最佳均衡划分的制作方法

1.本发明涉及光学通信系统，尤其涉及主机和光学模块之间的最佳均衡划分。


背景技术：

2.用于26gbaud和53gbaud(50gb/s、100gb/s、200g、400gb/s和未来800gb/s)的数据中心和客户端连接的当前最先进的架构的设计假设了时域均衡功能(ffe/dfe)和主机pcb上发现的asic以及通过连接器和/或pcb迹线损耗连接到主机的光学模块中的重新定时。虽然在链路的每一跳出现时域均衡和重新定时是有好处的，但是从硅面积和功耗的角度来看，这是有代价的。
3.通信系统中使用的50g(26gbaud)和100gb/s(53gbaud)pam电信令非常具有挑战性，这是由于pcb和/或连接器引入的损耗、主机asic中看到的非理想特性、光学部件的非理想性以及由于多级信令导致的降低的snr(信噪比)。由于这些损耗，主机(路由器、交换机、nic)的电输出使用内置于示波器和仿真工具中的ctle和/或ffe和/或dfe均衡器进行评估，以确保信号可以在光学模块内恢复。在实际实现方式中，模块中的电接收器将包括均衡器，例如ctle和/或ffe和/或dfe均衡器。现有技术的模块实现方式在其前端具有这些均衡器和重新定时功能，以在将比特流传送到下游光学部件(激光驱动器和/或激光/发射光学子组件)之前重置信号完整性预算。这为1m-10km+的通信提供了来自光学模块的尽可能干净的信号，但是从功耗和芯片面积的角度来看，通过重新定时来重置信号完整性是有代价的。同时，光学接口也用5抽头ffe参考接收器进行评估，以确定当接收器安装在现场用于数据通信时将在接收器中出现的预期链路性能。基于tdecq指标对50gsr/fr/lr、200g sr/fr/lr、100g fr/dr和400g dr4/fr4/lr4进行评估，未来的链路类型也可能利用时域均衡。
4.通过均衡评估主机，然后通过光学模块中的重新定时来重置信号完整性预算，随后通过均衡再次评估光学信号，这代表了均衡中的冗余，这增加了整个系统的成本、尺寸和功耗，如果信号在模块中保持线性(避免模块中的重新定时和非线性均衡)，则这是不必要的。这也适用于接收路径，其中光学模块目前集成了各种形式的均衡(模拟tdecq参考均衡器)以及重新定时功能，该功能为接收路径中的主机通信提供尽可能干净的电信号。主机asic接收器还集成了广泛的均衡，以补偿迹线损耗和/或铜缆损耗。在光学模块中以及也在主机asic接收路径中具有非线性均衡以及重新定时再次表示均衡/重新定时中的冗余，这增加了整个系统的成本、尺寸和功耗，如果信号在模块中保持线性(避免模块中的重新定时和非线性均衡)，则这是不必要的。


技术实现要素：

5.为了克服现有技术中的缺点并提供额外的好处，公开了一种改进的光学模块设计，其保持了线性处理路径/元件，并消除了与下游处理装置相关的元件的重复。例如，通过均衡评估主机，然后通过光学模块中的重新定时来重置信号完整性预算，随后通过均衡再次评估光学信号，这代表了均衡中的冗余，这增加了整个系统的成本、尺寸和功耗，如果信
号在模块中保持线性(避免模块中的重新定时和非线性均衡)，则这是不必要的。这也适用于接收路径，其中光学模块目前集成了各种形式的均衡(模拟tdecq参考均衡器)以及重新定时功能，该功能为接收路径中的主机通信提供尽可能干净的电信号。主机asic接收器还集成了广泛的均衡，以补偿迹线损耗和/或铜缆损耗。在光学模块中以及也在主机asic接收路径中具有非线性均衡以及重新定时再次表示均衡/重新定时中的冗余，这增加了整个系统的成本、尺寸和功耗，如果信号在模块中保持线性(避免模块中的重新定时和非线性均衡)，则这是不必要的。
