200Gbs相位调制光收发合一模块 机械尺寸、引脚定义、光模块状态转换流程
光模块调制技术
光模块调制技术【实用版】目录1.光模块调制技术的概述2.光模块调制技术的分类3.光模块调制技术的应用4.光模块调制技术的发展趋势正文光模块调制技术是一种应用于光通信领域的重要技术，它主要负责将光信号进行调制，使其能够在光纤中进行有效的传输。
下面将从光模块调制技术的概述、分类、应用以及发展趋势四个方面进行详细的介绍。
一、光模块调制技术的概述光模块调制技术是光通信系统中的关键技术之一，它的主要作用是将电信号转换成光信号，并在光纤中进行传输。
光模块调制技术不仅可以提高光信号的传输效率，还能够有效地降低光通信系统中的信号噪声比，从而提高光通信系统的整体性能。
二、光模块调制技术的分类根据调制方式的不同，光模块调制技术可以分为以下两种：1.模拟光模块调制技术：模拟光模块调制技术主要是通过对光信号的强度进行调制，实现对光信号的传输。
这种技术具有结构简单、调制速度快等特点，但同时也存在着频谱利用率低、信号传输距离短等问题。
2.数字光模块调制技术：数字光模块调制技术主要是通过对光信号的相位进行调制，实现对光信号的传输。
这种技术具有频谱利用率高、信号传输距离远等特点，但同时也存在着调制速度慢、结构复杂等问题。
三、光模块调制技术的应用光模块调制技术在光通信领域中具有广泛的应用，主要包括以下两个方面：1.光纤通信：光模块调制技术是光纤通信系统中的关键技术之一，它可以将电信号转换成光信号，并在光纤中进行传输。
2.光网络设备：光模块调制技术也可以应用于光网络设备中，如光纤收发器、光放大器、光调制器等，以提高光网络设备的性能。
四、光模块调制技术的发展趋势随着光通信技术的不断发展，光模块调制技术也呈现出以下发展趋势：1.高速率：随着光通信技术的发展，光模块调制技术也将向高速率方向发展，以满足光通信系统对高速率的需求。
2.高效率：光模块调制技术也将向高效率方向发展，以提高光通信系统的整体性能。
3.小型化：光模块调制技术也将向小型化方向发展，以满足光通信系统对小型化的需求。
光模块工作原理
光模块工作原理
光模块是一种用于光通信的设备，它将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号。
光模块通常由光电器件（例如激光二极管、光电二极管）和相关的电路组成。
光模块的工作原理可以分为发送和接收两个步骤。
发送：
1. 发送端电路将电信号转换为光信号。
首先，电路将待发送的信号进行数字到模拟转换，以便生成连续的电信号波形。
2. 将模拟电信号输入到激光二极管（LD）中。
激光二极管处于正向偏置状态，当电流流过时，激光二极管会发射出激光光束。
3. LD发射的激光光束经过配适的透镜和光纤等光学元件，将光信号传输到接收端。
接收：
1. 光信号到达接收器之前，经过了光纤传输和其他光学元件的衰减和失真。
所以，接收端首先需要光电二极管（PD）来将光信号转换为电信号。
2. PD将接收到的光信号转换为电压或电流信号，并通过电路进行放大、滤波和恢复等处理。
3. 最终的电信号可以通过解调器或其他数据处理器进行数字信号的恢复和解码。
总之，光模块的工作原理是将电信号转换为光信号（发送）或
将光信号转换为电信号（接收），通过光电器件和电路的协同工作实现光通信的功能。
光纤光收发一体模块接口规范
3. LVDS 接口 LVDS 用于低压差分信号点到点的传输，该方式有三大优点，从而使得它更具有吸引力。 A)LVDS 传输的信号摆幅小，从而功耗低，一般差分线上电流不超过 4mA，负载阻抗为 100Ω 。这一特征使 它适合做并行数据传输。 B)LVDS 信号摆幅小，从而使得该结构可以在 2.4V 的低电压下工作。 C)LVDS 输入单端信号电压可以从 0V 到 2.4V 变化， 单端信号摆幅为 400mV， 这样允许输入共模电压从 0.2V 到 2.2V 范围内变化，也就是说 LVDS 允许收发两端地电势有±1V 的落差。 3.1 LVDS 接口输出结构 MAXIM 公司 LVDS 输出结构在低功耗和速度方面做了优化，电路如图 6 所示。电路差分输出阻抗为 100 Ω ，表 3 列出了其他一些指标。
武汉启晟科技有限公司
1×9 光模块接口规范
版本：1.3（复稿）
1×9 光模块接口规范
随着电信数据传输业务、视频监控与工业控制需求的增加，光模块的应用也越来越多，光通信系统工程师往 往苦恼于如何正确处理不同接口电平 IC 与高速光模块之间的连接， 本篇文章正是为解决这一问题而写。 文章 先介绍常用的几种逻辑电平，然后给出其与光模块的接口电路。
武汉启晟科技有限公司
1×9 光模块接口规范
版本：1.3（复稿）
表格 1. PECL 输入输出指标 参数 输出高电平 输出低电平 输入高电平 输入低电平 条件 Ta=0℃~85℃ Ta=-40℃ Ta=0℃~85℃ Ta=-40℃ 最小值 Vcc-1.025 Vcc-1.085 Vcc-1.81 Vcc-1.83 Vcc-1.16 Vcc-1.81 典型值 最大值 Vcc-0.88 Vcc-0.88 Vcc-1.62 Vcc-1.55 Vcc-0.88 Vcc-1.48 单位 V V V V V V
光收发一体模块原理课件
集成化与小型化的挑战
总结词
集成化和小型化是光收发一体模块面临的另一重要挑战。
详细描述
为了满足现代通信设备对高密度、小型化的需求，光收发一 体模块需要实现更高的集成度和小型化。这涉及到器件结构 的优化、新型封装技术的研发等多个方面，是光收发一体模 块技术发展的重要方向。
