【技術(shù)領域】

本發(fā)明涉及光模塊技術(shù)領域，特別是涉及一種基于DML的高速PAM4光收發(fā)模塊。

【背景技術(shù)】

互聯(lián)網(wǎng)和智能終端的快速應用使全球數(shù)據(jù)量呈爆發(fā)式增長，這對互聯(lián)網(wǎng)帶寬的要求就越來越高。如何最大化的利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡基礎資源優(yōu)化成本，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸速率翻倍成為最大挑戰(zhàn)。目前在背板、系統(tǒng)、以及短距離的光纖傳輸中，普遍使用的是10Gbps/25Gbps/28Gbps的NRZ傳輸方式。但是當傳輸速率超過28G并向更高速率演化時，背板等電信號傳輸會對高頻信號產(chǎn)生更惡劣的損耗，而采用更高階的調(diào)制，如PAM4制式，在相同的帶寬下可以傳輸更多的數(shù)據(jù)。

目前常用的40G/100G收發(fā)模塊采用的解決方案為并行的4通道10G/25G NRZ碼傳輸，需要用到4組發(fā)射及接收組件，成本高，結(jié)構(gòu)復雜。采用PAM4制式傳輸，只需要一半的組件即可實現(xiàn)與NRZ碼相同的數(shù)據(jù)傳輸。

采用PAM4制式的模塊發(fā)射部分的方案一般有：利用EML驅(qū)動器驅(qū)動EML激光器發(fā)射高速光信號(CN 106100747A基于PAM4調(diào)制的光收發(fā)模塊)；EML方案采用電壓信號驅(qū)動具有線性域?qū)挼膬?yōu)勢，但是其同樣面臨著構(gòu)造復雜，功耗大，成本高昂的問題。本案采用的線性DML驅(qū)動器與DML激光器組合實現(xiàn)的發(fā)射單元相對于EML發(fā)射方案相對于EML方案具有明顯的功耗小，成本低的優(yōu)勢。

另外采用PAM4制式傳輸，在相同的最大信號幅度下，PAM4信號會使用4個電平進行信號傳輸，每相鄰兩個電平間的幅度差異只有NRZ情況下的1/3。信號很容易受到噪聲的干擾而產(chǎn)生誤碼。因此要求在模塊的發(fā)射端和接收端保證高頻電信號的連續(xù)性，減少高頻損耗，以達到輸出信號幅度最大化。光發(fā)射機內(nèi)部的LD與驅(qū)動器、驅(qū)動器與陶瓷管殼之間一般通過金線邦定的方式連接；光接收機內(nèi)部的光電探測器與跨阻放大器、跨阻放大器與陶瓷管殼之間也是通過金線邦定的方式連接。而陶瓷管殼與模塊PCB板則通過高頻軟帶連接。高頻信號幅度在金線和軟帶上傳輸時都會產(chǎn)生衰減，而且衰減會隨著信號速率增加而增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明實施例用于解決隨著傳輸速率的增加，采用傳統(tǒng)NRZ制式的高速光模塊結(jié)構(gòu)復雜，成本高昂；以及采用高速(10Gbps～60Gbps)電吸收調(diào)制激光器EML加PAM4模式工作原理復雜，功耗大的問題。

進一步，本發(fā)明實施例還用于解決針對PAM4制式信號對噪聲及傳輸幅度衰減的敏感性，造成的高頻信號傳輸損耗問題。

本發(fā)明實施例采用如下技術(shù)方案：

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種基于DML的高速PAM4光收發(fā)模塊，光收發(fā)模塊包括接口單元、PAM4制式轉(zhuǎn)換單元、DML光發(fā)射單元和光接收單元：

所述接口單元連接PAM4制式轉(zhuǎn)換單元，用于傳遞通過所述接口單元傳遞過來的第一碼率的NRZ電信號給所述PAM4制式轉(zhuǎn)換單元；

所述PAM4制式轉(zhuǎn)換單元還連接DML光發(fā)射單元和光接收單元，用于將所述第一碼率的NRZ電信號轉(zhuǎn)換成第一PAM4調(diào)制碼型格式的電信號，并轉(zhuǎn)交給所述DML光發(fā)射單元，以便所述DML光發(fā)射單元以激光信號發(fā)射所述PAM4編碼信號；其中，所述第一PAM4調(diào)制碼型格式的電信號的碼率為第一碼率；

所述PAM4制式轉(zhuǎn)換單元還用于接收光接收單元生成的第二PAM4調(diào)制碼型格式的電信號，并將所述第二PAM4調(diào)制碼型格式的電信號轉(zhuǎn)換成第二NRZ編碼電信號后，傳遞給所述接口單元；其中，第二NRZ編碼電信號的碼率為第一碼率。

可選的，所述PAM4制式轉(zhuǎn)換單元包括PAM4制式編碼單元和PAM4制式解碼單元，所述接口單元包括主機接收端口和主機發(fā)送端口，

PAM4制式編碼單元連接所述主機接收端口，用于獲取通過所述主機接收端口接收的兩路第一碼率的NRZ電信號，并轉(zhuǎn)換為一路第一PAM4調(diào)制碼型格式的電信號，由線路側(cè)的發(fā)送端口輸出；

PAM4制式解碼單元用于獲取線路側(cè)的接收端口接收的一路第二PAM4調(diào)制碼型格式的電信號，并解碼為兩路第二NRZ電信號，由主機發(fā)送端口輸出。

可選的，所述PAM4制式編碼單元包括CAUI接收單元、兩個時鐘數(shù)據(jù)恢復電路、2:1電信號復用器、前向糾錯編碼單元和PAM4編碼器，