10G 小型化热插拔光收发模块高速电路设计与讨论随着宽带接入的不断普及以及数据业务和语音、视频、图像等多媒体综合业务的蓬勃进展,传统的骨干网(包括局域网、广域网等网络)容量已不能满足需求;这就需要开发出传输容量更大、价格更低廉以及传送更高效的光网络。基于这种情况,万兆光网络一系列标准得以制定;这促使 10G 光器件、光模块以及光传输系统相关技术得到快速的进展。XFP 是一种可热插拔、小型化、串行-串行、数据透明的多速率光发送和光接收一体的光模块,可处理电信业务 STM-64、G.709“OTU-2”和数据业务10GE、10GFC。由于 XFP 其价格低、小型化、可热插拔、与协议无关等优点,被认为是最有前景的 10G 光模块技术。由于要在很小的面积上集成光检测器、放大器、激光器、驱动器以及各种告警、监测控制信号电路,使技术难度加大;而且数据传输的速率达到 10Gbit/s,就必须考虑高速设计带来的信号完整性、电源完整性以及 EMC 等一系列问题。课题中所做的主要工作如下:1、针对高速电路中的信号完整性和电源完整性等相关理论进行分析,探讨了高速数字互连仿真设计中所用的器件模型和设计工具,提出了 XFP 光收发模块的设计方法和流程。2、根据对 XFP MSA 的分析和关键技术的讨论,提出了完整的 XFP 光模块的设计方案,并采纳高速电路仿真设计的方法,完成了硬件电路的设计。3、采纳Cadence 仿真设计软件,完成了 XFP 光模块的八层 PCB 板的仿真和设计工作。4、本课题的实现特点是将 SI 分析的思想贯穿在整个工程设计过程中。从方案设计、器件选型以及原理图设计就考虑高速设计因素;在 PCB 基材选择、层叠、阻抗设计、布局和布线等方面就考虑可能会带来的 SI 和 PI 因素;同时在这一过程中不断优化和调整,得到最优化的设计方案。在布线阶段,对实际走线进行不断的仿真,解决出现的问题。测试结果表明,设计的 XFP 光收发模块各项指标达到设计要求。本设计方法既降低了研发成本,又缩短研发时间。