新材料与新工艺的应用前景
总结词
的稳定性和可靠性。
自动功率控制技术需要高灵敏度的光功率检测器和精确的反馈控制电路 ，以实现快速响应和精确控制。
数字信号处理技术
数字信号处理技术是光收发一体模块中用于提高信号传输性能和处理复杂信号的关 键技术。
通过数字信号处理技术，可以对光信号进行频域或时域的均衡、滤波、去噪等处理 ，以改善信号的传输性能和提高系统的信噪比。
数据中心与云计算中的应用
总结词
提升数据处理能力
详细描述
随着云计算和数据中心业务的快速发展，数据流量呈现出爆炸性增长，对数据处理能力 提出了更高的要求。光收发一体模块作为一种高速、高效的光通信模块，能够提供更高 的数据传输速率和更大的带宽，有效提升数据中心和云计算中心的数据处理能力，满足
大规模数据处理的需求。
工作原理
激光器通过激发介质产生光子，光子 在谐振腔内不断反射和放大，形成相 干光束，最终输出。
光束整形与准直
光束整形
光束整形是通过光学元件对光束进行改变，使其符 合特定的形状和分布，常见的整形方式有透镜整形 和反射镜整形。
准直技术
准直技术是将光束进行准直，使其具有一定的发散 角和方向性，常用的准直技术有透镜准直和反射镜 准直。
03
接收部分原理
Chapter
光电转换原理
01
光电转换是将光信号转换为电信号的过程。在光收发一体模块中，光电转换主要 通过光电二极管完成。当光照射到光电二极管上时，光子能量激发电子从束缚状 态进入自由状态，形成光电流，从而将光信号转换为电信号。
光模块技术交流和工艺介绍
光模块技术交流和工艺介绍概述光模块是一种集成了光电转换功能的光通信器件。
它由光电器件、电子驱动电路和封装材料等组成，广泛应用于光纤通信、光网络和光传感等领域。
本文将介绍光模块的基本原理、常见技术和工艺过程。
光模块的基本原理光模块主要通过光电转换，将电信号转化为光信号或将光信号转化为电信号。
它包括发光模块和接收模块两部分。
发光模块通常由激光二极管（LD）和调制电路组成。
调制电路控制激光二极管的电流，使其在特定频率下辐射出光信号。
常用的调制方式包括直调（直接对激光二极管的电流进行调制）和外差调制（利用外部电极或光控制元件调制激光二极管）。
接收模块由光电二极管（PD）和放大电路组成。
光电二极管接收到光信号后，产生对应的电流信号。
通过放大电路，可以将电流信号转换为电压信号，以便后续的处理和解调。
光模块的常见技术多模光纤与单模光纤光模块通常与光纤连接，传输光信号。
光纤根据传输模式的不同，可分为多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤具有大的模场直径和较低的传输损耗，适用于短距离高速通信。
而单模光纤具有较小的模场直径和较低的色散效应，适用于长距离通信。
光模块需要根据实际应用选择适合的光纤类型，并进行相应的接口设计和匹配。
光模块封装技术光模块的封装技术十分重要，它能够保护模块中的光电器件、电子驱动电路和光纤连接等。
常见的光模块封装技术包括TO封装、BOSA封装和COB封装等。
TO（Transistor Outline）封装是目前最常用的光模块封装技术之一。
它采用金属外壳，具有良好的散热性能和机械强度。
BOSA（Bi-Directional Optical Sub-Assembly）封装是一种用于光收发模块的集成封装技术，通常用于光纤收发器模块。
它将发光器件和接收器件集成在同一个封装中，具有紧凑、高可靠性的特点。
COB（Chip-on-board）封装是一种将芯片直接粘贴在PCB（Printed Circuit Board）上的封装技术。
光收发一体模块原理
:// gigac
6
四、开展的方向
1、高频率
高速率人们对信息量要求越来越多，对信 息传递速率要求越来越快，作为现代信息 交换、处理和传输主要支柱的光通信网， 一直不断向超高频、超高速和超大容量开 展，传输速率越高、容量越大，传送每个 信息的本钱就越来越小。长途大容量方面
当前的热点是10 Gbit/s 和40Gbit/s，据 ElectroniCast最新的市场研究，10 Gbit/s 数据通信收发模块的全球总消费量将从 2001年的1.57亿美元增长到2021年的90亿 美元。2001年早期使用10 Gbit/s数据通信
• 损耗是光在光纤中传输时，由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失，这
色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等，从而造 成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端，导致 脉冲展宽，进而无法分辨信号值。
• 因此，用户需要根据自己的实际组网情况选择适宜的光模块，以满足不同的传输 距离要求。
2、远距离
光收发模块的另一个开展方向是远距离。如今的光网络铺设距离越来越远， 这要求远程收发器来与之匹配。典型的远程收发器信号在未经放大的条件下 至少能传输100公里，其目的主要是省掉昂贵的光放大器，降低光通讯的本 钱。基于传输距离上的考虑，很多远程收发器都选择了1550波段(波长范围 约为1530到1565nm)作为工作波段，因为光波在该范围内传输时损耗最小， 而且可用的光放大器都是工作在该波段。
THE END 谢谢！
光收发一体模块定义