6.在一个实施例中，公开了一种具有发射路径和接收路径的收发器。该收发器包括具有一个或多个非线性均衡器的主机，该非线性均衡器被配置为对输出信号、输入信号或两者执行非线性均衡。主机-光学模块信道将主机电连接到光学模块。光学模块包括发射器和接收器。该发射器包括：线性均衡器，被配置为对输出信号执行线性均衡以创建均衡信号；驱动器，被配置为接收并输出均衡信号；电光模块，被配置为将来自驱动器的均衡信号转换为光学信号，并通过光纤电缆发射光学信号，使得接收不执行非线性处理。该接收器包括：光电检测器，被配置为接收接收到的光学信号并将接收到的光学信号转换为接收到的电信号；线性放大器，被配置为对接收到的电信号执行线性放大以创建放大的接收到的信号；以及驱动器，被配置为通过光学模块-主机信道发送放大的接收到的信号，使得接收不执行非线性处理。
7.在一个实施例中，光学模块包括配置为放大输出信号的增益模块。增益模块可以是发射器中线性均衡器的部分，并且增益模块被配置成执行线性放大。预期光学模块可以不包括被配置成执行非线性时钟和数据恢复的cdr。光学模块和主机还可以被配置成处理接收到的电信号并通过导电信道发射电信号。还预期由于光学模块的线性处理，主机可以被配置成执行用于链路优化的站对站训练。在一种配置中，收发器是板载光学器件配置的部分。收发器可以是板载光学器件配置。
8.还公开了一种用于接收和处理光学信号以恢复发射的信号的方法。在一个实施例中，该方法包括在光学模块处接收来自光纤电缆的光学信号，使得光学模块被配置为仅执行线性处理。然后将光学信号转换成电信号，并在将经处理的电信号发送到主机之前使用线性处理来处理电信号。在主机处，这种操作方法在主机处对经处理的电信号执行非线性处理，以恢复发射的信号。
9.预期光学模块不执行非线性时钟和数据恢复。此外，主机的非线性处理包括非线性均衡。光学模块可以被配置成没有均衡器。该方法可以进一步包括用于发射光学信号的方法，该方法包括仅使用线性处理来处理光学模块内的输出电信号。
10.还公开了一种配置为接收和发射光学信号的光学模块。在一个实施例中，光学模块包括被配置为执行线性信号处理的信号接收路径和被配置为对输出信号执行线性处理的信号发射路径。信号接收路径包括：光电检测器，被配置为接收接收到的光学信号并将接收到的光学信号转换为接收到的电信号；线性可变增益放大器，被配置为放大接收到的电信号以创建放大的信号；以及输出端口，被配置为向主机提供放大的信号。
11.信号发射路径配置为对输出信号执行线性处理。信号发射路径包括：线性均衡器，被配置为对从主机接收的输出信号执行线性均衡以创建均衡信号；驱动器，被配置为提供并驱动电光接口；以及电光接口，被配置为将来自驱动器的均衡信号转换为输出光学信号，
并在光纤电缆上发射输出光学信号。
12.在一种配置中，信号发射路径还包括放大器。该系统还可以包括具有非线性均衡的主机，该主机被配置为对放大的信号执行均衡，并对输出信号进行预补偿。在一个实施例中，光学模块不包括非线性时钟和数据恢复。光学模块可以被配置成板载光学器件配置。光学模块可以配置为共同封装的光学器件配置。
附图说明
13.图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。在附图中，在图中，相同的附图标记在不同的视图中表示对应的部分。
14.图1图示了使用本文公开的创新的示例环境。
15.图2是滑入数据通信设备(主机)的示例性光学模块。
16.图3图示了现有技术的光学信号发射和接收系统。
17.图4图示了根据本创新的一个实施例的光学信号发射和接收系统。
18.图5图示了例如由板载光学器件协会(cobo)指定的板载光学器件系统的示例实施例。
19.图6a、图6b和图6c图示了主机到光学模块接口的示例配置。
具体实施方式
20.图1示出了使用本文公开的创新的示例环境。如图所示，能够进行数据通信的交换机、路由器、计算机、服务器或其他电子设备(以下称为主机104)设置有一个或多个端口108或插槽。光学模块112被配置成滑入并电连接到主机104，以实现数据通信。光纤电缆120连接到连接器116，以提供到光学模块112和主机104的光学连接。在操作中，使用双向光学链路(发射和接收)。在接收方向上，从光纤120接收到的光学信号被提供给模块112，模块112又将光学信号转换成电信号。电信号被提供给主机104。在发射方向上，从主机104发射的电信号被提供给模块112，模块112又将电信号转换成光学信号，以便通过连接器116和光纤120发射。
