CN105227216B - 基于100g传输的电缆模块及其互连装置、互连方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及信号传输设备领域，特别涉及基于100G传输的电缆模块及其互连装置、互连方法。本发明所述的电缆模块互连装置用电缆取代了常规模块以光纤作为传输媒介，同时通过内部设置信号速率变速器将电缆接口端的4*25G信号变换为系统端的10*10G信号，使得包含本互连装置的电缆模块不需要光器件作为收发器件，大大降低了模块的制造成本。本发明提供的包含有电缆模块互联装置的电缆模块旨在为系统端（如数据中心）提供高速率，低成本的数据传输解决方案；同时，任何采用了本发明提供的电缆模块互联装置的电缆模块之间均可互联互通。

Description

基于100G传输的电缆模块及其互连装置、互连方法

技术领域

本发明涉及信号传输设备领域，特别涉及基于100G传输的电缆模块及其互连装置、互连方法。

背景技术

本发明中出现的缩略语和关键术语定义

QSFP28：(Quad Small Form-factor Pluggable 100G ) 4通道25G小型可插拔光模块

CFP4：(Centum Small Form-Factor Pluggable)一种新定义的可热插拔的光模块接口

CFP2：(Centum Small Form-Factor Pluggable)一种新定义的可热插拔的光模块接口

CFP：(Centum Small Form-Factor Pluggable)一种可热插拔的光模块接口

Copper cable：铜缆连接线

近几年，随着互联网、云计算和大数据等产业的加速发展，100G以太网将在数据中心领域强势增长。支持数据中心建设的100G CFP封装光收发模块也处在高速的发展之中，目前在数据中心内部用于短距离传输的CFP 100G模块，主要使用的850nm波长多模光纤。该型模块主要采用die bonding 的工艺将所需芯片例如激光器芯片（LD），光电接收二极管（PD），激光器驱动芯片，接收端TIA以及LA芯片贴在加工好的PCB上，然后在采用wirebonding的工艺，用金线将以上各个器件的对应的电气单元进行连接，最后在采用光耦和的方法将模块所需的光学元件，安装到模块对应的适当位置上；生产过程相对复杂，对生产设备要求较高，成品率较低，生产效率低下，很难形成大批量生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于短距离高速率信号传输的电缆模块互连装置，本连接装置采用电缆作为数据传输媒介，可将系统端的信号发送出去，并将接收到的信号传送至系统端；实现和现有CFP光收发模块同样的功能，传输速率可达100Gb/s。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于100G传输的电缆模块互连装置，包括，系统端接口、信号速率变速器及电缆接口；

所述信号速率变速器同时与系统端接口与电缆接口连接，用于将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口；或，将自电缆接口接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口；

应用中，所述电缆接口固定连接有电缆，用于传输信号。

进一步的，所述电缆接口的电气定义为GSSG结构。

进一步的，所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口。

本发明同时提供一种基于100G传输的电缆模块，包含有如上所述的电缆模块互连装置。

进一步的，所述电缆模块采用CFP封装方式、CFP2封装方式、CFP4封装方式或QSFP28封装方式。

本发明同时提供一种基于100G传输的电缆模块互连方法，在电缆模块中内置一系统端接口、一信号速率变速器及一电缆接口；

将所述信号速率变速器与所述系统端接口、所述电缆接口连接；

所述信号速率变速器将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口；或，将自电缆接口接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口。

进一步的，所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口。

进一步的，所述电缆接口所述电缆接口的电气定义为GSSG结构。

进一步的，本发明中，采用了CFP接口的电缆模块中包括，

信号速率变速器，同时与CFP接口及电缆接口连接，用于将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口；或，将自电缆接口接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至CFP接口；

时钟扇出单元，用于将采用了CFP接口电缆模块内部的时钟信号分别提供给系统接收端和系统发送端；

时钟去抖单元，用于将系统提供的时钟进行倍频、去抖处理，并将处理后的时钟信息传送至所述信号速率变速器；

MCU，同时与时钟去抖单元、信号速率变速器及系统端连接，用于控制时钟去抖单元的运行，同时完成系统端与信号速率变速器之间的通信。

所述采用了CFP接口电缆模块中还包括供电控制单元，所述供电控制电源同时与CFP接口、时钟扇出单元、时钟去抖单元、信号速率变速器及MCU连接，用于为时钟扇出单元、时钟去抖单元、信号速率变速器及MCU供电。

