打破波長約束，50Gb/S波長自調(diào)諧單纖雙向光模塊來襲

傳統(tǒng)單纖雙向光模塊的上下行波長為固定值，由于兩端波長不一致、須配對使用，在實(shí)際使用過程中潛在AB端插錯、配對異常等情況，對物料資源和維護(hù)管理提出更多挑戰(zhàn)。

有廠商提出50Gb/s波長自調(diào)諧BiDi光模塊新型方案，可打破傳統(tǒng)BiDi光模塊“上下行”波長的約束限制，原理示意圖如圖所示。

電接口方案與傳統(tǒng)50Gb/s BiDi光模塊相同，支持2x25Gb/s NRZ和1x50Gb/s PAM4兩種類型，DSP、Driver、TIA等核心電芯片也與傳統(tǒng)50Gb/s BiDi光模塊相同。模塊光路中包含激光器和光濾波器，激光器的輸出波長需要與濾波器的通帶/阻帶波長相匹配，因而激光器需采用波長可調(diào)諧激光器或通過TEC溫控實(shí)現(xiàn)激光器波長的調(diào)節(jié)變化。同時，可通過可調(diào)光濾波器和監(jiān)控回路進(jìn)行波長監(jiān)控，整個系統(tǒng)通過軟件握手進(jìn)行自適應(yīng)匹配，實(shí)現(xiàn)光模塊兩端數(shù)據(jù)信號的傳輸。

激光器和光濾波器的波長可調(diào)諧技術(shù)是該方案的主要難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。在激光器方面，通過TEC溫控實(shí)現(xiàn)激光器波長可諧調(diào)是成本最優(yōu)的解決方案，缺點(diǎn)是波長調(diào)諧范圍有限。TEC溫控一般在10~20℃范圍內(nèi)，對應(yīng)激光器波長可調(diào)諧范圍限制在±1nm以內(nèi)，光模塊的發(fā)射波長通道間隔需設(shè)置為1nm左右，對TEC溫度控制精度和激光器譜寬提出更高要求。DFB或FP激光器由于譜寬過大無法滿足，需采用典型譜寬小于0.2nm的EML激光器。此外，從色散容忍能力角度來分析，單纖單向光模塊的波長范圍更窄，有利于更長距離傳輸和波分復(fù)用擴(kuò)容。在光濾波器方面，同樣優(yōu)選通過熱調(diào)方式來實(shí)現(xiàn)波長可調(diào)諧，但在設(shè)計(jì)中需特別注意熱串?dāng)_等問題。

技術(shù)指標(biāo)方面，50Gb/s波長自調(diào)諧BiDi光模塊的鏈路預(yù)算可與傳統(tǒng)50Gb/s光模塊保持一致，0~70℃全溫條件下功耗小于3.5W，波長在1308nm/1309nm間可自由切換，波長切換穩(wěn)定及兩端業(yè)務(wù)建立典型時間小于10s。2021年底，CCSA已討論該技術(shù)方案的行標(biāo)立項(xiàng)計(jì)劃，初步估計(jì)2023年下半年行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。

易飛揚(yáng)50G SFP56 BiDi單纖雙向光模塊

產(chǎn)業(yè)鏈方面，50Gb/s波長自調(diào)諧BiDi模塊與傳統(tǒng)50Gb/s BiDi光模塊相比，新增了波長可調(diào)諧激光器、波長可調(diào)諧光濾波器和軟件自適應(yīng)匹配等內(nèi)容。如上文分析，激光器波長可調(diào)諧可通過TEC溫控來實(shí)現(xiàn)，軟件自適應(yīng)匹配可通過光波長監(jiān)控和內(nèi)置軟件功能組合實(shí)現(xiàn)，波長可調(diào)諧光濾波器為產(chǎn)業(yè)鏈新增內(nèi)容。當(dāng)前，行業(yè)對波長可調(diào)諧濾波器的解決方案有Etalon（標(biāo)準(zhǔn)具）+控溫、可調(diào)PLC等方式，關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)包括FSR、帶寬、隔離度等，可依據(jù)該器件在光模塊中的關(guān)鍵指標(biāo)（波長調(diào)節(jié)范圍、靈敏度、 隔離度等）向下分解得到該器件的規(guī)格要求及工藝實(shí)現(xiàn)技術(shù)分析，產(chǎn)業(yè)鏈成熟度有待進(jìn)一步提升。

審核編輯：湯梓紅