4×10Gbit/s QSFP+并行光收发模块的研究
发布时间：2021-11-03 16:58
随着以太网新兴业务的不断涌现,人们对带宽的需求变得越来越高,这使得数据中心服务器的升级成为了必要。在以往的日子里,千兆以太网和板上局域网等服务器相当于是免费使用的,但是如今的10G端口服务器不仅成本远高于过去的成本,而且在功耗和尺寸上也存在问题,制约了整个行业通信的发展。谷歌、Facebook和微软等都将大量的资金投入到所谓的“百万数据中心”的建设升级中,向着40G、100G甚至更高的速率发展。40G技术的核心在于光模块,4×10Gbit/sQSFP+并行光收发模块作为短距离高速互连传输的解决方案,可以提供更大的传输容量、更高的传输速率,并且具备更高的端口密度及更低的功耗和成本,于是备受设备商的青睐。本文旨在研究和设计出一款满足IEEE802.3ba和SFF-8436协议标准的QSFP+并行光收发模块,总合速率为41.25Gbit/s。全文分为四个部分：首先介绍了本课题的研究背景、40G QSFP+并行光收发模块的特点以及国内外的研究现状和动态,对QSFP+并行光收发模块的相关协议和标准进行了分析,重点分析了模块的物理模型、电气接口、光口标准和数字诊断监控功能。接着阐述了40G QSF...
【文章来源】：武汉邮电科学研究院湖北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 QSFP+光模块特点的概述
1.3 国内外相关研究及其现状
1.4 本文的主要工作和创新点
第2章 QSFP+光模块的介绍
2.1 QSFP+光模块的相关协议分析
2.1.1 IEEE802.3ba国际标准分析
2.1.2 SFF-8436协议
2.2
2.2.1 模块的机械尺寸和物理模型
2.2.2 电气接口规定
2.2.3 光口规范
2.2.4 滤波电路
2.2.5 I2C总线接口设计
2.2.6 监控部分
2.3 QSFP+模块设计的总体方案
2.3.1 QSFP+模块的原理
2.3.2 光模块器件的选型
2.4 模块设计指标
2.5 本章小结
第3章 电路技术
3.1 高速电路设计的关键技术
3.1.1 接口电路电平
3.1.2 CML电平的互连
3.2 高速补偿电路
3.2.1 高速信号在传输过程的损耗问题
3.2.2 常用的补偿技术
3.3 高速电路的匹配
3.4 耦合电容的选择
3.5 QSFP+光模块电路设计
3.5.1 发射模块
3.5.2 接收模块
3.6 本章小结
第4章 光路设计与技术
4.1 光纤通信技术
4.1.1 单模光纤和多模光纤
4.1.2 光纤阵列
4.2 光路设计
4.3 耦合理论的分析
4.4 耦合效率的计算与分析
4.5 本章小结
第5章 器件研制与测试分析
5.0 器件的研制
5.1 QSFP+光模块测试平台的搭建
5.1.1 测试设备
5.1.2 测试界面
5.2 模块的测试参数
5.3 发射端测试
5.4 接收端测试
5.5 模块其他参数的测量
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 未来展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 主要英文缩写语对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]论光纤通信的传输特性及其应用[J]. 李亮. 无线互联科技. 2013(04)
[2]FA光纤定位技术之流派浅析[J]. 杨利. 信息通信. 2012(03)
[3]40 Gbit/s高速并行12信道光接收模块的研制[J]. 唐君,裴为华,鲁琳,刘丰满,陈弘达. 光电子.激光. 2011(08)
[4]基于I2C总线协议的单片机与EEPROM通信技术应用[J]. 李静,王德兴,李星辉. 电脑知识与技术. 2010(18)
[5]40Gb/s,100Gb/s以太网IEEE P802.3ba标准研究[J]. 傅珂,马志强,李雪松,张锐. 光通信技术. 2009(11)
[6]光通信中的主流光电探测器研究[J]. 阮乂,宁提纲,裴丽,胡旭东,祈春慧. 光电技术应用. 2008(03)
[7]10Gbit/s甚短距离并行光传输模块与实验系统[J]. 苗澎,王志功,李彧. 电子学报. 2007(02)
[8]高精度长线列密排光纤阵列的制作研究[J]. 侯凤杰,梁静秋,郭鹏,孔庆峰,李佳. 微细加工技术. 2007(01)
