100G QSFP28 PSM4光模塊的介紹及應用

4月，易飛揚發(fā)布了一款工業(yè)級100G QSFP28 PSM4光模塊，傳輸距離可達10km，可應用于-40至85℃嚴苛條件下的多樣化數(shù)據(jù)中心長距離互連應用場景需求，也可適用于5G前傳市場等其它應用場景。

我們知道，傳統(tǒng)的100G QSFP28 PSM4光模塊多應用于環(huán)境較為舒適的數(shù)據(jù)中心，只需要滿足商業(yè)級0至70℃的工作溫度需求就可以。不過在某些高頻交易的超大型數(shù)據(jù)中心，超量計算使得溫度高于普通數(shù)據(jù)中心，在這些多樣化的數(shù)據(jù)中心里，就需要光模塊滿足工業(yè)級的應用需求。而且，隨著5G的大規(guī)模部署，也將發(fā)展使用100G光模塊需求，促使100G光模塊朝工業(yè)級的方向發(fā)展。

那么，易飛揚的100G QSFP28 PSM4是如何做到滿足工業(yè)級應用需求的，這得益于其光引擎COB創(chuàng)新光學設計。

工業(yè)級物料

其中，工業(yè)級關鍵物料的選型尤為重要。易飛揚優(yōu)選工業(yè)級核心物料，該產(chǎn)品激光器、光探測器、CDR電芯片等關鍵電芯片均采用工業(yè)級等級，從關鍵物料材料選型上保障了產(chǎn)品在工業(yè)級溫度條件下的正常工作。

光纖陣列設計

光模塊的TX發(fā)射端采用1個斜8°FA光纖陣列把激光器耦合進入光纖，斜8度FA和隔離器都提升了產(chǎn)品性能。RX端采用傳統(tǒng)的高可靠45°FA光纖陣列設計，把收到光耦合進入PIN的接收端。

散熱設計優(yōu)化

工業(yè)級COB采用散熱設計優(yōu)化，LD激光器采用共晶焊接ALN氮化鋁載體通過CUW大面積烏銅直接散熱到光模塊外殼，內(nèi)部使用高品質(zhì)大面積的硅膠散熱片，高效的散熱設計保障了模塊在85嚴酷高溫下可以正常工作。且工業(yè)級QSFP28光模塊外殼表面粗糙度要求更高(更光滑)，與QSFP28籠體的散熱器接觸更加全面，加強籠體散熱效果。

仿真熱設計

共晶焊接ALN氮化鋁載體與通過CUW大面積烏銅提升散熱能力

溫度補償程序

工業(yè)級溫度激光器具備溫度補償程序，采用優(yōu)秀的寬溫補償軟件控制，LD激光器的出光功率可以隨著溫度的變化而變化。工業(yè)級100G QSFP28 PSM4采用MPD在PCB監(jiān)控激光器LD的背光，以此監(jiān)控TX發(fā)射功率的變化。由于激光器LD在沒有自動溫控TEC電路的條件下，因而在設計模塊電路時，必須采用溫度監(jiān)控系統(tǒng)來實時監(jiān)控和對各種參數(shù)進行補償，以保證光模塊的消光比和發(fā)光功率穩(wěn)定性，確保光通信系統(tǒng)正常運行。

采用MPD在PCB監(jiān)控激光器LD的背光，通過監(jiān)控TX發(fā)射功率的變化

半密封裝

100G QSFP28 PSM4工業(yè)級產(chǎn)品滿足半密封裝要求，提高激光器可靠性。

準氣密封裝

以上光引擎COB創(chuàng)新光學設計，實現(xiàn)了100G QSFP28 PSM4在工業(yè)級應用環(huán)境下正常工作。且在-40~85℃全溫條件下，各項性能優(yōu)異，功耗小于4W，在100GE速率下，可實現(xiàn)最高10km的光纖零誤碼傳輸。