21.图2为滑入或以其他方式连接到数据通信设备的示例性光学模块204，例如图1所示的主机104。模块204包括电连接主机的电接口208和光学连接到光纤连接器的光纤接口212。术语模块在这里被定义为表示模块和/或光学组件。
22.提出了用于pam(或任何其他信号类型)光学模块在发射和/或接收方向上的线性接口，用于目标范围主要小于10km的直接检测(非相干)应用，但在其他实施例中，超过10km的应用是预期的和可行的。所公开的系统能够以任何兼容的技术和标准在任何距离上操作。这些应用具有预期的链路余量，并保持主机asic(如开关ic)支持的信令，因此无需额外的非线性均衡或重新定时，并最大限度地降低下一代系统的成本/功耗。因此，建议从光学模块中移除dsp(非线性均衡和重新定时)以避免硬件和处理操作的重复，并代之以在主机(例如主机asic)中的非线性处理中使用。还建议保持和仅使用光学模块的线性处理。这适用于发射路径和/或接收路径。如所公开的，在一个实施例中，该架构在整个光学模块中保持线性，而非线性处理保留给主机。
23.在接收路径中，主机asic包括提供高级均衡能力的复杂均衡方案，以补偿比光学
信道大得多的无源铜损耗。主机被配置成与光纤或电缆相接。例如，在光发射器配置有5抽头或更大ffe的情况下，对于达到小于10km的应用，通过保持光学模块接收路径线性，在接收路径中有足够的信号恢复余量，以便下游asic可以充分利用其均衡器。当前的架构使光学模块执行均衡，然后以最小限度重新定时信号，以功率和成本为代价重置信号完整性预算，并且限制主机asic仅可应用于本地主机迹线的恢复量。
24.保持接口线性还能够使用链路训练实现asic之间的端到端链路优化，当非线性元件在路径中时，链路训练中断。端到端链路优化包括根据接收器指标将发射器设置为最佳设置，并提供另一个机会来进一步优化通信信道消耗的功率。考虑到信道、动态范围和参考接收器指标(例如感兴趣的带宽)，光学模块内的线性放大器也可以设计成具有最佳响应，从而它消除感兴趣的频谱之外的噪声/isi。如下所述，诸如光学模块中的可变增益功能允许系统保持目标光学操作点，同时保持asic发射器均衡器设置的操作和改变的准确性和有效性。
25.图3显示了现有技术的光学信号发射和接收系统。如本领域所理解的，主机和光学模块通常包括具有相关部件的发射路径和具有相关部件的接收路径。如图3所示，主机304提供要发射到(多个)主机侧电导体308a的电信号，该主机侧电导体308a通向连接器312a。连接器312a将主机304相接并连接到光学模块320。连接器312a还电连接到(多个)光学模块电导体316a。(多个)光学模块电导体316a电连接到光学模块部件320并向其提供电信号。光学模块组件320的内部是均衡器系统324，在该实施例中，均衡器系统324包括前馈均衡器(ffe)和判决反馈均衡器(dfe)以及ctle。应当理解，该功能324也位于主机均衡器428中。这些元件中的一个或多个对信号执行非线性处理。
26.光学模块均衡器324的输出连接到cdr(时钟和数据恢复电路)322，然后连接到激光驱动器326，激光驱动器326的输出连接到e/o(电光)转换器，例如tosa/激光器328。tosa/激光器328将电信号转换成光学信号。cdr对信号执行非线性处理。光学信号在光学信道332上输出，例如光纤电缆。在测试期间，使用一个示例性的基于示波器的发射器评估系统(未示出)来测试和验证发射路径是否符合规范，该系统将模拟具有均衡的参考接收器。在实际使用中，光纤电缆332的相对端将连接到远程定位的接收器，该接收器将包括远程光学模块和远程主机中的均衡器(图3中未示出)。参考均衡器(未示出)用于评估发射器的光学性能。
