Modül elektroniği: sürücü, TIA/LA, DSP, kontrolör, güç

İki optik alt montajın arkasında, geri kalanın tamamını yapan küçük bir devre kartı bulunur: hostun elektriksel bitlerini lazer akımına dönüştürür, foto akımını temiz veriye geri dönüştürür, lazeri sıcaklık ve yaş boyunca sabit güçte tutar, ölçer ve raporlar, düşük hızlı pinlere uyar ve sıkı bir güç bütçesi içinde çalışır. Bu sayfa kartı blok blok ele alır ve her bloğu dışarıdan gördüklerinizle — pinler, bellek baytları ve DDM değerleriyle — ilişkilendirir.

Blok şeması

                    ┌─────────────── modül kartı ───────────────┐
host Tx şeritleri ──►  CDR / DSP ──► lazer SÜRÜCÜ ──► TOSA (lazer + MPD)  ──► fiber
                    (yeniden zamanlama, (bias +           │
                     eşitleme,      modülasyon)      │ izleme akımı
                     gearbox)                        ▼
                                              ┌── MCU ───┐  ◄── I²C (SCL/SDA)
                                              │ APC döngüsü │  ◄── TX_DISABLE, RS0/1, LPMode…
                                              │ ADC/DDM  │  ──► TX_FAULT, RX_LOS, IntL
                                              │ bellek   │
                                              └──────────┘
host Rx şeritleri ◄──  CDR / DSP ◄── LA / lineer amp ◄── TIA ◄── ROSA (PD)  ◄── fiber
                                                                 │
güç 3,3 V ──► ani akım sınırlayıcı ──► LDO / DC-DC (1,8 V, 1,2 V, 0,9 V …) ──► her bloğa

Optik parçalar: TOSA, ROSA, BOSA; saat bloğu: CDR; DSP’nin ayrıntıları: Modülasyon ve DSP.

Lazer sürücüsü

Alıcı zinciri: TIA ve LA

Fotodiyotun kendisinin katkısı: Alıcılar.

Yeniden zamanlama ve sinyal işleme

• CDR / retimer — saati kurtarır ve verileri bir veya her iki tarafta yeniden zamanlar; SFP+’ta (host tarafında), SFP28/QSFP28’de (her iki tarafta) bulunur, isteğe bağlı bypass (CDR).
• DSP — PAM4 modüllerinde LA/CDR çiftinin yerine ADC → eşitleyici → karar → DAC dizisini koyar; ayrıca gearbox işlevini (50G’de 8 host şeridi ↔ 100G’de 4 medya şeridi) ve koherent modüllerde FEC’i yürütür. Kart üzerindeki en fazla güç tüketen yonga (400G bir modülde 3–6 W) — Modülasyon ve DSP.
• Lineer (LPO) tasarımlar DSP’yi kaldırır ve eşitlemeyi host SerDes’ine bırakır; modül yalnızca sürücü + TIA hâline gelir.

Mikrodenetleyici

MCU modülü yönetir: sıcaklığı, Vcc’yi, bias’ı, Tx ve Rx monitörlerini bir ADC üzerinden örnekler ve bunları fabrika kalibrasyonuyla dönüştürür; APC döngüsünü ve varsa TEC kontrol döngüsünü yürütür; eşiklerle karşılaştırır ve bayraklarla IntL’yi kaldırır; sayfaları ve bankalarıyla bellek haritasını taklit ederek iki telli veri yoluna yanıt verir; parolaları ve korumayı uygular; CMIS modüllerinde durum makinelerini ve CDB’yi yürütür. Ayrıntılar ve bunun programlama açısından neden önemli olduğu: Denetleyici ve ürün yazılımı.

Güç dağıtımı

DDM Vcc değeri giriş filtresinden sonra ölçülür — host hattının tipik olarak 50–150 mV altındadır (Sıcaklık ve gerilim).

Düşük hızlı pinler ve bunları kim yönetir

Aileye göre pin tanımları: SFP donanımı, QSFP donanımı.

Isı yolu

Elektronik ve optik, modülün ısı emici görevi gören metal gövdeye ısı yayar; kafesin üzerine oturan ısı emici ve şasi hava akışı bundan sonrasını üstlenir. Termal pedler, DSP’yi ve lazer sürücüsünü gövdeye bağlar. Kasa sıcaklığı 70 °C olarak değerlendirilen bir modül, DSP birleşim sıcaklığını bundan 20–30 °C daha yüksekte çalıştırabilir — modülün ömrünü belirleyenin “odanın serin olması” değil hava akışı olmasının nedeni budur.

Kartta neler bozulur

CodingBox’ta

Elektroniğin ölçtüğü ve denetlediği her şey tezgâhta karşınıza çıkar: DDM üzerindeki DDM değerleri ve bayrakları, Tx disable ve hız seçimi durumu, CMIS modül durumu ve EEPROM editor içinde güç sınıfını ve CDR varlığını bildiren kimlik bilgileri. Bias’ı sürücünün tavanındayken Tx gücü düşen bir modül, lazerinin ömrünü tamamladığını size anlatan bir karttır.