数据中心100G光模块设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着第五代移动通信（5g）技术即将迈入商用化进程，其新型业务特性和更高指标要求对承载网络架构及各层技术方案都提出了新的挑战。光模块是5g网络物理层的基础构成单元，广泛应用于无线及传输设备，其成本在系统设备中的占比不断增高，是5g低成本、广覆盖的关键要素。光模块不仅在5g通信中有关键作用，还是数据中心的核心部件。近年来伴随数据流量的爆发和云计算的发展，数据中心建设进入景气周期，而数据中心架构的改变大幅拉动了40g和100g光模块的需求。因此，设计一种高速率、低能耗、长寿命的光模块将具有很大的市场价值。

为推动100g 光通信产业链的良性发展，多个光通信国际标准组织积极制定100g相关标准，涵盖100g以太网接口、光器件、光模块、otn 成帧、系统架构等领域。ieee802.3ba规定了支持100ge接口类型，即 100gbase- sr10、100gbase- lr10、100gbase-lr4 和 100gbase-er4 等，详细定义了各种类型支持的传输距离、光纤类型、支持速率和对应波长等。

光模块通常由光发射组件（含激光器）、光接收组件（含光探测器）、驱动电路和光、电接口等组成。光模块有多种分类方式。按封装方式分类有 sfp 、sfp28、qsfp28、cfp2、qsfp-dd、osfp等；按速率分类有10gb/s、25gb/s、50gb/s、100gb/s、400gb/s等；按传输距离分类有100m、10km、20km、40km、80km及以上等；按调制格式分类有nrz、pam4、dp-qpsk/n-qam等；按是否支持波分复用（wdm）应用分类有灰光模块（不支持wdm）和彩光模块（支持wdm）；按光接口工作模式分类有双纤双向（duplex）、单纤双向（bidi）等。技术和市场驱动光模块向更高速率、小型化发展。从光模块的封装方式来看，光模块的封装尺寸只会要求密度越来越高，体积越做越小。随着技术的成熟，更小尺寸封装的100g qsfp28模块产品将会大量的应用在数据中心领域。

2. 研究的基本内容与方案

100g光模块中的tosa/rosa器件采用基于cob的微光学集成技术方案，具有高速率、多通道、小型化、低成本的特点，光口为lcreceptacle插拔型。具体来说，对rosa器件，采用的透镜和棱镜，是在同一根光纤中传输的4个复用的光信号经demux解复用分为4个波长，被器件内部对应的四个pd芯片接收，转换为电信号，每路信号数据传输速率为25g，总的速率为100g，传输距离可达到10km。4个波长为lwdm波长，分别为1295/1300/1304/1309nm；对tosa器件，器件的光口也为lc receptacle插拔型，4个波长激光器发出的光经过集成的multiplex合波后，经过棱镜和透镜后，通过一根光纤的光纤适配器输出，4个中心波长对应为lwdm波长为1295/1300/1304/1309nm，每路信号数据传输速率为25g，4路合波后的速率为100g。

3. 研究计划与安排

第1周—第3周 搜集资料，撰写开题报告；第4周—第5周论文开题；第6周—第12周撰写论文初稿；第13周—第15周修改论文；第16周 论文答辩。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] eric bogatin.信号完整性分析[m].李玉山,李丽平,等译.北京：电子工业出版社，2005.

[2] 赵安新, 赵同刚. 高速光收发模块的设计[j]. 光电技术应用2005，(4):75-77.