基于OTN传送技术的光发射芯片制造技术

基于OTN传送技术的光发射芯片，属于集成电路和光通信领域，本发明专利技术为解决现有应用于数据中心100m以下的短距离数据传输的、基于OTN技术的发射芯片存在误码率高问题。本发明专利技术包括发射机TX、数字控制单元Digital和电源模块POWER；发射机TX：利用光调制幅度信号丢失模块对经过PCB板金属走线传递过来衰减的电信号完成光调制幅值判定，信号大于设定的阈值时，该模块输出使能信号控制线性均衡器和激光器驱动器启动，开启芯片驱动激光器发射光信号的信号传输路径；否则关闭整条信号传输路径；利用线性均衡器对衰减的电信号高频补偿完成第一级优化；利用旁路ByPass对信号进行第二级优化；经过两级优化的信号发送给激光器驱动器，以驱动激光器发射光信号。以驱动激光器发射光信号。以驱动激光器发射光信号。

【技术实现步骤摘要】
基于OTN传送技术的光发射芯片


[0001]本专利技术属于集成电路和光通信领域。

技术介绍

[0002][0003]大数据中心的光芯片根据传输距离分配其不同的应用场景：
①
＜20m，机柜内服务器和TOR交换机互联；
②
＜500m，数据中心同一机房内Leaf到Spine交换机互联；
③
＜10km，数据中心楼宇间交换机或路由器互联；
④
＞10km，多个数据中心互联。在100m以下的短距离数据传输主要以850nm波长的多模光纤为主，实现信道复用提高传输速率。该种应用场景下发射机采用垂直腔面发射激光器VCSEL(Vertical Cavity Surface EmittingLaser)；它生产成本低，适合高速短距离传输。
[0004]其中，MSTP/SDH技术偏重于业务的电层处理，具有良好的调度、管理和保护能力，其中MSTP(Multi
‑
Service Transport Platform)为多业务传送平台，SDH(SynchronousDigital Hierarchy)为同步数字体系，MSTP/SDH技术的OAM(Operation Administration andMaintenance，操作维护管理)功能完善。但是，MSTP/SDH技术以VC4(Virtual Container 虚容器)为主要交叉颗粒，采用单通道线路，其交叉颗粒和容量增长对于大颗粒，高速率，以分组业务为主的承载逐渐力不从心。另一种传送技术WDM(Wavelength DivisionMultiplexing，波分复用)技术以业务的光层处理为主，多波长通道的传输特性决定了它具有提供大容量传输的天然优势。但是，目前的WDM网络主要采用点对点的应用方式，缺乏灵活的业务调度手段。
[0005]为了克服MSTP/SDH技术和WDM技术存在的缺陷，新一代传送网发展方向之一的 OTN技术(Optical transport network，光传送网)应运而生，它将SDH的可运营和可管理能力应用到WDM系统中，同时具备了SDH和WDM的优势，更大程度的满足多业务、大容量、高可靠、高质量的传送要求。
[0006]将OTN技术应用于数据中心100m以下的短距离数据传输，应用中的TX(Transmit) 发射芯片，往往存在数据信息通过PCB板上的金属走线传输产生信号衰减，导致误码率高。

