在光模块里经常提到QSFP-DD,也偶尔会提到IM-DD,这两个DD的说法是完全不同的意义。
还是略写一下吧。
QSFP-DD是一种光模块的外型封装形式,比如400G光模块可以采用QSFP-DD,也可以采用QSFP112,
对于QSFP112,说的是每个通道支持112Gbps的信号,Q是4x的意思,SFP是热插拔小型封装的意思。也就是4x112Gbps的400G光模块。
内部的光信号是4x,电信号也是4x
电信号在PCB上的布线是单排布线。
而QSFP-DD,则电信号是4x2,double了一下,看起来就是双排信号线。
光信号是4x,而电信号是8x,这样的好处是每一路电信号速率可以降低一倍,电芯片有趋肤效应,在高频下衰减很大。降低速率可以降低电信号的插入损耗。
但劣势是,需要DSP内置一个gearbox的功能,就是变速/变频的功能,用于8x50Gbps的电信号与4x100Gbps的光信号做转换。
看起来这个信号的引脚,怎么算都不是双排。那是为了填平处理。有些引脚是虚浮的引脚,没有信号的。
用颜色来区分一对儿差分线,黄色是信号线,棕色是悬空线。下图是两路差分线。
再来解释IM-DD的DD,这是direct dector,直接检测的意思。还用400G的光模块来解释。
400G的IM-DD方式,就是各种以太网光模块。IM叫强度调制,可以用EML来做,可以用InP的MZ来做,也可以用SiPh硅材料来做MZ结构,都可以实现强度调制。
强度调制,与直接调制,需要区别。非直接调制的激光器可以实现强度调制。
举个例子,100G DFB,是基于直接调制的强度调制类型。
100G EML,则是基于电吸收调制的强度调制类型。
100G MZ调制器,是基于马赫曾德干涉器结构产生的强度调制类型。
DD,就是直接检测
4通道信号,每一个通道配置一个探测器即可。
区别于DD方式的就是相干接收。
如400G QPSK,或者400G 16QAM的相干模块的接收机原理图,信号并不是直接进入探测器。而是分偏振分相位后,进入4个干涉点,之后再进入8个探测器。
将其中一路接收信号挪出来分析。
信号光(的一部分)与LO本地振荡光(的一部分)进行可控干涉后,信号光经过干涉被放大,然后通过两个探测器对相位和幅度捕捉,最后由DSP解析出信号。
这就是相干接收。
小结一下:
QSFP-DD的DD,是电信号双倍密度,目的是降低电信号射频频率,降低电信号由于高频趋肤导致的损耗。
IM-DD的意思是直接检测,相比较相干接收,DD方式简单便宜,但不适用于长距离传输的弱信号检测。所以通常DD用于短距或较短距离,Coh相干检测则用于长距及超长距离。