高速光通信模塊設計
發布時間:2022-06-16 來源:MPS 責任編輯:wenwei
【導讀】COVID-19 讓rang我wo們men不bu得de不bu麵mian對dui一yi個ge現xian實shi,那na就jiu是shi麵mian對dui麵mian的de交jiao流liu變bian得de不bu那na麼me常chang見jian了le。伴ban隨sui著zhe最zui新xin一yi波bo包bao含han無wu數shu新xin技ji術shu的de數shu字zi化hua與yu信xin息xi化hua浪lang潮chao,互hu聯lian網wang訪fang問wen成cheng為wei我wo們men精jing準zhun、實時的社交與交流重要手段。
光(guang)通(tong)信(xin)以(yi)光(guang)的(de)形(xing)式(shi)發(fa)送(song)信(xin)號(hao)。光(guang)信(xin)號(hao)已(yi)被(bei)用(yong)來(lai)構(gou)建(jian)整(zheng)個(ge)信(xin)息(xi)時(shi)代(dai)的(de)網(wang)絡(luo)框(kuang)架(jia),將(jiang)服(fu)務(wu)器(qi)擴(kuo)展(zhan)至(zhi)數(shu)據(ju)中(zhong)心(xin),並(bing)形(xing)成(cheng)城(cheng)域(yu)網(wang)骨(gu)幹(gan)。這(zhe)一(yi)進(jin)程(cheng)將(jiang)我(wo)們(men)帶(dai)入(ru)了(le)超(chao)寬(kuan)、高速的F5G千兆光網新時代。
具有超高 F5G 帶寬的全光連接,其最終目標是提高傳輸速率。作為光通信網絡基礎的光模塊麵臨更高密度功率、更高集成度和更高轉換效率的設計挑戰。
MPS 提(ti)供(gong)的(de)緊(jin)湊(cou)型(xing)全(quan)麵(mian)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)具(ju)有(you)高(gao)效(xiao)率(lv)和(he)低(di)紋(wen)波(bo)特(te)性(xing),可(ke)滿(man)足(zu)高(gao)速(su)光(guang)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)的(de)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)。這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)包(bao)括(kuo)降(jiang)壓(ya)和(he)升(sheng)降(jiang)壓(ya)轉(zhuan)換(huan)電(dian)源(yuan)模(mo)塊(kuai)(集成電感)、負電壓電荷泵、熱電冷卻器 (TEC) 控製器和軟啟動負載開關。
圖 1 為MPS 光模塊解決方案概覽。
圖1: MPS光模塊解決方案
集成電感的 MPM 功率模塊係列
MPS在集成電感的功率模塊產品方麵積累了豐富的經驗,能夠提供行業領先的高功率密度功率模塊解決方案。
針對廣泛應用於數據通信和光纖骨幹網基礎設施的400G/200G/100G光模塊,MPS提供了5V電源模塊解決方案,相比分立器件方案,這種方案體積更小且效率更高,能夠推動產品的優化與迭代。
MPM38X4C:5V、低壓、小電流係列
MPS 的MPM3814C、MPM3824C 和 MPM3834C提供了引腳兼容的 1A 至 3A 小尺寸解決方案。 圖 2 為這些器件的簡介。
圖 2:MPM38x4C 係列簡介
MPM3860:6A、全集成、單通道模塊
MPM3860 是一款低電壓、高效率、6A、單通道電源模塊解決方案。它采用 QFN-24 (4mmx6mm) 封裝(參見圖 3)。
圖3: MPM3860簡介
MPM4710:采用小尺寸封裝的升降壓電源模塊
MPM4710是一款采用小尺寸 ECLGA-14 (2.5mmx2.5mmx1.2mm) 封裝的升降壓電源模塊解決方案,可提供出色的輸出電壓紋波與輸入浪湧性能(參見圖 4)。MPM4710 是跨導放大器 (TIA) 電源解決方案的理想之選。
圖4: MPM4710簡介
激光二極管
jiguangerjiguanyongyuzaiguangmokuaizhongjiangdianxinhaozhuanhuanweiguangxinhao。genjuguangfashedebutong,changyongdejiguangerjiguanbeifenweibiaomianfashexinghebianyuanfashexing。biaomianfashejiguangqitongchangdoushichuizhiqiangbiaomianfashejiguangqi(VCSEL)。邊緣發射激光器的種類則很多; 其中最為廣泛應用的是分布式反饋(DFB)激光器和電吸收調製激光器(EML)。下麵將詳細描述這三種激光二極管。
垂直腔表麵發射激光器(VCSEL)在功耗、溫漂、成本、集成度、散熱等方麵具有一定的優勢。 但由於實際應用中的VCSEL都集中在850nm/980nm波長範圍,這種激光器更適用於數據高速傳輸的短距離數據中心,以及接入網絡。
與VCSEL相比,分布式反饋(DFB)激光器波長較長,常用於中長距離傳輸,非常適合傳輸網絡、無線基站和數據中心互連。DFB 激光器可以看作是一種直接調製激光器 (DML),其信號的 0/1 tiaozhitongguokongzhidianliulaitiaojiejiguangqideshuchuqiangdu。youyutiaozhidianliudebianhua,jiguangqijuyougengmingxiandepinlvzhoujiu,yinerhuichanshenggengkuandemaichonghexinhaoshizhen。yincibujianyijiang DML 用於高速、長距離傳輸。
電吸收調製激光器(EML)是集成了電吸收調製器 (EAM) 的激光二極管(即 DFB 激光器)。當 EML 工作時,激光器的注入電流保持恒定,並依靠外部調製器來調製光信號,因此很難產生啁啾效應。其信號傳輸質量非常適合高速、長距離電信骨幹網、城域網和數據中心互連應用。但是,如果調製器 EAM 沒有額外的負壓偏置,采用 EML帶來的價格與功耗優勢就不會立即顯現。另外,還需要使用半導體冷卻器 (TEC) 進行精確的環境溫度控製,以確保高信號傳輸質量。
圖 5 所示為不同激光器類型的典型應用場景。
圖 5:不同激光器類型的典型應用場景
MPS 麵向EML 應用提供了功能強大的產品,如負電壓電源和TEC 控製器等產品。
EAM負電壓電源
MP5418和MP5418A電荷泵可以為 EAM 提供可變的負電壓偏置(參見圖 6)。
圖 6:MP5418 和 MP5418A 簡介
TEC控製器
MP8833A 是一款具有 1.5A(3A 可選)電流能力的 TEC 控製器。圖 7 為MP8833A 簡介。
圖7: MP8833A簡介
結論
本文中總結了MPS用於實現F5G千兆時代高速光通信的光模塊解決方案,其中包括 MPM38x4C 係列(包括MPM3814C、MPM3824C和MPM3834C)、MPM3860、MPM4710、MP5418/MP5418A以及MP8833A。除此之外,MPS還提供將電信號轉換為光信號的激光二極管解決方案,如VCSEL、DFB和EML。如需更多信息,請瀏覽MPS 強大的電源模塊產品組合以及光模塊單片設計相關文章。
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