CN111447010A - 一种采用12.5g光芯片传输25g信号光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,应用于光纤通信光网络领域,为解决现有的25G信号传输所存在的技术障碍,本发明采用PAM4 CDR芯片,将2路12.5G NRZ信号转变成1路25G PAM4信号,且转换后的信号带宽不变,保证了芯片LDD芯片、TIA芯片、PD芯片及激光器带宽不变的情况下,实现采用12.5G芯片传输25G信号,既节省了成本,也克服了25G信号传输不受限国外技术的问题。
Description
技术领域
本发明属于光纤通信光网络领域,特别涉及一种采用12.5G光芯片传输25G信号技术。
背景技术
光互联具有高速度、高密度、高带宽、高抗干扰等优点。目前,越来越多系统采用光互联技术,大规模应用越来越多。由于工业基础等等原由,国内在高速光芯片方面落后其它高速发展的国家,这导致我国光纤网络发展受限于国外。采用12.5G光芯片传输25G信号可以很好满足现在和未来光互联需要。
TIA(trans-impedance amplifier,跨阻放大器)放大器类型的一种,放大器类型是根据其输入输出信号的类型来定义的。TIA由于具有高带宽的优点,一般用于高速电路,如光电传输通讯系统中普遍使用。
LD(Laser Diode,半导体激光器)半导体激光器,用以将电信号变成光信号,通过光纤传输出去。
LDD(Laser Diode Driver,半导体激光器驱动器)半导体激光器驱动器,用以将电信调制到光芯片上变成光信号,通过光纤传输出去。
NRZ编码(Non-return-to-zero Code,不归零编码)是我们最常见的一种编码,即正电平表示1,低电平表示0。
PAM4(4Pulse Amplitude Modulation,四电平脉冲幅度调制)在同等速率的情况下带宽的要求是NRZ的一半,对于绝大多数的高速电缆、背板以及连接器而言,使用PAM4编码可以在速率翻倍的情况下具备同样的奈奎斯特频率。在相同速率的情况下对比NRZ和PAM4,PAM4利用了四电平的调制方式,通过牺牲信噪比来换取奈奎斯特频率的减半。
CTLE(Continuous time linear equalization,连续时间线性均衡器)一种接收端芯片上采用的技术,作用是可以在传输损耗较大的链路有效改善接收端眼图性能。
Mux/DeMux信号复用器/解复用器。
发明内容
为解决目前国内光芯片受制国外技术的问题,提出一种采用12.5G光芯片传输25G信号光模块,采用PAM4 CDR芯片,将2路12.5G NRZ信号合并为1路25G PAM4信号,如此信号带宽不变,实现了采用12.5G光芯片传输25G信号。
本发明采用的技术方案为:一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,至少包括:PAM4CDR芯片,PAM4 CDR芯片将2路12.5G NRZ电信号转换成一路25G PAM4信号,该25G PAM4信号带宽为12.5G,采用12.5G光芯片传输该25G PAM4信号。
还包括激光器,所述激光器用于将PAM4 CDR芯片输出的带宽为12.5G的25G PAM4信号转换为光信号。
还包括PD探测器,用于将25G PAM4光信号转换为电信号。
还包括TIA(Tranimpedance Amplifier,跨阻放大器)电路,用于对PD探测器转换后的25G PAM4电信号进行放大后输出至PAM4 CDR芯片,PAM4 CDR芯片将放大后的25G PAM4电信号转换为2路12.5G NRZ电信号输出。
本发明的有益效果:本发明的光模块通过采用PAM4 CDR,将2路12.5G NRZ信号转变成1路25G PAM4信号,信号带宽不变,保证芯片LDD芯片、TIA芯片、PD芯片及激光器带宽不变的情况下,实现采用12.5G芯片传输25G信号,节省了成本,保证25G信号传输不受限国外。
附图说明
图1为本发明实施例提供的2x12.5G NRZ to 1x25G PAM4 CDR芯片组成光模块;
图2为本发明实施例提供的2x12.5G NRZ to 1x25G PAM4 CDR芯片;
图3为PAM4 CDR发射端工作原理;
图4为PAM4 CDR接收端工作原理。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容,下面结合附图对本发明内容进一步阐释。