27.当讨论图3顶部所示的接收路径时，相同的元件标记有相同的附图标记，并且不再描述。在接收器系统的这种配置中，光学信号被提供给光纤电缆332，并且在通过光纤电缆之后，被提供给光电检测器408，光电检测器408将光学信号转换成电信号。光电检测器408的输出连接到跨阻抗放大器(tia)404。如本领域所理解的，tia 404将电信号放大到适于后续处理的水平。tia 404的输出连接到接收器集成电路(ic)440。在该实施例中，接收器ic包括均衡块444，均衡块444包括以下一个或多个：ffe、dfe和ctle，其中一个或多个对信号执行非线性处理。因此，在现有技术中，均衡是非线性的，从而使得均衡块444复杂、昂贵、庞大，并且是显著的功耗元件。
28.均衡块444的输出馈送到也是非线性的cdr(时钟和数据恢复)电路448，并且cdr电路448的输出提供给具有可选ffe 453的驱动器。接收器ic 440处理接收到的信号，以在信道的失真效应之后恢复信号。
29.光学模块320通过电信道元件316b、312b、308b连接至如上所述的主机304。如图所
示，主机304还包括均衡器元件428，其可以包括ctle、ffe、dfe和/或cdr。由于使用了限幅器/重新定时/时钟和数据恢复以及主机304中的dfe，均衡器系统部件440、428中的一个或多个是非线性的。
30.可以理解，光学模块320和主机304两者都包括均衡器系统，这是功能的重复，并且反过来增加了成本、尺寸和功耗，并增加了故障的可能性。例如，在发射路径中，在主机dvr 306以及模块均衡器系统320中发现均衡器功能。在接收路径中，元件440和428是重复的。
31.为了克服现有技术的缺点并提供额外的好处，建议将光学模块从图3所示的实施例更改为图4的实施例，图4的实施例是根据本创新的一个实施例的发射和接收系统。比较图4和图3，相同的元件用相同的参考数字标记，并且不再描述。在该实施例中，光学模块元件504配置有发射和接收路径组件。在图4中，第一站404和第二站408被示为形成完整的链路路径。不同站404、408处的相同或相似的元件标记有相同的附图标记。因此，第一站404处的tia用与第二站408处的tia相同的附图标记来标识。
32.在主机中是具有ffe 306的驱动器，ffe 306向由元件308a、312a、316a形成的导电路径提供电信号。来自主机304的信号在发射路径中被提供给位于光学模块504中的线性ctle单元512。ctle单元512被配置为对信号执行连续时间线性均衡。线性放大器508接收ctle 512的输出，并在由tosa/激光器328将电信号转换成光学信号之前对该信号执行线性放大。在光学信道332上提供所产生的光学信号，用于发射到远程接收器。光学信道332通常被称为使得发射路径和接收路径可以共享光纤或者每个路径可以具有其自己的光纤。还预期驱动器(放大器)508和均衡器512可以合并或组合成单个元件。
33.线性放大器508、512可包括具有任何放大水平的任何线性均衡器，例如但不限于连续时间线性均衡器(ctle)，或任何类型的线性均衡器。clte块还可以包括跨所有频率的增益以增加信号的幅度。增益函数可以是具有增益块512的ctle的部分，或者可以是位于ctle的上游或下游的单独元件。通过从光学模块504移除非线性放大/均衡/重新定时/采样，减少或消除了光学模块和主机304之间的重复。这节省了空间，降低了功耗，并降低了成本。主机304中的均衡系统428可能能够处理信号以移除或逆转信道的不想要的影响，从而使得光学模块504中的均衡器组件的重复变得不必要。应当注意，与具有重新定时/采样的非线性均衡相比，线性放大对功率的要求更低、计算复杂度更低、延迟更低、实现成本更低。因此，与现有技术相比，系统操作通过更少的部件、更低的功耗、更低的成本和降低的复杂性来实现。注意，光学模块的发射路径不包括非线性cdr系统和功能。