[9]采用硅V型槽的一维光纤阵列的研制[J]. 梁静秋,侯凤杰. 光学精密工程. 2007(01)
[10]与光纤阵列耦合的微透镜阵列设计与损耗分析[J]. 阎嫦玲,鲁平,刘德明,向思桦. 光电子·激光. 2006(09)
硕士论文
[1]基于VCSEL短距离多模光纤通信的建模与仿真[D]. 滕野.北京邮电大学 2013
[2]10Gb/s小型化可热插拔光收发一体模块及优化设计[D]. 卢丛朋.北京邮电大学 2012
[3]10G小型化热插拔光收发模块高速电路设计与研究[D]. 王斌.武汉理工大学 2008
本文编号：3474033
【文章来源】：武汉邮电科学研究院湖北省
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 QSFP+光模块特点的概述
1.3 国内外相关研究及其现状
1.4 本文的主要工作和创新点
第2章 QSFP+光模块的介绍
2.1 QSFP+光模块的相关协议分析
2.1.1 IEEE802.3ba国际标准分析
2.1.2 SFF-8436协议
2.2
2.2.1 模块的机械尺寸和物理模型
2.2.2 电气接口规定
2.2.3 光口规范
2.2.4 滤波电路
2.2.5 I2C总线接口设计
2.2.6 监控部分
2.3 QSFP+模块设计的总体方案
2.3.1 QSFP+模块的原理
2.3.2 光模块器件的选型
2.4 模块设计指标
2.5 本章小结
第3章 电路技术
3.1 高速电路设计的关键技术
3.1.1 接口电路电平
3.1.2 CML电平的互连
3.2 高速补偿电路
3.2.1 高速信号在传输过程的损耗问题
3.2.2 常用的补偿技术
3.3 高速电路的匹配
3.4 耦合电容的选择
3.5 QSFP+光模块电路设计
3.5.1 发射模块
3.5.2 接收模块
3.6 本章小结
第4章 光路设计与技术
4.1 光纤通信技术
4.1.1 单模光纤和多模光纤
4.1.2 光纤阵列
4.2 光路设计
4.3 耦合理论的分析
4.4 耦合效率的计算与分析
4.5 本章小结
第5章 器件研制与测试分析
5.0 器件的研制
5.1 QSFP+光模块测试平台的搭建
5.1.1 测试设备
5.1.2 测试界面
5.2 模块的测试参数
5.3 发射端测试
5.4 接收端测试
5.5 模块其他参数的测量
5.6 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 未来展望
参考文献
致谢
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文
附录2 主要英文缩写语对照表
【参考文献】：
期刊论文
[1]论光纤通信的传输特性及其应用[J]. 李亮. 无线互联科技. 2013(04)
[2]FA光纤定位技术之流派浅析[J]. 杨利. 信息通信. 2012(03)
[3]40 Gbit/s高速并行12信道光接收模块的研制[J]. 唐君,裴为华,鲁琳,刘丰满,陈弘达. 光电子.激光. 2011(08)
[4]基于I2C总线协议的单片机与EEPROM通信技术应用[J]. 李静,王德兴,李星辉. 电脑知识与技术. 2010(18)
[5]40Gb/s,100Gb/s以太网IEEE P802.3ba标准研究[J]. 傅珂,马志强,李雪松,张锐. 光通信技术. 2009(11)
[6]光通信中的主流光电探测器研究[J]. 阮乂,宁提纲,裴丽,胡旭东,祈春慧. 光电技术应用. 2008(03)
[7]10Gbit/s甚短距离并行光传输模块与实验系统[J]. 苗澎,王志功,李彧. 电子学报. 2007(02)
[8]高精度长线列密排光纤阵列的制作研究[J]. 侯凤杰,梁静秋,郭鹏,孔庆峰,李佳. 微细加工技术. 2007(01)
[9]采用硅V型槽的一维光纤阵列的研制[J]. 梁静秋,侯凤杰. 光学精密工程. 2007(01)
[10]与光纤阵列耦合的微透镜阵列设计与损耗分析[J]. 阎嫦玲,鲁平,刘德明,向思桦. 光电子·激光. 2006(09)
硕士论文
[1]基于VCSEL短距离多模光纤通信的建模与仿真[D]. 滕野.北京邮电大学 2013
[2]10Gb/s小型化可热插拔光收发一体模块及优化设计[D]. 卢丛朋.北京邮电大学 2012
[3]10G小型化热插拔光收发模块高速电路设计与研究[D]. 王斌.武汉理工大学 2008
本文编号：3474033
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