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2020年09月26日 | 解密：光迅科技100G光传输模块
2020-09-26 来源：爱集微
光迅科技作为国内顶尖的光电子高科技企业，集市场、技术、产品于一体，其先进的25Gb/s光芯片技术可广泛应用于5G模块、100Gb/s、200Gb/s、400Gb/s光通信模块中，具有极强的市场竞争力。
近年来互联网数据规模扩大导致了传输带宽需求提升，促使光纤通信技术实现进一步突破，以实现更高的数据传输速率。传统的100Gb/s光传输模块中NRZ信号的传输速度较慢，而传输速率的提升将提高光模块结构的复杂度和成本。另一方面，随着5G技术的发展，大型数据中心的面板密度更大，对光模块的集成度、成本、稳定性有了更高的要求。现有的100G光传输模块通常采用陶瓷扁平封装(CFP)或CFP2封装，体积较大，限制了端口密度，难以达到小封装体积100G光模块的需求。
为克服上述技术缺陷，光迅科技于2019年9月20日申请了一项名为“一种基于PAM4的100G-QSFP28光传输模块”的专利（申请号：201921567790.6），申请人为武汉光迅科技股份有限公司。
图1 100G光传输模块结构框图
为克服传统NRZ传输高速信号所遇到的困难，这项专利提出可将四路低速的NRZ信号合成高速的PAM4信号进行传输，并提供了一种基于PAM4的100G-QSFP28光传输模块，其结构如图1所示。
这一光传输模块包括数据发送转换单元、数据接收转换单元和控制监测单元。其中数据发送转换单元的输入端与用户接口连接，用于将用户接口输出的四路25Gb/s的NRZ电信号合成为两路50Gb/s的PAM4光信号，进而合成一路光信号输出。输出端与用户接口通过数据接收转换单元连接，可将接收到的一路光信号还原为两路单波长光信号，再转化为四路25Gb/s的NRZ电信号输出给用户接口。系统控制监测单元分别将输入端、输出端与用户接口连接，一方面可以实现光传输模块内的信息交互，以便用户管理，另一方面还对光传输模块内各功能单元控制监测，使光传输模块工作在预设工作状态。所有的功能部分都采用了高集成度、生产工艺成熟的部件，可大规模生产采购，降低成本。
图2 光传输模块具体实例
专利中提出的一种光传输模块具体实例结构如图2所示，数据发送转换单元包括顺次连接的PAM4编解码器件、两个驱动放大器、两个光发射组件和光复用器，其中PAM4编解码器件的输入端与用户接口连接，将其输出的四路25Gb/s的NRZ电信号实时转换为两路50Gb/s的PAM4电信号，完成数据均衡、抖动控制，并将放大后的电信号转化为光信号利用光网络发送出去。数据接收转换单元包括解复用器、两个光接收组件和PAM4编解码器件，解复用器Demux将接收到的一路CWDM光信号还原为两路单波长光信号，并经过接收组件转化为电信号送入PAM4解码器恢复为原始的4路25Gb/s的数据信号。
以上就是光迅科技这项专利的全部内容，利用PAM4信号相对于NRZ信号在高速传输方面的优势，实现了100Gb/s信号在光纤上的有效传输，同时采用QSFP28封装，缩小至传统100G光模块封装体积的三分之一到二分之一，保证了100G光模块器件的小型化，更能适应高级数据中心和数据基站的要求。
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