34.转向图4中的接收路径，如上部路径所示，通过光学信道332接收光学信号，并将其提供给光电探测器408。光电探测器408将光学信号转换成电信号。产生的电信号被提供给tia 404，tia 404放大光电探测器408的电流输出并将其转换成电压。来自tia 404的放大的电压信号被提供给可变增益放大器(vga)550，其增加信号的电压幅度，使得放大量基于信道中的信号衰减。线性vga放大器550可以包括具有任何放大水平的任何线性放大器或线性均衡器，例如但不限于连续时间线性均衡器(ctle)，或者任何类型的线性均衡器或线性放大器。vga 550的输出被提供给驱动器554，驱动器554通过所示的电导体308b、312b、316b将信号发送给主机均衡器428。在该实施例中，主机均衡器428包括以下一个或多个：ctle、ffe、dfe和cdr，其中至少一个执行非线性处理。
35.如上所述，接收器ic 546内的处理是线性的，从而降低了复杂性、成本、功率、等待
时间和空间消耗。非线性均衡和采样发生在主机428内，并且主机配置有处理元件428，处理元件428能够记录接收的信号，而不需要在光学模块504中进行非线性处理。这种布置提供了本文所讨论的好处，同时仍然基于发生在接收器ic 546中的最小处理和发生在主机均衡器428中的更复杂的非线性均衡，为信号恢复提供充足的处理，主机均衡器428可以包括clte、ffe、dfe和时钟/数据恢复功能。
36.发射路径和接收路径两者中的线性放大功能确保了目标光学操作点，同时保持了在发射器训练中使用的asic发射器均衡器设置的变化的保真度。
37.基于测试和系统分析，可移除光学模块中的复杂非线性均衡器和采样，而不会显著影响性能。代替非线性均衡和采样的是线性放大器。使用为铜信道设置的主机中的均衡器执行了仿真，并执行了根据3.4db损伤的标准施加应力的输入信号。对产生的经处理的信号进行分析，以确定发生了多少损失或对灵敏度(余量)的影响。总的来说，com测试结果非常好，预期灵敏度变化很小。因此，测试表明，即使从光学模块中移除非线性均衡，仍有足够的余量来准确恢复信号。因此，对于来自光学模块的信号质量的小的但是可接受的变化，可以移除光学模块中的dsp均衡器功能，请记住，信号质量仍然可以使用主机中的非线性均衡来恢复。
38.图5图示了例如由板载光学器件协会(cobo)指定的板载光学器件系统的示例实施例。预期本文公开的任何系统或布置都可以用在板载光学模块环境中。cobo开发了高带宽板载光学器件的行业标准。cobo最近发布了板载光模块规范，其中包括400gbps和800gbps容量的标准。板载光学模块规范通过引用其整体并入本文。在该实施例中，端口604设置在主机的面板608上。光纤电缆612连接到o/e模块616，o/e模块616将光学信号转换成电信号。电信号被提供给光学模块ic 620。高速连接器628和低速连接器632在光学模块ic 620和主机pcb 624之间传送信号。主机ic(未示出)电连接到主机pcb 624。在该实施例和图7a-7c的实施例中，图4的光学模块504由光学模块ic 620表示。
39.图6a、图6b和图6c图示了主机到光学模块接口的示例配置。与图5相比，相似或相同的元件标记有相同的附图标记。在这些不同的配置中，主机ic 708执行主机处理，其可以是非线性均衡和其他非线性信号处理，而光学模块ic 620执行线性信号处理。主机pcb 624内的示例性互连712将主机ic 708连接到光学模块ic 620。各种obo配置是可能的，并且被示出。在图6a中，光学模块pcb上的光学模块ic 620被插入连接器720。这种配置可以被称为卡边缘配置。在图6b中，光学模块ic 620安装在薄pcb上，该薄pcb又连接到插座716。插座716通过主机pcb迹线712电连接到主机ic 708。这种配置可以被称为陆栅阵列配置(land grid array configuration)。在图6c中，光学模块ic 620和pcb浮动在主机pcb 624上方。这种配置可以被称为垂直双线配置。
