模組電子電路：驅動器、TIA/LA、DSP、控制器與電源

兩個光學子組件背後是一小塊電路板，完成其餘的全部工作：把主機的電信號轉換成激光電流，把光電流還原成乾淨的數據，讓激光器在不同溫度和使用年限下保持恆定功率，進行測量和上報，響應低速引腳，並在嚴格的功耗預算內運行。本文逐個模組講解這塊電路板，並把每個模組與你從外部能看到的內容對應起來——引腳、儲存位元組和 DDM 數值。

結構框圖

                    ┌─────────────── 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

光學部分：TOSA、ROSA、BOSA；時鐘模組： CDR；DSP 詳解： 調制與 DSP。

激光驅動器

接收鏈路：TIA 與 LA

光電二極管本身的作用：接收器。

重定時與信號處理

• CDR/重定時器：在一側或兩側恢復時鐘並重新定時數據；SFP+（僅主機側）、SFP28/QSFP28 （兩側）都會用到，也可選擇旁路（CDR）。
• DSP：在 PAM4 模組中，DSP 取代 LA/CDR 組合，實現 ADC → 均衡器 → 判決 → DAC 的鏈路；還負責齒輪箱功能（8 條 50G 主機側通道 ↔ 4 條 100G 媒質側通道），在相干模組中還承擔 FEC。這是板上功耗最高的晶片（400G 模組中約 3–6 W）（調制與 DSP）。
• 線性（LPO）方案去掉 DSP，由主機側 SerDes 完成均衡；模組只剩驅動器和 TIA。

微控制器

MCU 負責運行整個模組：通過 ADC 採集溫度、Vcc、偏置電流、Tx 和 Rx 監測值，並按出廠校準數據進行換算；運行 APC 環路，如果配備的話還運行 TEC 控制環路；將數值與閾值比較並置位旗標和 IntL；應答兩線制總線，用分頁和分組模擬記憶體映射；執行密碼校驗和記憶體保護；在 CMIS 模組上還運行狀態機和 CDB。詳細內容，以及這一切對編程意味著甚麼： 控制器與固件。

電源分配

DDM 中的 Vcc 是在輸入濾波之後測得的，通常比主機電源軌低 50–150 mV （溫度與電壓）。

低速引腳及其處理者

各系列的引腳定義：SFP 硬件、 QSFP 硬件。

散熱路徑

電子器件和光學器件產生的熱量都散入金屬外殼，外殼本身就是模組的散熱片；籠子上配套的散熱片和機箱內的氣流負責把熱量帶走。導熱墊把 DSP 和激光驅動器與外殼連接起來。一個殼體溫度額定為 70 °C 的模組，其 DSP 結溫可能比殼體高 20–30 °C——這正是氣流狀況而不是「房間是否涼快」決定模組壽命的原因。

板上故障

在 CodingBox 中

電子部分測量和控制的一切內容，都會顯示在檢測台上：DDM 介面上的 DDM 數值和旗標位，Tx disable 和速率選擇狀態，CMIS 模組狀態，以及 EEPROM editor 中聲明功耗等級和 CDR 是否存在的身份資訊。如果一個模組的偏置已經頂到驅動器上限，而 Tx 功率卻在下降，這塊板卡就是在告訴你：它的激光器已經報廢。