光收發(fā)一體模塊由三大部分組成，它們分別是光電器件（TOSA/ROSA）、貼有電子元器件的電路板（PCBA）和LC、SC、MPO等光接口（外殼）。

光發(fā)射部分

       光發(fā)射部分由光源、驅(qū)動電路、控制電路（如APC）三部分構(gòu)成，主要測試光功率、消光比這兩個參數(shù)。

光接收部分

       光接收部分以PIN為例，是由PINTIA（InGaAs PIN和跨阻放大器）和限幅放大器組成。將輸入的光信號通過PIN管轉(zhuǎn)換成光電流，光電流又通過跨阻放大器轉(zhuǎn)換成電壓信號。電壓信號經(jīng)限幅放大，并通過整形濾波器與限幅放大器產(chǎn)生差分

       DATA與DATA的數(shù)據(jù)信號交流輸出。并具有無光告警功能，當光功率不足以維持模塊正常工作時，SD端產(chǎn)生邏輯低信號，產(chǎn)生告警。

封裝

       光模塊的標準和封裝形式有哪些？光模塊封裝的基本結(jié)構(gòu)為光發(fā)射側(cè)模塊(TOSA)和驅(qū)動電路，光接收側(cè)模塊是(ROSA)和接收電路。TOSA、ROSA中的技術(shù)壁壘主要在于兩方面：光芯片和封裝技術(shù)。

       一般ROSA中封裝有分光器、光電二極管(將光信號轉(zhuǎn)換成電壓)和跨阻放大器(放大電壓信號)，TOSA中封裝有激光驅(qū)動器、激光器和復(fù)用器。TOSA、ROSA的封裝工藝主要有以下四種：

TO-CAN同軸封裝

       TO-CAN同軸封裝：殼體通常為圓柱形，因為其體積小，難以內(nèi)置制冷，散熱困難，難以用于大電流下的高功率輸出，故而難以用于長距離傳輸。目前最主要的用途還在于2.5Gbit/s及10Gbit/s短距離傳輸。但成本低廉，工藝簡單。

蝶形封裝

       蝶形封裝：殼體通常為長方體，結(jié)構(gòu)及實現(xiàn)功能通常比較復(fù)雜，可以內(nèi)置制冷器、熱沉、陶瓷基塊、芯片、熱敏電阻、背光監(jiān)控，并且可以支持所有以上部件的鍵合引線。殼體面積大，散熱好，可以用于各種速率及80km長距離傳輸。

蝶形封裝

BOX封裝

       BOX封裝屬于蝶形封裝的一種，用于多通道并行封裝。

BOX封裝

COB(Chip On Board)封裝

       COB封裝即板上芯片封裝，將激光芯片粘附在PCB基板上，可以做到小型化、輕型化、高可靠、低成本。

       COB封裝傳統(tǒng)的單路10Gb/s或25Gb/s速率的光模塊采用SFP封裝將電芯片和TO封裝的光收發(fā)組件焊接到PCB板上組成光模塊。而100Gb/s光模塊，在采用25Gb/s芯片時，需要4組組件，若采用SFP封裝，將需要4倍空間。COB封裝可以將TIA/LA芯片、激光陣列和接收器陣列集成封裝在一個小空間內(nèi)，以實現(xiàn)小型化。技術(shù)難點在于對光芯片貼片的定位精度(影響光耦合效果)和打線質(zhì)量(影響信號質(zhì)量、誤碼率)。

采用COB工藝制作的10G SFP+ AOC產(chǎn)品（爆炸圖）

總結(jié)

       25G及以下速率光模塊多采用單通道TO或蝶形封裝，有標準的制程和自動化設(shè)備，技術(shù)壁壘低。但對于40G及以上速率的高速光模塊，受激光器速率限制(多為25G)，主要通過多通道并行實現(xiàn)，如40G由4×10G實現(xiàn)，而100G則由4×25G實現(xiàn)。高速光模塊的封裝對并行光學(xué)設(shè)計、高速率電磁干擾、體積縮小、功耗增加下的散熱問題提出了更高的要求。

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