MACOM面向CWDM4推出L-PIC™技术方案,助力云数据中心和5G光学连接发展

MACOM发布MAOT-025402CWDM4发射器光学组件,该组件集成有四个25GbpsCWDM波长,可实现100Gbps通信,适用于云数据中心及5G光学连接。
MACOM近期宣布推出 MAOT-025402 CWDM4发射器光学组件,这款组件是MACOM面向100Gbps CWDM4的L-PIC™(集成有激光器的硅光子集成电路)解决方案的一部分,凭借获得专利的L-PIC,MAOT-025402可与MASC-37053A CDR配合使用,共同构成QSFP28 CWDM4解决方案的完整高速传输路径,从而实现助力和推动云数据中心及5G光学连接的发展。


随着数据流量的爆炸性增长,不断增长的需求迫使云数据中心快速扩展其能力,为此MACOM面向CWDM4推出了提供具有成本效益、高性能且高度集成的互连芯片组解决方案,其可扩展至FR4和FR1/DR1应用,因此可助力100Gbps至400Gbps和4G至5G的过渡。
 
MACOM的MAOT-025402光学器件其核心是MAOP-L284CN L-PIC器件,此器件在单个硅光子集成电路(PIC)中集成有四个高性能25Gbps CWDM波长,可基于双工单模光纤实现100Gbps通信。


而L-PIC平台提供面向特定数据中心应用的高度集成式硅光子解决方案,包括四个CW激光器、监测光电二极管、高带宽波导管、调制器和CWDM复用器。L-PIC平台借助MACOM获得专利的自对准端面蚀刻技术(SAEFT™)将激光器精确嵌入到硅芯片上,无需主动进行激光器对准,帮助客户大幅降低成本,从而实现主流部署。


根据MACOM光波业务高级副总裁兼总经理Vivek Rajgarhia的说法,“MACOM正利用L-PIC平台实现领先的可扩展性,从而满足迅速增长的CWDM4模块需求,此平台的自动对准校准和固件控制可为主流云数据中心部署提供必要的规模和成本组合。”
  
因为L-PIC平台提供了对实现CWDM4至关重要的领先带宽,且现已通过TOSA和芯片级形式提供。每个 L-PIC组件都包含一个配套的驱动器和PIC控制器。所以借助这三种器件芯片组,客户能够显著降低工程风险和缩短产品上市时间。随附软件提供了自动校准和自检功能,显著降低生产线资本投资。