• 光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括 发射和接收两局部。发射局部是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片 处理后驱动半导体激光器〔LD〕或发光二极管〔LED〕发射出相应速率的调制 光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。 接收局部是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。 经前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信号一般为PECL电平。同时 在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。
光模块 光收发一体化模块
光模块光收发一体化模块
光模块（Optical Module）也被称为光收发一体化模块，是一种用于在光纤通信系统中进行光信号和电信号之间转换的设备。
它由光发射器、光接收器和相关的电路组成，用于在光纤网络中传输数据。
光模块的主要功能是将电信号转换为光信号，通过光纤进行传输，然后在接收端再将光信号转换回电信号。
它在光纤通信中起到了关键的作用，使得高速的数据传输成为可能。
光模块通常具有不同的类型和规格，以适应不同的应用需求。
常见的光模块类型包括SFP（Small Form-Factor Pluggable）、SFP+（Enhanced Small Form-Factor Pluggable）、QSFP（Quad Small Form-Factor Pluggable）等。
这些类型的光模块在尺寸、传输速率、接口类型和光纤类型等方面有所差异。
光模块的性能和质量对于光纤通信系统的稳定性和可靠性至关重要。
它们的传输速率可以从几十兆比特每秒到数十甚至上百吉比特每秒不等，以满足不同网络应用的需求。
随着光通信技术的不断发展，光模块也在不断演进和升级，以适应更高的数据传输速率和更长的传输距离要求。
它们在数据中心、长途通信、局域网、广域网等领域得到广泛应用，为现代通信和互联网的发展提供了重要的支撑。
光收发一体模块定义
光收发一体模块定义一、光收发一体模块定义光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。
发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。
经前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信号一般为PECL电平。
同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。
二、光收发一体模块分类按照速率分：以太网应用的100Base（百兆）、1000Base（千兆）、10GE SDH应用的155M、622M、2.5G、10G按照封装分：1×9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP。
1×9封装--焊接型光模块，一般速度不高于千兆，多采用SC接口SFF封装--焊接小封装光模块SFF（Small Form Factor），有BIDI SC 和Duplex LC接口。
GBIC封装--热插拔千兆接口光模块，采用SC接口。
GBIC是Giga Bitrate Interface Converter 的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。
GBIC设计上可以为热插拔使用。
GBIC 是一种符合国际标准的可互换产品。
采用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活。
SFP封装--热插拔小封装模块，多采用LC接口。
SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写，可以简单的理解为GBIC的升级版本。
SFP模块体积比GBIC模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。
SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。
有些交换机厂商称SFP模块为小型化GBIC（MINI-GBIC）XENPAK封装--应用在万兆以太网，采用SC接口XFP封装--10G光模块，可用在万兆以太网，SONET等多种系统，多采用LC接口。
4×25 Gbs光电收发一体模块封装的设计与实现
引用本文：陈莹，宋文泰,何慧敏，等.4x25Gb/s光电收发一体模块封装的设计与实现[J].光通信技术，2021,45(4) %22-26.4x25Gb/s光电收发一体模块封装的设计与实现陈莹，宋文泰3,何慧敏心，薛海韵5$,孙瑜缪旻3,刘丰满(1.中国科学院微电子研究所，北京100029；2•中国科学院大学，北京100049；3•北京信息科技大学信息与通信工程学院，北京100101；4.华进半导体封装先导技术研发中心有限公司，江苏无锡214135)摘要：光电收发模块的性能对整个通信系统质量至关重要。
设计一个包括光电器件、封装结构等参数的光电协同链路仿真系统，首先从系统封装方案、版图和信号完整性等方面进行设计优化，获得封装结构的电学参数；其次，对光电器件参数进行优化提取，并建立一个包括封装结构电学参数对系统的性能影响的光电协同的仿真链路，通过光电协同链路仿真提前对模块进行优化评估，确保光电混合集成系统满足要求；最后，进行模块的组装和测试。
