Electrónica del módulo: driver, TIA/LA, DSP, controlador, alimentación

Detrás de los dos subconjuntos ópticos hay una pequeña placa de circuito que hace todo lo demás: convierte los bits eléctricos del host en corriente de láser, convierte la fotocorriente de nuevo en datos limpios, mantiene el láser a potencia constante con la temperatura y el envejecimiento, mide e informa, obedece los pines de baja velocidad y vive dentro de un presupuesto de potencia estricto. Esta página recorre la placa bloque a bloque y relaciona cada bloque con lo que se ve desde fuera — pines, bytes de memoria y valores de DDM.

Diagrama de bloques

                    ┌─────────────── PCB del módulo ───────────────┐
carriles Tx host ──►  CDR / DSP ──► DRIVER de láser ──► TOSA (láser + MPD)  ──► fibra
                    (retemporizar,   (bias +           │
                     ecualizar,      modulación)       │ corriente de monitor
                     gearbox)                          ▼
                                              ┌── MCU ───┐  ◄── I²C (SCL/SDA)
                                              │ bucle APC│  ◄── TX_DISABLE, RS0/1, LPMode…
                                              │ ADC/DDM  │  ──► TX_FAULT, RX_LOS, IntL
                                              │ memoria  │
                                              └──────────┘
carriles Rx host ◄──  CDR / DSP ◄── LA / amplificador lineal ◄── TIA ◄── ROSA (PD)  ◄── fibra
                                                                 │
alimentación 3,3 V ──► limitador de inrush ──► LDO / DC-DC (1,8 V, 1,2 V, 0,9 V …) ──► cada bloque

Las partes ópticas: TOSA, ROSA, BOSA; el bloque de reloj: CDR; el DSP en profundidad: Modulación y DSP.

Driver de láser

Cadena del receptor: TIA y LA

Lo que aporta el propio fotodiodo: Receptores.

Retemporización y procesamiento de señal

• CDR / retemporizador — recupera el reloj y retemporiza los datos en uno o ambos lados; presente en SFP+ (lado host), SFP28/QSFP28 (ambos lados), bypass opcional (CDR).
• DSP — en los módulos PAM4 sustituye al par LA/CDR por ADC → ecualizador → decisión → DAC; también realiza el gearbox (8 carriles host a 50G ↔ 4 carriles de medio a 100G) y, en los módulos coherentes, la FEC. El chip más hambriento de potencia de la placa (3–6 W en un módulo de 400G) — Modulación y DSP.
• Los diseños lineales (LPO) eliminan el DSP y dejan que el SerDes del host ecualice; el módulo se reduce a driver + TIA.

Microcontrolador

La MCU dirige el módulo: muestrea temperatura, Vcc, bias, monitores de Tx y Rx a través de un ADC y los convierte con la calibración de fábrica; ejecuta el bucle APC y, cuando existe, el bucle de control TEC; compara con los umbrales y levanta banderas e IntL; responde en el bus de dos hilos, emulando el mapa de memoria con sus páginas y bancos; aplica contraseñas y protección; en los módulos CMIS ejecuta las máquinas de estado y el CDB. Detalles, y por qué esto importa para la programación: Controlador y firmware.

Distribución de alimentación

El Vcc de DDM se mide después del filtro de entrada — típicamente 50–150 mV por debajo del riel del host (Temperatura y tensión).

Pines de baja velocidad y quién los gestiona

Definiciones de pines por familia: Hardware SFP, Hardware QSFP.

Camino térmico

La electrónica y la óptica disipan hacia la carcasa metálica, que es el disipador del módulo; el disipador montado en la jaula y el flujo de aire del chasis se encargan del resto. Las almohadillas térmicas acoplan el DSP y el driver de láser a la carcasa. Un módulo especificado a 70 °C de caja puede tener la unión de su DSP 20–30 °C más caliente — la razón por la que el flujo de aire, y no "que la sala esté fresca", decide la vida del módulo.

Qué falla en la placa

En CodingBox

Todo lo que mide y controla la electrónica aparece en el banco: los valores y banderas de DDM en DDM, la desactivación de Tx y el estado de selección de velocidad, el estado del módulo CMIS, y la identidad que declara la clase de potencia y la presencia de CDR en el editor de EEPROM. Un módulo cuyo bias está en el techo del driver mientras la potencia de Tx cae es una placa que dice que su láser está acabado.