用于DP-QPSK系统的高速ADC的验证方法

介绍了一种在高速相干光通信系统中验证模数转换芯片(ADC)的方法。该方法将待测ADC的数据导入Optisystem软件中对112Gb/s双偏振正交相移键控(DP-QPSK)的系统进行仿真。验证了该方法的可行性,并对33GS/s 6比特的ADC的光信噪比(OSNR)容限测试结果进行了讨论。

光纤通信芯片的研究

光通信是以光为载波的通信方式,在20世纪50年代,研究人员用试验证明了光纤可以用作光传输介质。在不到50年的时间内,光通信到了迅速发展。光通信系统光纤通信系统就是要实现将大量的数据传输到很远的距离,例如中国的电话业务与欧洲的电话业务是通过已安装的光通信系统连接起来的,简单的光纤通信系统如图1所示。发射端是由复用器、定时器、驱动器、激光器和锁相环组成。发射端处理的是高速串行数据,例如传输10Gbit/s的数据流。然而,提供给发射机的实际数据是很多低速信道(并行数据),由多个用户所产生的,而并行至串行转换的任务是由一个复用器来完成。在复用器的输出会遭受到非理想性的损伤,如受到抖动和码间串扰的影响,激光驱动器会使用一个去除抖动和码间串扰的触发器,触发器需要许多具有精确的边沿对准的时钟频率,这些时钟由一个锁相环产生的。发射端简易结构如图2所示。

PON网络ONU端光收发模块单芯片解决方案

本文介绍一款用于光通信前端收发模块的单芯片Ic，集成了2．5G限幅放大器、突发模式激光驱动器、IIC接口、数字诊断功能模块等。这款芯片主要针对GPON／GEPONONU端光收发模块设计，也可用于2．5Gbps及以下速率的连续模式光收发模块。

一种64 GBaud双通道差分线性跨阻放大器

【目的】针对400 Gbit/s双偏振(DP)-16正交幅度调制(QAM)相干光接收机应用的核心线性跨阻放大器(TIA)实现问题。【方法】文章基于先进锗硅异质结双极型互补氧化物半导体(SiGe BiCMOS HBT)工艺实现了一种64 GBaud双通道差分线性TIA。芯片核心由两路完全相同的信号放大通道组成,以输入放大相干接收的I和Q分量。信号放大通道电路采用全差分电压并联负反馈结构作为核心TIA,采用两级差分可变增益放大器(VGA)级联结构实现进一步信号放大,单端输出阻抗50Ω的电流模逻辑(CML)缓冲器作为输出级。在输入两端,分别引入了独立的直流恢复(DCR)环路以消除输入信号直流分量及差分输出直流失调,并引入了全差分直流失调消除(DCOC)以消除工艺失配产生的输出直流失调,提高电路线性度。为了提高输入动态线性范围,引入了自动增益控制(AGC)电路以自动根据输入信号强度调节TIA跨阻及VGA增益,避免信号饱和失真;为了优化输出阻抗匹配,减小静电放电(ESD)二极管寄生电容影响,输出级采用了三端口桥式-T网络(T-Coil)电感峰化负载结构,以改善输出回损,提高带宽。芯片采用先进SiGe BiCMOS HBT工艺设计制造,裸片尺寸为1.6 mm×1.8 mm,通道间距为625μm。芯片搭配结电容C_(pd)=50 fF的光电二极管(PD)及相干接收光路元器件封装成集成相干接收机(ICR)组件进行测试。【结果】封测结果表明,该芯片小信号跨阻增益为差分5 kΩ,3 dB带宽为32 GHz,总谐波(THD)小于2%,饱和输入功率达到3 dBm,整个芯片由3.3 V单电源供电,静态功耗仅为250 mW。【结论】芯片可用于64 GBaud的相干接收应用,配合DP-16QAM调制,可实现单波400 Gbit/s传输应用。