进一步的，所述信号速率变速器中包含有CDR单元，用于对信号进行时钟恢复处理。

进一步的，所述采用了CFP接口电缆模块中还包括温度及供电电压监控单元，其与MCU连接，用于对模块的工作电压、温度进行采样采集，从而对模块的工作状态进行监控。

进一步的，系统端与信号速率变速器之间的通信信号包括控制信号、MDC信号、MDIO信号以及告警信号；所述MCU负责自系统端接收控制信号、MDC信号及MDIO信号，并将上述信号传送至信号速率变速器；或，将自信号速率变速器传来的告警信号、MDIO信号传送至系统端。

进一步的，所述MCU与信号速率变速器之间设置有电平转换单元，用于匹配MCU与信号速率变速器之间的信号电平。

进一步的，其特征在于，所述电缆接口采用双层焊盘结构；

进一步的，所述电缆接口的电气定义为GSSG结构。

进一步的，所述信号速率变速器、时钟扇出单元、时钟去抖单元、MCU、CFP接口及电缆接口均集成设置在一PCB板上，所述PCB板设置在一由上盖、下盖扣合组成的腔体中；

所述CFP接口设置在所述PCB板的一端并伸出所述腔体外；所述电缆接口设置在所述PCB板另一端，采用结构件卡位固定在所述下盖盖体上。

进一步的，所述电缆采用充胶的方式与所述电缆接口固定连接。

进一步的，所述腔体中还封装有导热块，用于模块的散热。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明所述的电缆模块互连装置用电缆取代了常规模块以光纤作为传输媒介，同时通过内部设置信号速率变速器将电缆接口端的4*25G信号变换为系统端的10*10G信号，使得包含本互连装置的电缆模块不需要光器件作为收发器件，大大降低了模块的制造成本。本发明提供的包含有电缆模块互联装置的电缆模块旨在为系统端（如数据中心）提供高速率，低成本的数据传输解决方案；同时，任何采用了本发明提供的电缆模块互联装置的电缆模块之间均可互联互通。

附图说明：

图1为本发明提供的采用了电缆模块互连装置结构示意图。

图2为本发明实施2中包含本发明提供的互连装置的CFP封装电缆模块结构示意图。

图3为包含了本发明提供的互连装置的电缆模块互连示意图。

图中标记：1-信号速率变速器，2-系统端接口，3-电缆接口。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1：一种基于100G传输的电缆模块互连装置，包括，系统端接口2、信号速率变速器1及电缆接口3；

所述信号速率变速器1同时与系统端接口与电缆接口3连接，用于将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口3；或，将自电缆接口3接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口；

应用中，所述电缆接口3固定连接有电缆，用于传输信号。

进一步的，所述电缆接口3的电气定义为GSSG结构。

进一步的，所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口。

实施例2：本实施例提供一种基于100G传输的电缆模块，包含有如实施例1所述的电缆模块互连装置。

进一步的，所述电缆模块采用CFP封装方式、CFP2封装方式、CFP4封装方式或QSFP28封装方式。

下面以CFP封装方式为例，介绍一包含有实施例所述的电路模块互连装置的电缆模块：

如图2所示，本示例提供一种采用了实施例1提供的电缆互连装置的电缆模块，包括，

信号速率变速器1，同时与CFP接口及电缆接口3连接，用于将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口3；或，将自电缆接口3接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至CFP接口；

时钟扇出单元，用于将采用了CFP接口电缆模块内部的时钟信号分别提供给系统接收端和系统发送端；

时钟去抖单元，用于将系统提供的时钟进行倍频、去抖处理，并将处理后的时钟信息传送至所述信号速率变速器1；

MCU，同时与时钟去抖单元、信号速率变速器1及系统端连接，用于控制时钟去抖单元的运行，同时完成系统端与信号速率变速器1之间的通信。

所述采用了CFP接口电缆模块中还包括供电控制单元，所述供电控制电源同时与CFP接口、时钟扇出单元、时钟去抖单元、信号速率变速器1及MCU连接，用于为时钟扇出单元、时钟去抖单元、信号速率变速器1及MCU供电。

进一步的，所述信号速率变速器1中包含有CDR单元，用于对信号进行时钟恢复处理。

进一步的，所述采用了CFP接口电缆模块中还包括温度及供电压监控单元，其与MCU连接，用于对模块的工作电压、温度进行采样采集，从而对模块的工作状态进行监控。

进一步的，系统端与信号速率变速器1之间的通信信号包括控制信号、MDC信号、MDIO信号以及告警信号；所述MCU4负责自系统端接收控制信号、MDC信号及MDIO信号，并将上述信号传送至信号速率变速器1；或，将自信号速率变速器1传来的告警信号、MDIO信号传送至系统端。

