モジュールのエレクトロニクス：ドライバー、TIA/LA、DSP、コントローラー、電源

2つの光サブアセンブリの背後には、それ以外のすべてを担う小さな回路ボードがあります。ホストの電気信号をレーザー電流に変換し、光電流をクリーンなデータへと戻し、温度と経年変化を通してレーザーを一定パワーに保ち、測定と報告を行い、低速ピンの指示に従い、厳格な電力予算の中で動作します。このページでは、このボードをブロックごとにたどり、各ブロックを外部から見えるもの — ピン、メモリのバイト、DDM の値 — に結び付けます。

ブロック図

                    ┌─────────────── 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

光学部品について：TOSA、ROSA、BOSA。クロックブロックについて：CDR。DSP の詳細について：変調と DSP。

レーザードライバー

受信チェーン：TIA と LA

フォトダイオード自体が担う役割については：受信器。

リタイミングと信号処理

• CDR／リタイマー — クロックを再生し、片側または両側でデータをリタイミングします。SFP+（ホスト側）、SFP28/QSFP28（両側）に搭載され、バイパスも選択可能です（CDR）。
• DSP — PAM4 モジュールでは LA/CDR の組を ADC → イコライザー → 判定 → DAC に置き換えます。またギアボックス（50G の8ホストレーン ↔ 100G の4メディアレーン）を実行し、コヒーレントモジュールでは FEC も担います。ボード上でもっとも電力を消費するチップです（400G モジュールで3–6 W）— 変調と DSP。
• リニア（LPO）設計では DSP を省き、ホストの SerDes にイコライズを任せます。モジュールはドライバーと TIA だけになります。

マイクロコントローラー

MCU がモジュール全体を制御します。ADC を通じて温度、Vcc、バイアス、Tx と Rx のモニター値をサンプリングし、工場校正値で変換します。APCを実行し、存在する場合はTEC の制御ループも実行します。しきい値と比較してフラグと IntL を立てます。ページとバンクを備えたメモリマップをエミュレートして、2線バスに応答します。パスワードと保護機能を強制します。CMIS モジュールでは、ステートマシンと CDB も実行します。詳細と、これがプログラミングにとってなぜ重要かについては：コントローラーとファームウェア。

電源分配

DDM のVcc は入力フィルターの後段で測定されます — 通常、ホストのレールより50–150 mV 低い値です（温度と電圧）。

低速ピンとそれを扱うもの

ファミリーごとのピン定義：SFP ハードウェア、QSFP ハードウェア。

放熱経路

電子部品と光学部品の熱は金属筐体へ放出され、この筐体がモジュールのヒートシンクとして機能します。そこから先は、ケージに搭載されたヒートシンクとシャーシの気流が熱を運びます。サーマルパッドが DSP とレーザードライバーを筐体に熱結合します。ケース温度70 °C定格のモジュールでも、DSP の接合部は20–30 °C 高温になることがあります — 「室温が涼しいかどうか」ではなく気流こそが、モジュールの寿命を左右する理由です。

ボード上で何が故障するか

CodingBox では

エレクトロニクスが測定・制御するものはすべて、ベンチ上で確認できます。DDM 上の DDM 値とフラグ、Tx ディセーブルとレート選択の状態、CMIS モジュールの状態、そして電力クラスと CDR の有無を申告する識別情報は EEPROM editor で確認できます。バイアスがドライバーの上限に達しているのに Tx パワーが低下しているモジュールは、レーザーの寿命が尽きたことをボードが物語っています。