Elektronik modul: driver, TIA/LA, DSP, kontroler, daya

Di belakang kedua sub-rakitan optik terdapat papan sirkuit kecil yang mengerjakan semuanya: mengubah bit elektrik dari host menjadi arus laser, mengubah kembali fotoarus menjadi data yang bersih, menjaga laser pada daya konstan sepanjang perubahan suhu dan usia, mengukur dan melaporkan, mematuhi pin kecepatan rendah, serta hidup dalam power budget yang ketat. Halaman ini menelusuri papan blok demi blok dan menghubungkan setiap blok dengan apa yang terlihat dari luar — pin, byte memori, dan nilai DDM.

Diagram blok

                    ┌─────────────── module PCB ───────────────┐
host Tx lanes ──►  CDR / DSP ──► laser DRIVER ──► TOSA (laser + MPD)  ──► fibre
                    (retime,       (bias +           │
                     equalise,      modulation)      │ monitor current
                     gearbox)                        ▼
                                              ┌── MCU ───┐  ◄── I²C (SCL/SDA)
                                              │ APC loop │  ◄── TX_DISABLE, RS0/1, LPMode…
                                              │ ADC/DDM  │  ──► TX_FAULT, RX_LOS, IntL
                                              │ memory   │
                                              └──────────┘
host Rx lanes ◄──  CDR / DSP ◄── LA / linear amp ◄── TIA ◄── ROSA (PD)  ◄── fibre
                                                                 │
power 3.3 V ──► inrush limiter ──► LDO / DC-DC (1.8 V, 1.2 V, 0.9 V …) ──► every block

Bagian optik: TOSA, ROSA, BOSA; blok clock: CDR; DSP secara mendalam: Modulasi & DSP.

Driver laser

Rantai penerima: TIA dan LA

Kontribusi fotodioda itu sendiri: Penerima.

Retiming dan pemrosesan sinyal

• CDR / retimer — memulihkan clock dan me-retime data pada satu atau kedua sisi; ditemukan pada SFP+ (sisi host), SFP28/QSFP28 (kedua sisi), bypass opsional (CDR).
• DSP — pada modul PAM4, DSP menggantikan pasangan LA/CDR dengan ADC → ekualiser → decision → DAC; DSP juga menjalankan gearbox (8 lane host pada 50G ↔ 4 lane media pada 100G) dan, pada modul koheren, FEC. Chip paling boros daya pada papan (3–6 W pada modul 400G) — Modulasi & DSP.
• Desain linier (LPO) menghapus DSP dan membiarkan SerDes host melakukan ekualisasi; modul menjadi hanya driver + TIA.

Mikrokontroler

MCU menjalankan modul: mengambil sampel suhu, Vcc, bias, serta monitor Tx dan Rx melalui ADC dan mengonversinya dengan kalibrasi pabrik; menjalankan loop kontrol APC dan, jika ada, TEC; membandingkan dengan ambang dan mengangkat flag serta IntL; merespons bus dua kawat, mengemulasikan peta memori dengan halaman dan bank-nya; menegakkan kata sandi dan proteksi; pada modul CMIS menjalankan state machine dan CDB. Detail, dan mengapa ini penting untuk pemrograman: Kontroler & firmware.

Distribusi daya

DDM Vcc diukur setelah filter input — biasanya 50–150 mV di bawah rail host (Suhu & tegangan).

Pin kecepatan rendah dan siapa yang menanganinya

Definisi pin per keluarga: Perangkat keras SFP, Perangkat keras QSFP.

Jalur panas

Elektronik dan optik membuang panas ke housing logam, yang berfungsi sebagai heat sink modul; heat sink yang menempel pada cage dan aliran udara sasis mengambil alih dari sana. Termal pad menghubungkan DSP dan driver laser ke housing. Modul dengan rating suhu case 70 °C dapat menjalankan junction DSP-nya 20–30 °C lebih panas — alasan mengapa aliran udara, bukan “ruangan yang sejuk”, yang menentukan umur modul.

Apa yang gagal di papan

Di CodingBox

Semua yang diukur dan dikendalikan oleh elektronik muncul di meja kerja: nilai dan flag DDM pada DDM, status Tx disable dan rate-select, status modul CMIS, serta identitas yang menyatakan kelas daya dan keberadaan CDR di EEPROM editor. Modul yang bias-nya berada di batas maksimum driver sementara daya Tx melemah adalah papan yang memberi tahu Anda bahwa lasernya sudah habis umur.