[發明專利]結合PAM4技術的高速光模塊及其波分復用方法

在審

• 申請號: 201611035622.3
• 申請日: 2016-11-17
• 公開（公告）號: CN107800487A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 翟安迪
• 申請（專利權）人: 方密技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/25;H04B10/524;H04J14/02;H04L25/49
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及光通信技術，尤其涉及一種高速光收發模塊及其波分復用方法。

背景技術

縮略語定義：

BOSA：(Bi-directional Optical Sub-Assembly)單纖雙向光收發組件；

LDD：(Laser Diode Driver)激光驅動器；

PHY：(Physical Layer)PAM4與NRZ接口的物理層轉換電路；

QSFP28：(Quad Small Form-Factor Pluggable)四通道小型可插拔光模塊；

CSFP：(Compact Small Form-Factor Pluggable)緊湊小型可插拔光模塊；

SFP：(Smal 1Form-Factor Pluggable)小型可插拔光模塊；

MSA：(Multi-Source Agreement)多源協議；

SPT：(Splitter)分光器；

CLT：(Circulator)光環行器；

CWDM：(Coarse Wavelength Division Multiplexer)粗波分復用。

PBS：(Polarization Beam Splitter)偏振分束器/偏振合波器。

PAM4：(Pules Amplitude Modulation)脈沖四電平調制技術

隨著光纖通信的發展，光傳輸系統對光模塊提出了更高的要求。光模塊逐漸向低成本、小尺寸、大容量方向發展。為了達到更大容量的要求，QSFP MSA和CSFP MSA(Multi Source Agreement)國際聯盟提出了四通道和雙通道數據傳輸的QSFP28CWDM4，QSFP-DD MSA和CSFP光模塊的標準，進而使光通道密度成倍提升；同樣的一對光纖得到四倍和兩倍的利用，在電信網絡和移動前傳網絡應用中，光纖資源有限，利用波分復用技術提升傳輸容量、節省光纖、兼容標準光模塊是降低系統成本的關鍵。

標準光模塊早已對電接口速率、電平、碼型進行了嚴格的定義，必須兼容標準光模塊才能插入光傳輸系統使用，傳統QSFP28只能實現一對光纖100G，傳統CSFP模塊只能一對光纖2X10G(或2X25G)的傳輸容量。

目前低成本無制冷高速(25G DML)光模塊常用的波長只有1270/1290/1310/1330nm等有限的幾個，而且只有1270/1290/1310nm三個波長可以保證10公里的傳輸，每個波長通道的速率達到10-25G也已經很難進一步提升，所以利用PAM4(脈沖四電平調制技術)將每個波長通道的速率翻倍就成為提升傳輸容量的一個非常有效的方法。但是這種新技術目前難以與傳統標準光模塊兼容，影響了其普及推廣。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的不足提供一種滿足QSFP28和CSFP電接口協議標準、成本低、集成度高的光模塊，并實現一對光纖能夠傳輸更大容量的解決方案。

本發明采用的技術方案是這樣的：兼容標準四通道小型可插拔光模塊QSFP28，包括接口轉換電路PHY、微控制器MCU、雙發射組件BOSA與雙接收組件BOSA，雙路線性激光驅動器LDD，其特征在于，接口轉換電路PHY實現四路NRZ碼型轉換為雙路PAM4碼型，經雙路線性激光驅動器LDD后，連接至雙發射組件BOSA；雙接收組件BOSA連接至接口轉換電路PHY，實現雙路PAM4碼型轉換為四路NRZ碼型，接收端和發射端的四路NRZ碼型均與QSFP28標準光模塊定義的接口相連，并做到電接口的管腳排列，電氣特性，控制信號等與QSFP28標準完全兼容。

優選地，可以將雙接收組件BOSA和雙發射組件BOSA選用不同的波長組合，然后通過外部波分復用光無源器件，將它們復用進一對光纖，進一步實現更大容量傳輸，節省光纖資源。光模塊的電路部分一樣。

優選地，可以將單纖雙向組件BOSA設計成為單波長BOSA，采用同波長分光技術實現單纖單波長傳輸，結合外部波分復用光無源器件，將它們復用進一對光纖，進一步節省光纖資源。