MACOM的全集成式、预装配组件平台预计可提供实现100Gbps和400Gbps数据中心链路所需的高性能,同时能降低收发器制造商的工程设计和资本设备成本,进而在确保较低水平投资的前提下,缩短产品上市时间。
<think>我们有两个引用: 引用[1]描述了400G QSFP-DD FR4光模块的基本工作原理:使用4CWDM波长的非制冷EML激光器,通过DEMUX/MUX实现单纤400G传输。具体来说,它将8路53.125Gb/s电信号转换为4路106.25Gb/s光信号,复用后以425Gb/s速率传输(注意:400G模块实际速率是400G,这里425Gb/s可能是编码后的速率)。接收端则相反。 引用[2]主要介绍了MACOM公司的MAOT-025402 CWDM4发射器光学组件,它是基于L-PIC™(集成激光器的硅光子集成电路)技术,用于100Gbps CWDM4,但提到可扩展至FR4应用(即400G FR4)。该组件集成了四个CW激光器、调制器、波导、监测光电二极管CWDM复用器,采用了自对准端面蚀刻技术(SAEFT™)来降低成本简化制造。 用户的问题:想了解400G QSFP-DD FR4光模块中4 CWDM lanes MUX/DEMUX的设计方案。 结合引用专业知识,我们可以这样回答: 1. **整体设计思路**:400G FR4光模块采用4CWDM波长,每个波长承载100Gbps(实际是4×106.25Gbps,总425Gbps,扣除编码开销即为400G)。因此,MUX/DEMUX部分需要将四个不同波长的光信号复用到一根光纤中(发送方向)从一根光纤中解复用出四个波长(接收方向)。 2. **关键技术方案**: - **CWDM波长选择**:通常选择ITU-T G.694.2规定的CWDM波长,例如1271nm、1291nm、1311nm、1331nm(具体波长可能因厂商设计而异,但必须在CWDM波段)。 - **复用/解复用器结构**:根据引用[1][2],我们可以推测有两种主流技术: a) **基于薄膜滤波器(TFF)的MUX/DEMUX**:这是传统方案,通过多层介质膜滤波器实现波长的复用解复用。这种方案技术成熟,但装配复杂,需要精确对准。 b) **基于硅光子集成(PIC)的MUX/DEMUX**:如引用[2]中MACOM的方案,将四个激光器、调制器、波导复用器集成在一个硅光子芯片上。这种方案具有高集成度、小型化成本优势(特别是采用SAEFT™技术免去了主动对准)。 3. **发送方向(MUX)**: - 四个独立的激光器(通常是非制冷EML,工作在CWDM波长)产生光载波。 - 每个波长通道通过调制器(如EML内置调制器或硅光调制器)调制106.25Gb/s信号(采用PAM4调制,将两个53.125Gb/s电信号合并为一个通道)。 - 然后四个波长的光信号被送入复用器(MUX)合并到一根光纤中。在硅光集成方案中,复用器是集成在PIC芯片上的,通过阵列波导光栅(AWG)或级联定向耦合器实现。 4. **接收方向(DEMUX)**: - 来自光纤的复合光信号首先经过解复用器(DEMUX),将其分离成四个独立的波长通道。 - 每个波长通道由对应的光电探测器(如PIN PD或APD)转换为电信号,再经过放大时钟数据恢复(CDR)等处理,最终输出8路53.125Gb/s电信号(每通道106.25Gb/s通过PAM4解调为两路53.125Gb/s)。 5. **方案对比**: - **传统分立元件方案**:使用TFF滤波器进行MUX/DEMUX,需要多个光学元件(如透镜、滤波片)精密组装,成本较高,尺寸较大。 - **集成光子方案**(如MACOM的L-PIC):将激光器、调制器、复用器集成在单一硅芯片上,减少了分立元件数量组装步骤,降低成本,提高可靠性。引用[2]强调其SAEFT™技术实现了激光器与硅芯片的自动对准,无需主动对准,特别适合大规模生产。 6. **设计挑战**: - 插损(Insertion Loss):MUX/DEMUX的插损要尽量小,以确保光功率预算。 - 通道隔离度(Channel Isolation):避免波长间串扰。 - 温度稳定性:非制冷激光器波长会随温度漂移,因此MUX/DEMUX需要一定的带宽容差(CWDM通常有±6.5nm的波长间隔,容差较大)。 7. **行业趋势**:引用[2]表明,硅光子集成技术是发展方向,尤其适合400G及更高速率模块,因其可扩展性(如支持FR1/DR1)成本优势。 因此,400G QSFP-DD FR4光模块的MUX/DEMUX设计主要分为传统TFF方案新兴的硅光集成方案,后者因其集成度高、成本低而成为主流趋势。 </think>400G QSFP-DD FR4光模块中4通道CWDM波分复用/解复用(MUX/DEMUX)的设计方案主要基于波分复用技术光子集成技术,其核心设计架构如下: ### 一、整体设计方案 1. **波长分配** 采用4CWDM波长(通常为1271nm、1291nm、1311nm、1331nm),每个波长承载106.25Gb/s光信号,通过MUX合并为单路425Gb/s信号(400G有效速率)[^1]。 2. **功能流程** - **发送端**:8路53.125Gb/s电信号 → DSP芯片(PAM4调制) → 4路106.25Gb/s信号 → 驱动激光器(EML) → **MUX复用** → 单纤输出 - **接收端**:单纤输入 → **DEMUX解复用** → 4路光信号 → 光电探测器 → 4路电信号 → DSP芯片(时钟恢复/均衡) → 8路输出[^1] ### 二、MUX/DEMUX关键技术方案 1. **硅光子集成技术(L-PIC™)** - 在单片硅光子集成电路上集成四大核心元件: - 4个非制冷CWDM波长激光器(如EML) - 高速硅光调制器(带宽>26GHz) - CWDM复用/解复用器(基于阵列波导光栅AWG) - 监控光电二极管[^2] - 实现方案: ```plaintext | 激光器阵列 | → | 调制器 | → | AWG复用器 | → 光纤 | 探测器阵列 | ← | 解调器 | ← | AWG解复用器 | ← 光纤 ``` 2. **自对准端面蚀刻技术(SAEFT™)** - 通过半导体工艺在硅芯片上蚀刻激光器安装槽位 - 精度达亚微米级(±0.5μm),免除主动光学对准工序 - 降低封装成本30%以上,提高量产稳定性[^2] 3. **复用器光学设计** - **信道间隔**:20nm(符合CWDM标准) - **插入损耗**:<3.0dB(AWG方案) - **串扰抑制**:>30dB(薄膜滤波器TFF辅助) - **温度适应性**:-5℃~85℃无需制冷(通过热调波导补偿) ### 三、典型实现方案对比 | **方案** | 分立元件方案 | 硅光集成方案(L-PIC™) | |----------------|---------------------------|----------------------------| | **核心器件** | 分立TFF滤波器+激光器阵列 | 单片集成AWG+激光器 | | **对准方式** | 主动光学对准 | SAEFT™自对准 | | **尺寸** | ≥35×25mm | ≤15×10mm | | **功耗** | ≥8W | ≤5W | | **扩展性** | 难升级至800G | 可扩展至FR1/DR1(800G)[^2] | ### 四、设计挑战与解决方案 1. **通道串扰** - 采用非对称AWG设计,优化波导路径差 - 添加级联TFF滤波器增强隔离度 2. **波长漂移** - 集成微环谐振器进行实时波长锁定 - 硅波导热光调谐(功耗<0.5mW/GHz) 3. **封装复杂度** - 3D异构集成:激光器倒装焊+光纤光栅耦合 - 驱动器/CDR芯片与PIC共封装(CPO架构) > 当前主流方案已转向硅光子集成技术(如MACOM L-PIC™),其在400G FR4模块中实现**<5ns**的延迟**<0.04dB/GHz**的色散容限,同时支持软件控制的自校准功能,显著降低生产测试成本[^2]。
评论
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
红包 添加红包
表情包 插入表情
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值