技术实现思路

[0007]针对现有应用于数据中心100m以下的短距离数据传输的、基于OTN技术的发射芯片存在误码率高问题，本专利技术提供一种基于OTN传送技术的光发射芯片。
[0008]本专利技术所述基于OTN传送技术的光发射芯片，包括发射机TX、数字控制单元Digital 和电源模块POWER；
[0009]数字控制单元Digital与主机通讯，及给发射机TX提供控制信号；
[0010]电源模块POWER用于为芯片提供工作电源；
[0011]发射机TX：首先利用光调制幅度信号丢失模块OMALOS对经过PCB板金属走线传递过来衰减的电信号完成光调制幅值判定，信号大于设定的阈值时，该模块输出使能信号控
制线性均衡器CTLE和激光器驱动器28G VCSELDRIVER启动，开启芯片驱动VCSEL 激光器发射光信号的信号传输路径；否则关闭整条信号传输路径；
[0012]其次，在信号传输路径启动情况下，利用线性均衡器CTLE对经过PCB板金属走线传递过来的经过衰减的电信号高频补偿完成第一级优化；
[0013]然后，对信号进行第二级优化，具体为：对第一级优化后的信号进行判决，根据判断结果择一启动多速率时钟数据恢复模块CDR或信号旁路ByPass作为信号通路，当启动多速率时钟数据恢复模块CDR时，对第一级优化后的信号进行进一步信号质量提升完成第二级优化；
[0014]经过两级优化的信号发送给激光器驱动器28G VCSELDRIVER，以驱动VCSEL激光器发射光信号。
[0015]优选地，发射机TX包括线性均衡器CTLE、光调制幅度信号丢失模块OMALOS、多速率时钟数据恢复模块CDR、信号旁路ByPass、光纤信道模式速率判决 FC_mode_Rate_decision、数据选择器MUX、监视时钟模块MONITOR CLOCK、激光器驱动器28G VCSELDRIVER和偏置电流模块IBIAS；
[0016]芯片引脚INP、INN同时连接连续时间线性均衡器CTLE的两输入端和光调制幅度信号丢失模块OMALOS的两输入端；
[0017]光调制幅度信号丢失模块OMALOS的控制信号输出端分别连接连续时间线性均衡器 CTLE的控制端和激光器驱动器28G VCSELDRIVER的控制端；
[0018]连续时间线性均衡器CTLE的输出端分别连接多速率时钟数据恢复模块CDR的输入端、信号旁路ByPass的输入端和光纤信道模式速率判决FC_mode_Rate_decision的输入端；
[0019]光纤信道模式速率判决FC_mode_Rate_decision的输出控制信号二选一的输出至多速率时钟数据恢复模块CDR的控制端口或信号旁路ByPass的控制端口；
[0020]多速率时钟数据恢复模块CDR的数据信号输出端连接数据选择器MUX的一输入端；
[0021]信号旁路ByPass的数据信号输出端连接数据选择器MUX的另一输入端；
[0022]数据选择器MUX的输出端连接激光器驱动器28G VCSELDRIVER的输入端；
[0023]多速率时钟数据恢复模块CDR的时钟输出端连接监视时钟模块MONITOR CLOCK 的输入端；
[0024]监视时钟模块MONITOR CLOCK的正负输出端分别连接芯片引脚MCLKP和 MCLKN；
[0025]激光器驱动器28G VCSELDRIVER的两输出引脚分别连接芯片引脚OUTP和OUTN；
[0026]偏置电流模块IBIAS的输出电流信号通过芯片引脚IBIAS输出。
[0027]优选地，发射机TX还包括眼图交叉点调整模块CPA，眼图交叉点调整模块CPA的输出端连接激光器驱动器28G VCSELDRIVER的控制端，眼图交叉点调整模块CPA用于把信号中的交叉点平衡到眼图中央的位置再输出。
[0028]优选地，对第一级优化后的信号进行判决由光纤信道模式速率判决模块 FC_mode_Rate_decision完成；
[0029]根据判断结果择一启动多速率时钟数据恢复模块CDR或信号旁路ByPass作为信号通路，具体为：
[0030]第一种，在FC模式时，光纤信道模式速率判决模块FC_mode_Rate_decision启动，当光纤信道模式速率判决模块FC_mode_Rate_decision检测到信号是8G FC时，光纤信道模
式速率判决模块FC_mode_Rate_decision控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于OTN传送技术的光发射芯片，其特征在于，包括发射机TX、数字控制单元Digital和电源模块POWER；数字控制单元Digital与主机通讯，及给发射机TX提供控制信号；电源模块POWER用于为芯片提供工作电源；发射机TX：首先利用光调制幅度信号丢失模块OMALOS对经过PCB板金属走线传递过来衰减的电信号完成光调制幅值判定，信号大于设定的阈值时，该模块输出使能信号控制线性均衡器CTLE和激光器驱动器28G VCSELDRIVER启动，开启芯片驱动VCSEL激光器发射光信号的信号传输路径；否则关闭整条信号传输路径；其次，在信号传输路径启动情况下，利用线性均衡器CTLE对经过PCB板金属走线传递过来的经过衰减的电信号高频补偿完成第一级优化；然后，对信号进行第二级优化，具体为：对第一级优化后的信号进行判决，根据判断结果择一启动多速率时钟数据恢复模块CDR或信号旁路ByPass作为信号通路，当启动多速率时钟数据恢复模块CDR时，对第一级优化后的信号进行进一步信号质量提升完成第二级优化；经过两级优化的信号发送给激光器驱动器28G VCSELDRIVER，以驱动VCSEL激光器发射光信号。2.根据权利要求1所述基于OTN传送技术的光发射芯片，其特征在于，发射机TX包括线性均衡器CTLE、光调制幅度信号丢失模块OMALOS、多速率时钟数据恢复模块CDR、信号旁路ByPass、光纤信道模式速率判决FC_mode_Rate_decision、数据选择器MUX、监视时钟模块MONITOR CLOCK、激光器驱动器28G VCSELDRIVER和偏置电流模块IBIAS；芯片引脚INP、INN同时连接连续时间线性均衡器CTLE的两输入端和光调制幅度信号丢失模块OMALOS的两输入端；光调制幅度信号丢失模块OMALOS的控制信号输出端分别连接连续时间线性均衡器CTLE的控制端和激光器驱动器28G VCSELDRIVER的控制端；连续时间线性均衡器CTLE的输出端分别连接多速率时钟数据恢复模块CDR的输入端、信号旁路ByPass的输入端和光纤信道模式速率判决FC_mode_Rate_decision的输入端；光纤信道模式速率判决FC_mode_Rate_decision的输出控制信号二选一的输出至多速率时钟数据恢复模块CDR的控制端口或信号旁路ByPass的控制端口；多速率时钟数据恢复模块CDR的数据信号输出端连接数据选择器MUX的一输入端；信号旁路ByPass的数据信号输出端连接数据选择器MUX的另一输入端；数据选择器MUX的输出端连接激光器驱动器28G VCSELDRIVER的输入端；多速率时钟数据恢复模块CDR的时钟输出端连接监视时钟模块MONITOR CLOCK的输入端；监视时钟模块MONITOR CLOCK的正负输出端分别连接芯片引脚MCLKP和MCLKN；激光器驱动器28G VCSELDRIVER的两输出引脚分别连接芯片引脚OUTP和OUTN；偏置电流模块IBIAS的输出电流信号通过芯片引脚IBIAS输出。3.根据权利要求2所述基于OTN传送技术的光发射芯片，其特征在于，发射机TX还包括眼图交叉点调整模块CPA，眼图交叉点调整模块CPA的输出端连接激光器驱动器28G VCSELDRIVER的控制端，眼图交叉点调整模块CPA用于把信号中...

【专利技术属性】
技术研发人员：李景虎，陈福洁，涂航辉，
申请(专利权)人：厦门亿芯源半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：