针对现有技术中,国内25G光芯片还不成熟,而普通光模块传输25G信号需要带宽25G芯片,若采用带宽25G芯片传输25G信号,则存在的光模块成本高、器件受限的问题。本发明为解决这一技术问题,采用PAM4 CDR芯片,实现12.5G芯片传输25G信号的效果;PAM-4CDR是一种将NRZ信号转换成相当速率PAM4信号物理层芯片,PAM4 CDR芯片如图2所示,如图1所示,本发明的光模块核心部件包括光器件和电器件。其作用是通过光电转实现通过光纤传输一定速率信息到远方。图1中Driver为信号驱动器,LDD为激光器驱动器,LD是激光器。
具体的:普通光模块收发信号光电速率一致,输入电信号什么速率,转换成光信号后就是什么速率。本发明的光模块通过采用PAM4 CDR,将2路12.5G NRZ信号转变成1路25GPAM4信号,信号带宽不变,保证LDD芯片、TIA芯片、PD芯片及激光器带宽不变的情况下,实现采用12.5G芯片传输25G信号,节省了成本,保证25G信号传输不受限国外。
本发明的一种采用12.5G芯片传输25G信号光模块,包括:PAM4 CDR芯片、激光器、PD探测器、TIA、LDD,本发明的光模块包括光发送与光接收两部分,主要利用PAM4 CDR发射端与接收端实现;
如图3所示为PAM4 CDR发射端工作原理,2路12.5G NRZ信号经过不同电平限幅放大器后,各自输出不同电平信号,其中一路信号幅度是另一路信号幅度一半;2路不同幅度的电平信号经过电信号复用器,成为1路25G 4电平信号,即25G PAM4信号;25G PAM4信号经过CDR后,再驱动输出。
如图4所示为PAM4 CDR接收端工作原理,1路25G PAM4信号经过CTLE(连续时间线性均衡器)改善眼图后,经过PAM4 CDR处理,通过电信号解复用器,分成2路12.5G NRZ信号,再经过限幅放大器和信号驱动器输出2路信号幅度一致的12.5G NRZ信号。
本发明的光模块还包括TIA(Tranimpedance Amplifier,跨阻放大器)电路,用于对PD探测器转换后的电信号进行放大后输出。还包括LDD,用于对激光器增加信号调制。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (6)
1.一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,至少包括:PAM4 CDR芯片;
当发送25G信号时,PAM4 CDR芯片将2路12.5G NRZ电信号转换成一路25G PAM4信号,该25G PAM4信号带宽为12.5G,采用12.5G光芯片传输该25G PAM4信号;
当接收25G信号时,一路25G PAM4信号经PAM4 CDR芯片分成2路12.5G NRZ信号,采用12.5G光芯片传输这两路12.5G NRZ信号。
2.根据权利要求1所述的一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,当发送25G信号时,所述12.5G光芯片包括LD激光器,所述LD激光器用于将PAM4 CDR芯片输出的带宽为12.5G的25G PAM4信号转换为光信号输出。
3.根据权利要求1所述的一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,当发送25G信号时,所述12.5G光芯片还包括LDD,用于对LD激光器增加信号调制。
4.根据权利要求3所述的一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,所述2路12.5G NRZ电信号,其中一路12.5G NRZ电信号幅度是另一路12.5G NRZ电信号幅度的一半。
5.根据权利要求1所述的一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,当接收25G信号时,所述12.5G光芯片还包括PD探测器,用于将25G PAM4光信号转换为电信号。
6.根据权利要求5所述的一种12.5G光芯片传输25G信号光模块,其特征在于,当接收25G信号时,所述12.5G光芯片还包括跨阻放大器电路,用于对PD探测器转换后的25G PAM4电信号进行放大后输出至PAM4 CDR芯片,PAM4 CDR芯片将放大后的25G PAM4电信号转换为2路12.5G NRZ电信号。
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