仿真结果表明：25Gb/s信号源输入下，模块通过1km光纤进行自发自收，在213-1码型下，模块的误码率在1E-15以下，总功率仅为3.6W。
关键词：光通信;光电收发模块;链路仿真;误码率；眼图中图分类号：TN914文献标志码：A文章编号：1002-5561(2021)04-0022-05D01：10.13921/ki.issn1002-5561.2021.04.005开放科学(资源服务)标识码！OSID):Design and implementation of4x25Gb/s photoelectiric transceivers module packageCHEN Ying1-2,SONG Wentai3,HE Huimin1-2-4,XUE Haiyun1-2-4,SUN Yu1-2-4,MIAO Min3,LIU Fengman1-2-4*(1.Institute of Microelectronics,Chinese Academy of Sciences,Beijing100029,China;2.University of Chinese Academy ofSciences,Beijing100049,China;3.School of information and communication engineering,Beijing University of information technology,Beijing100101,China;4.National Center for Advanced Packaging Co.,Ltd,Wuxi Jiangsu214135,China)Abstract:The performance of photoelectric transceiver module is very important to the whole communication system quality.An optoelectronic collaborative link simulation system including optoelectronic devices,packaging structure and other parameters is designed.Firstly,the electrical parameters of the package structure are obtained by optimizing the system package scheme,layout and signal integrity.Secondly,the photoelectric device parameters are optimized and an optoelectronic collaborative system is established which includes the influence of the electrical parameters of the packaging structure on the system performance simulation link,through the optoelectronic collaborative link simulation,the module is optimized and evaluated in advance to ensure that the optoelectronic hybrid integrated system meets the requirements.Finally,the module is assembled and tested.The simulation results show that under the input of25Gb/s signal source,the module carries out self receiving through1km optical fiber.Under the213-1code type,the error code of the module is less than1E-15,and the total power is only3.6W.Key words:optical communication;photoelectric transceiver module;link simulation;bit error rate;eye diagram0引言随着大数据、云计算、第五代移动通信以及人工收稿日期：2020-06-02。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输入或输出 -
输入 输入
输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入
YD/T XXXX.3—201X
表B.1(续)
逻辑电平 -
CML CML
CML CML CML CML CML CML 1.2V LVCMOS CML CML
