光模块，其特征在于：所述DC
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DC升压电路包括DC
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DC升压芯片，DC
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DC升压芯片的输入端分别与电感L32的一端、第一电压输入端连接，电感L32的另一端分别与DC
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DC升压芯片的输出端、二极管D6的正极连接，二极管D6的负极与电阻R172的一端、第二电压输出端连接，电阻R172的另一端分别与电阻R173的一端、DC
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DC升压芯片的反馈FB引脚连接，电阻R173的另一端接地，所述DC
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DC升压芯片的使能EN引脚与主控制器电路的EN_APD输出引脚连接。3.如权利要求1所述的200G QSFP
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DD ER4光模块，其特征在于：所述运放电路包括运放，所述运放的同相输入端经电阻R181与MCU的DAC输出管脚连接，或/和运放的同相输入端经模拟DAC电路与MCU的PWM管脚连接，所述运放的反相输入端分别与电阻R177的一端、电阻R178的一端、电容C290的一端连接，电阻R177的另一端接地，电阻R178的另一端、电容C290的另一端与运放的输出端连接，所述模拟DAC电路包括电阻R202、电阻R206，所述电阻R202的一端与MCU的PWM管脚连接，电阻R202的另一端分别与电阻R206的一端、电容C312的一端连接，电容C312的另一端接地，电阻R206的另一端分别与电容C313的一端、电阻R181一端连接，电容C313的另一端接地，电阻R181另一端与运放的同相输入端连接。4.如权利要求1所述的200G QSFP
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DD ER4光模块，其特征在于：所述镜像电流源电路包括电流源芯片，所述电流源芯片的输入端分别与电阻R210的一端、电容C293的一端连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何超，李梓文，陈鹏，罗传能，韩勇，迟景茂，
申请(专利权)人：武汉华工正源光子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：