ماڈیول الیکٹرانکس: ڈرائیور، TIA/LA، DSP، کنٹرولر، پاور

دو آپٹیکل ذیلی اسمبلیوں کے پیچھے ایک چھوٹا سرکٹ بورڈ ہوتا ہے جو باقی سب کام کرتا ہے: ہوسٹ کے الیکٹریکل بٹس کو لیزر کرنٹ میں بدلتا ہے، فوٹو کرنٹ کو دوبارہ صاف ڈیٹا بناتا ہے، درجہ حرارت اور عمر کے دوران لیزر کو مستقل پاور پر رکھتا ہے، پیمائش اور رپورٹنگ کرتا ہے، کم رفتار پنز کی اطاعت کرتا ہے اور سخت پاور بجٹ میں رہتا ہے۔ یہ صفحہ بورڈ کو بلاک بہ بلاک بیان کرتا ہے اور ہر بلاک کو باہر سے نظر آنے والی چیز — پنز، میموری بائٹس اور DDM قدروں — سے جوڑتا ہے۔

بلاک ڈایاگرام

                    ┌─────────────── 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

آپٹیکل اجزاء: TOSA، ROSA، BOSA؛ کلاک بلاک: CDR؛ DSP کی تفصیل: موڈیولیشن اور DSP۔

لیزر ڈرائیور

ریسیور چین: TIA اور LA

فوٹو ڈائیوڈ خود کیا فراہم کرتا ہے: ریسیورز۔

ری ٹائمنگ اور سگنل پروسیسنگ

• CDR / ری ٹائمر — کلاک بازیافت کرتا اور ایک یا دونوں اطراف ڈیٹا دوبارہ ٹائم کرتا ہے؛ SFP+ (ہوسٹ سائیڈ)، SFP28/QSFP28 (دونوں اطراف) میں ملتا ہے، اختیاری بائی پاس (CDR)۔
• DSP — PAM4 ماڈیولز میں LA/CDR جوڑا ADC → ایکولائزر → فیصلہ → DAC سے بدل دیتا ہے؛ نیز گیئر باکس (50G کی 8 ہوسٹ لینز ↔ 100G کی 4 میڈیا لینز) اور کوہیرنٹ ماڈیولز میں FEC انجام دیتا ہے۔ بورڈ کی سب سے زیادہ پاور لینے والی چپ (400G ماڈیول میں 3–6 W) — موڈیولیشن اور DSP۔
• لینیئر (LPO) ڈیزائن DSP ہٹا دیتے اور ہوسٹ SerDes کو ایکولائز کرنے دیتے ہیں؛ ماڈیول صرف ڈرائیور + TIA رہ جاتا ہے۔

مائیکرو کنٹرولر

MCU ماڈیول چلاتا ہے: ADC کے ذریعے درجہ حرارت، Vcc، بایس، Tx اور Rx مانیٹرز سیمپل کرتا ہے اور انہیں فیکٹری کیلیبریشن سے تبدیل کرتا ہے؛ APC اور، جہاں موجود ہو، TEC کنٹرول لوپ چلاتا ہے؛ حدوں سے موازنہ کر کے فلیگز اور IntL اٹھاتا ہے؛ اپنے صفحات اور بینکس کے ساتھ میموری میپ کی تقلید کرتے ہوئے ٹو-وائر بس کا جواب دیتا ہے؛ پاس ورڈز اور تحفظ نافذ کرتا ہے؛ CMIS ماڈیولز پر اسٹیٹ مشینز اور CDB چلاتا ہے۔ تفصیل، اور پروگرامنگ کے لیے اس کی اہمیت: کنٹرولر اور فرم ویئر۔

پاور کی تقسیم

DDM Vcc اِن پٹ فلٹر کے بعد ناپا جاتا ہے — عموماً ہوسٹ ریل سے 50–150 mV کم (درجہ حرارت اور وولٹیج)۔

کم رفتار پنز اور انہیں کون سنبھالتا ہے

ہر خاندان کے لیے پن تعریفیں: SFP ہارڈویئر، QSFP ہارڈویئر۔

حرارتی راستہ

الیکٹرانکس اور آپٹکس دھاتی ہاؤسنگ میں حرارت خارج کرتے ہیں، جو ماڈیول کا ہیٹ سنک ہے؛ کیج کا اوپر سرکتا ہیٹ سنک اور چیسیس ایئر فلو وہاں سے حرارت لے جاتے ہیں۔ تھرمل پیڈز DSP اور لیزر ڈرائیور کو ہاؤسنگ سے جوڑتے ہیں۔ 70 °C کیس ریٹنگ والا ماڈیول اپنا DSP جنکشن 20–30 °C زیادہ گرم چلا سکتا ہے — یہی وجہ ہے کہ ماڈیول کی عمر "کمرہ ٹھنڈا ہونے" کے بجائے ایئر فلو طے کرتا ہے۔

بورڈ پر کیا ناکام ہوتا ہے

CodingBox میں

الیکٹرانکس جس چیز کی پیمائش اور کنٹرول کرتے ہیں وہ بینچ پر ظاہر ہوتی ہے: DDM پر DDM قدریں اور فلیگز، Tx disable اور rate-select حالت، CMIS ماڈیول حالت، اور EEPROM editor میں پاور کلاس اور CDR موجودگی کا اعلان کرنے والی شناخت۔ جس ماڈیول کا بایس ڈرائیور کی حد پر ہو جبکہ Tx پاور گرتی ہو، اس کا بورڈ آپ کو بتا رہا ہے کہ اس کا لیزر ختم ہو چکا ہے۔