进一步的，所述MCU与信号速率变速器1之间设置有电平转换单元，用于匹配MCU与信号速率变速器1之间的信号电平。

进一步的，其特征在于，所述电缆接口3采用双层焊盘结构。

进一步的，所述电缆接口3的电气定义为GSSG结构，在此基础上本发明提供的采用了CFP接口电缆模块可与任何同样采用了GSSG结构电缆接口3的其他电缆模块连接，其他电缆模块可以为CFP2封装电缆模块、CFP4封装电缆模块QSFP28封装电缆模块或4*SFP28封装电缆模块；图3为典型的采用了CFP接口电缆模块与采用了CFP接口电缆模块或其他同样采用了GSSG结构电缆接口3的其他电缆模块连接示意图。

进一步的，所述信号速率变速器1、时钟扇出单元、时钟去抖单元、MCU、CFP接口及电缆接口3均集成设置在一PCB板上，所述PCB板设置在一由上盖、下盖扣合组成的腔体中；实际应用中，所述采用了CFP接口电缆模块的所有电路器件均为集成设置在所述PCB板上，同时，所述PCB板也可用PCBA板替换。

所述CFP接口设置在所述PCB板的一端并伸出所述腔体外；所述电缆接口3设置在所述PCB板另一端，采用结构件卡位固定在所述下盖盖体上。

进一步的，所述电缆采用充胶的方式与所述电缆接口3固定连接。

进一步的，所述腔体中还封装有导热块，用于整个采用了CFP接口电缆模块的散热。

同时，本发明所述采用的CFP接口为CFP-MSA定义的金手指类型，其便于在系统工作态情况下将整个所述采用了CFP接口电缆模块进行热插拔操作以便于对其进行替换或检修；其中，金手指PIN脚定义为CFP-MSA定义的标准PIN脚定义。

实施例3：本实施例提供一种基于100G传输的电缆模块互连方法，在电缆模块中内置一系统端接口、一信号速率变速器1及一电缆接口3；

将所述信号速率变速器1与所述系统端接口、所述电缆接口3连接；

所述信号速率变速器1将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口3；或，将自电缆接口3接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口。

进一步的，所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口。

进一步的，所述电缆接口3所述电缆接口3的电气定义为GSSG结构。

Claims (4)

1.一种基于100G传输的电缆模块互连装置，其特征在于，包括，系统端接口、信号速率变速器及电缆接口；

所述信号速率变速器同时与系统端接口与电缆接口连接，用于将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口；或，将自电缆接口接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口；

所述电缆接口的电气定义为GSSG结构；

所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口；

所述系统端接口为CFP接口时，电缆模块中还包括，

时钟扇出单元，用于将采用了CFP接口电缆模块内部的时钟信号分别提供给系统接收端和系统发送端；

时钟去抖单元，用于将系统提供的时钟进行倍频、去抖处理，并将处理后的时钟信息传送至所述信号速率变速器；

MCU，同时与时钟去抖单元、信号速率变速器及系统端连接，用于控制时钟去抖单元的运行，同时完成系统端与信号速率变速器之间的通信。

2.一种基于100G传输的电缆模块，其特征在于，包含有如权利要求1所述的电缆模块互连装置。

3.如权利要求2所述的电缆模块，其特征在于，所述电缆模块采用CFP封装方式、CFP2封装方式、CFP4封装方式或QSFP28封装方式。

4.一种基于100G传输的电缆模块互连方法，其特征在于，在电缆模块中内置一系统端接口、一信号速率变速器及一电缆接口；

将所述信号速率变速器与所述系统端接口、所述电缆接口连接；

所述信号速率变速器将接收到的系统端10路10G信号转换为4路25G信号，并将该4路25G信号传送至电缆接口；或，将自电缆接口接收到的4路25G信号转换为10路10G信号，并将该10路10G信号传送至系统端接口；

所述电缆接口的电气定义为GSSG结构；

所述系统端接口为CFP接口、CFP2接口、CFP4接口或QSFP28接口；

所述系统端接口为CFP接口时，电缆模块中还包括，

时钟扇出单元，用于将采用了CFP接口电缆模块内部的时钟信号分别提供给系统接收端和系统发送端；

时钟去抖单元，用于将系统提供的时钟进行倍频、去抖处理，并将处理后的时钟信息传送至所述信号速率变速器；

MCU，同时与时钟去抖单元、信号速率变速器及系统端连接，用于控制时钟去抖单元的运行，同时完成系统端与信号速率变速器之间的通信。