一、背景和意義

在1980年2月IEEE 802 標準委員會成立之后，以太網(wǎng)在各個層面中的輸送速度有了顯著提升，更新時間隨之大幅縮短。隨后，IEEE采納了802.3ba，為40G/100G 以太網(wǎng)的發(fā)展帶來了更大空間。借助網(wǎng)速的提升，網(wǎng)絡將新發(fā)現(xiàn)的10G以太網(wǎng)資源移動到接入層，使得更強大的 40G 以太網(wǎng)設備處理聚合層及核心層的流量。綜合來看，40G/100G 以太網(wǎng)必將成為IT環(huán)境不可或缺的一部分。

40G/100G 以太網(wǎng)是由IEEE 802.3ba Group 開發(fā)的以太網(wǎng)標準，支持每秒 40/100Gb的以太網(wǎng)幀傳送，同時確立了通過主干網(wǎng)絡、銅纜布線、多模光纜和單模光纜通信的物理層規(guī)范。40G 以太網(wǎng)擁有四倍容量，且可經(jīng)濟地遷移至100G以太網(wǎng)。當前部分生產(chǎn)商，在考慮到迫切程度的增加以及價格的降低等因素，是否應暫緩部署 40G 以太網(wǎng)技術而等待100G以太網(wǎng)面市方面出現(xiàn)爭論，但鑒于40G以太網(wǎng)的設計靈活性和相對 100G 以太網(wǎng)的成本優(yōu)勢，這不一定是一個問題。

目前，40G已以太網(wǎng)普遍應用于接入鏈路。以太網(wǎng)標準傳統(tǒng)上依靠雙工光纖布線，每個信道有一條光纖負責發(fā)射，另一條負責接收。但802.3ba 標準要求每個信道有多個流量通道。雖然10G以太網(wǎng)仍被廣泛運用于數(shù)據(jù)中心，但我們必須提前考慮未來需求：高帶寬應用，例如服務 器虛擬化和云計算、數(shù)據(jù)中心光纖整合、以及最終用戶對于更高性能計算的需求。對更快的數(shù)據(jù)傳輸速率的需求將不斷增長并對網(wǎng)絡生產(chǎn)效率和成本帶來重要意義。OTN是由一組通過光纖鏈路連接在一起的網(wǎng)元組成的網(wǎng)絡，可對信號提供更短的物理封裝層次，傳送效率更高，支持更高帶寬，傳送層的監(jiān)管更完善，協(xié)議完全透明，因此越來越多的不同客戶信號類型（如SDHEthernet、Fibre channal）需要在OTN上進行傳輸。

二、40G PSM應用

作為一款高度集成四通道模塊，40G PSM具有更高的端口密度的優(yōu)勢，同時也為整個系統(tǒng)的運行節(jié)省了不少成本。這種光模塊的光口采用了單模技術PSM（Parallel Single Mode），利用四通道全雙工并行設計的MPO/MTP接口，可實現(xiàn)10KM的有效傳輸。經(jīng)過激光器陣列將電信號轉(zhuǎn)換成光信號，再由光電檢測器陣列將光信號轉(zhuǎn)換為電信號，簡言之并行的光信號是通過8根光纖進行平行發(fā)送的。

40G PSM除了支持常規(guī)SDR/DDR/QDR帶寬連接、10/40G以太網(wǎng)、數(shù)據(jù)中心應用外，易飛揚等推出的40G PSM LR4更是滿足了SONET OC-192, OTU1e, OTU2 ,OTU2e 和 OTU3速率的應用要求，拓寬或彌補了40G LR的應用領域。

三、40G PSM工藝介紹

同為40G LR系列產(chǎn)品，40G PSM LR/IR區(qū)別于40G LR/IR的地方主要在于發(fā)射和接收器件，這也決定了兩者在生產(chǎn)工藝上的大不同，40G LR/IR組件采用4通道集成氣密性蝶形封裝的形式，在TOSA和ROSA里面分別結合了CWDM-DEMUX/MUX技術，而40G PSM LR/IR顧名思義是四路單模并行，四通道獨立而統(tǒng)一，以COB形式制作。

對比同樣采用COB工藝的40G SR4，以易飛揚40G PSM LR4為例，其工藝難點在于發(fā)射端四通道統(tǒng)一性的把控，因為四通道發(fā)射器件的獨立制作增加了不確定性和通道差異性。從LD、透鏡、隔離器等與載體、基板的組裝到光耦合,光耦合可以說是整個成品制作流程的重中之重，目前易飛揚生產(chǎn)采用施加特定大小值的直流電流對激光器進行耦光，避免了交流耦光的繁瑣。

由于通過金線綁定實現(xiàn)激光器供電，LD+、LD-和GND之間的聯(lián)系和隔離就顯得尤為重要了，下圖紅色標記處為三者所處基板之間的隔離槽，若任意兩者通過載體或基板實現(xiàn)不正常連接，激光器工作異常。除此之外，LD本身在整個過程中也有被損壞的風險，故而延伸出LD性能檢驗環(huán)節(jié)，同理PCBA檢驗文件也在前端對項目順利有效進行起到了良好的作用。

產(chǎn)品光纖接口類型為MPO，對應插芯類型為APC，即所說的斜面插芯，傾斜角度為8°。

四、探測器及激光器性能檢驗數(shù)據(jù)：

1、探測器參數(shù)測試（by平臺設計部）：

2、探測器參數(shù)測試

光譜分析：

PIV曲線掃描

高低溫激光器性能測試

五、模塊熱量分布（40G QSFP PSM LR4）：

模擬條件：環(huán)境溫度25℃&70℃

自然對流20W

導熱片11W

結論描述：光模塊在自然對流情況下溫度最高的位置是是DFB器件，PCB板的溫度分布集中位置是位于左邊的兩個DFB CHIP，因其底下的散熱面積較小且較靠近MCU，需要加強散熱。

六、40G PSM 前景：

   隨著40G光模塊及其相關系列產(chǎn)品的成熟，功能型設計已然不是行業(yè)的主要賣點，性價比取而代之，即成本和性能可靠性的優(yōu)化。在40G、100G產(chǎn)品中，高密度、小體積成為業(yè)界共同追求的目標，因此陣列芯片已經(jīng)成為高速產(chǎn)品的唯一選擇。對于PD和VCSEL來說，加工成為陣列相對容易很多，而對于長距傳輸?shù)腄FB、FP激光器，由于材料和工藝本身的限制，加工成為陣列非常困難，行業(yè)里很難見到DFB陣列芯片或者FP陣列芯片。盡管如此FA在40G、100G光器件的需求是增長的，所以40G PSM作為長距系列產(chǎn)品的優(yōu)勢和趨勢不言而喻。