功能描述 不连接 地 地 不连接 不连接 地 地 不连接 不连接 地 地 不连接 不连接 地 地 1号电口的通道2输入数据 1号电口的通道2反向输入数据 地 地 1号电口的通道0输入数据 1号电口的通道0反向输入数据 地 地 0号电口的通道2输入数据 0号电口的通道2反向输入数据 地 地 0号电口的通道0输入数据 0号电口的通道0反向输入数据 地 地 12V模块供电电压 12V模块供电电压 12V模块供电电压 MDIO地址比特 1 分配给模块供应商的接口，不连接 地 0号光口参考时钟输入 0号光口参考时钟反LK0_P TX_MCLK0_N GND GND VND VND GND GND VND VND GND GND VND VND GND GND VND VND GND GND VND VND GND GND N.C. N.C. GND GND N.C. N.C. GND P12V P12V P12V PRTADR2 MDIO GND
输入或输出 -
输入 输入
输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 -
表B.1(续)
逻辑电平 -
CML CML
CML CML CML CML CML CML 1.2V LVCMOS -
功能描述 不连接 不连接 地 地 不连接 不连接 地 地 不连接 不连接 地 地 1号电口的通道3输入数据 1号电口的通道3反向输入数据 地 地 1号电口的通道1输入数据 1号电口的通道1反向输入数据 地 地 0号电口的通道3输入数据 0号电口的通道3反向输入数据 地 地 0号电口的通道1输入数据 0号电口的通道1反向输入数据 地 地 预留给未来扩展用，不连接 预留给未来扩展用，不连接 12V模块供电电压 12V模块供电电压 12V模块供电电压 12V模块供电电压 MDIO地址比特 0 分配给模块供应商的接口，不连接 地 地 不连接
符号 N.C. GND GND N.C. N.C. GND GND N.C. N.C. GND GND N.C. N.C. GND GND TX1_D2P TX1_D2N GND GND TX1_D0P TX1_D0N GND GND TX0_D2P TX0_D2N GND GND TX0_D0P TX0_D0N GND GND P12V P12V P12V PRTADR1 VND GND TX_REFCLK0_P TX_REFCLK0_N
B.1.2 320-PIN光模块引脚定义 4"×5" 320-PIN光模块引脚定义见表B.1。 表B.1 4"×5"320-PIN 光模块连接器引脚定义
序号 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8
符号 P12V VND VND GND N.C. N.C. GND GND
输入或输出 -
逻辑电平 -
序号 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 B16 B17 B18 B19 B20 B21 B22 B23 B24 B25 B26 B27 B28 B29 B30 B31 B32 B33 B34 B35 B36 B37 B38 B39 B40 C1 C2 C3 C4 C5 C6
单位为毫米
图A.2 CFP 相干光模块机械尺寸 A.3 CFP2-DCO光模块机械尺寸
CFP2-DCO光模块机械尺寸见图A.3。光口位置可以居中或左右偏移，不限制光口中心。
17
YD/T XXXX.3-201X
单位为毫米
图A.3 CFP2-DCO 光模块机械尺寸 18
BB
YD/T XXXX.3—201X
YD/T XXXX.3-201X
AA
附 录 A （资料性附录）
机械尺寸
A.1 320-PIN光模块机械尺寸
4"×5" 320-PIN光模块机械尺寸见图A.1。
单位为毫米
图A.1 4"×5" 320-PIN 光模块机械尺寸 A.2 CFP相干光模块机械尺寸
CFP相干光模块机械尺寸见图A.2。
16
YD/T XXXX.3—201X
20
符号 N.C. N.C. GND GND N.C. N.C. GND GND N.C. N.C. GND GND TX1_D3P TX1_D3N GND GND TX1_D1P TX1_D1N GND GND TX0_D3P TX0_D3N GND GND TX0_D1P TX0_D1N GND GND FFU FFU P12V P12V P12V P12V PRTADR0 VND GND GND N.C.
附 录 B （规范性附录）
引脚定义
B.1 320-PIN光模块引脚定义 B.1.1 320-PIN光模块引脚排列及尺寸
320-PIN光模块采用320引脚的连接器，外形图见图B.1，面向连接器，从下至上，分别为A~H列引 脚；每一列从左至右，引脚序号为01~40。
单位为毫米
图B.1 320-PIN 光模块连接器外形图
21
YD/T XXXX.3-201X
序号 C7 C8 C9 C10 C11 C12 C13 C14 C15 C16 C17 C18 C19 C20 C21 C22 C23 C24 C25 C26 C27 C28 C29 C30 C31 C32 C33 C34 C35 C36 C37 C38 C39 C40 D1 D2 D3 D4 D5
功能描述 12V模块供电电压 分配给模块供应商的接口，不连接 分配给模块供应商的接口，不连接 地 不连接 不连接 地 地
19
YD/T XXXX.3-201X
序号 A9 A10 A11 A12 A13 A14 A15 A16 A17 A18 A19 A20 A21 A22 A23 A24 A25 A26 A27 A28 A29 A30 A31 A32 A33 A34 A35 A36 A37 A38 A39 A40 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7