一种基于90 nm SiGe BiCMOS工艺的4×112 Gbit/s PAM-4跨阻放大器

基于90 nm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种高速(4×112 Gbit/s)四阶脉冲幅度调制跨阻放大器电路。为了兼顾高带宽和低噪声,采用了并联反馈架构的输入级电路。提出一种新颖的基于双吉尔伯特单元的可变增益放大器结构来适应宽动态范围的输入电流。电路利用射级退化技术来提高带宽和改善线性度。芯片测试结果表明,光接收前端链路可以实现最大74 dBΩ的跨阻增益,带宽为32 GHz,输入参考噪声电流密度为5.6 pA·Hz^(-1/2),高至3 mA的输入电流峰峰值下总谐波失真小于5%。跨阻放大器芯片进一步集成至400G QSFP-DD模块,测试结果表明,模块性能满足400G以太网FR4标准的灵敏度和传纤距离要求。

基于通用MCU的智能SFP光模块设计

本文介绍一种兼容SFF-8472协议的智能SFP光模块的设计方案,提出了一种通用的光模块数字诊断监测(DDM)的设计思路,适用于不同型号MCU的DDM系统。使用MCU的FLASH存储A2H地址的内容,采用内外部校准相结合的新校准方式,更灵活,更简便。通过实际测试,该方案的精度满足协议的要求。

65nm CMOS 10Gbps带AGC及DCOC功能的跨阻放大器

利用65nm Mixed Signal CMOS工艺,实现了一种应用于OC-192/SFP+/CPRI-OPTION 8等10Gbps光纤通信网络的接收机跨阻放大器TIA(Trans-impedance Amplifier)。该跨阻放大器采用电压并联负反馈结构作为核心跨阻转换放大器,同时采用有源电感峰化、改进型Cherry-Hooper峰化、负电容峰化等技术以拓展带宽,内置了自动增益控制AGC(Automatic Gain Control)功能以拓宽输入动态范围,直流失调消除DCOC(DC Offset Cancellation)功能以消除输出直流失调。测试结果表明,该芯片跨阻为差分6K欧姆,带宽为8GHz;芯片实际测试灵敏度为-18d Bm(消光比ER为6d B,误码率为10-12,饱和输入光功率达到3d Bm。芯片采用3.3V单电源供电,静态功耗仅为100m W。

0.18μm CMOS 2.5Gbps带AGC功能的前置放大器

利用0.18μm Mixed Signal CMOS工艺,实现了一种应用于OC-48/GPON的2.5Gbps光纤通信网络的接收机前置放大器。该前置放大器采用RGC(Regulated Cascode)结构作为输入级,电压并联负反馈结构作为跨阻转换放大,同时采用有源电感峰化、源极退化峰化等技术以拓展带宽,内置了AGC(Automatic Gain Control)功能以拓宽输入动态范围。仿真结果表明,该芯片跨阻为差分6kΩ,带宽为2GHz;芯片实际测试灵敏度为-26dBm(误码率为10-10),饱和输入光功率达到3dBm。芯片采用3.3V单电源供电,静态功耗仅为66mW。

一种带信号丢失检测告警功能的CMOS工艺限幅放大器

本文描述了一种带信号丢失检测告警功能的CMOS工艺限幅放大器,用0.5μm标准CMOS工艺设计制造。采用5V电压供电,电压增益60dB,带宽250MHz。输入为PECL逻辑,误码率为10-12下测得灵敏度为差分2mVpp,饱和输入达差分2000mVpp。采用CML输出逻辑,差分100欧负载时,输出差分限幅幅度可达1400mVpp,可应用于155Mbps的光纤通讯收发模块前端。

1.25Gbps激光驱动器的研究

本文简单分析了半导体激光器的特性,以UX2210为例着重分析了激光驱动器的主要功能模块、性能指标要求,以及在光收发模块中的典型应用电路,给出了实测光信号眼图。