40.随着网络技术(例如400gb以太网)速度的不断提高，人们对可插拔连接器的性能提出了担忧。此外，开关面板对于额外的可插拔连接器具有机械尺寸限制。这两个问题都在cobo规范下得到解决，该规范将连接器带到了板上。将光学器件从面板移开允许新的和创造性的设计来支持更快和更大基数开关的更高的热要求。cobo规范利用光纤作为高速、低损耗信号发射的公认介质，并定义了8通道和16通道板载光学器件(obos)的特性，用于高达1
×
400gbps和2
×
400gbps带宽容量应用。
41.本文还公开了与共同封装的光学器件和/或板载光学器件实施例一起使用的一种
或多种实现方式。如上所述，共同封装的光学器件和/或板载光学器件实施例有许多好处。传统的光学模块插入主机(图1中的元件104)。光纤电缆插入光学模块的光学端口。光学模块内部是处理元件，包括执行信号均衡的cdr和执行光电转换的其他元件。
42.为了降低光学模块的尺寸、成本和功耗，共同封装的光学器件和/或板载光学模块(以下称为共同封装的光学模块)代替了现有技术的光学模块。如下所述，共同封装的光学模块连接到光纤电缆，在该实施例中，该光纤电缆时端接有mpo连接器的带状电缆。在该实施例中，共同封装的光学模块包括每个模块两个或更多个激光器(通常每个模块四个激光器)，并且这些激光器跨多个光纤电缆共享。共同封装的光学模块具有与四个光学模块相同的信道数和处理能力，并且在处理能力、空间缩减和功耗降低方面具有更好的未来潜力。共同封装的光学模块的尺寸比现有技术的光学模块小得多。本文公开的创新可以与可插拔光学模块、板载光学器件或共同封装的光学器件一起使用。
43.本文所述的创新可以与共同封装的光学模块一起使用。在共同封装的光学模块系统中，光纤电缆将光学信号从远程位置传送到光学模块，该光学模块被配置成将光学信号转换成电信号。光学模块中的光电检测器向tia提供表示光学信号的电信号，该电信号然后被传送到dsp，以在通过xsr信道传送到主机之前恢复信号。在发射路径中，dsp在将发射数据传送到驱动器之前执行非线性重新定时，然后驱动器放大电信号并提供oe转换所需的摆幅。pd、tia驱动器和dsp构成共同封装的光学模块。dsp元件处理电信号以补偿发射路径中的xsr信道和接收路径中的光接收数据的不想要的影响。dsp可以包括均衡和其他复杂的信道补偿处理，包括重新定时/采样。dsp元件的输出通过xsr信道路由到开关裸芯。开关裸芯对所有输入的分组执行交换和重新路由。开关裸芯的操作是本领域技术人员已知的，因此在此不再详细描述。该系统还可以包括封装基板、球连接器和pcb基板。
44.该现有技术实施例遭受在每个共同封装的光学模块以及开关裸芯中的dsp的重复。即使dsp不位于开关裸芯中，具有分立dsp的众多光学模块也会建立大量昂贵、占用空间和消耗功率的dsp模块。
45.还公开了一种具有改进设计的共同封装的光学模块，该改进设计将dsp定位在共享开关裸芯中，并从众多共同封装的光学模块中的每一个中移除dsp。在该实施例中，封装基板是光学模块的部分。在该实施例中，dsp位于开关裸芯中，并且不再在众多共同封装的光学模块中的每一个中提供冗余采样功能。开关裸芯的处理能力在多个共同封装的光学模块之间共享。通过从共同封装的光学模块中移除dsp并在共享的开关裸芯中建立dsp，采样元件的数量大大减少。此外，在开关裸芯上集成dsp的成本低于在每个光学模块中建立类似能力的dsp的成本。
46.在该实施例中，封装基板内的tia和驱动器元件的通信路径是直接驱动链路，因此是非重新定时c2m/xsr接口。可以使从光学模块到开关裸芯直到dsp处理的处理路径在两个方向上都具有线性吞吐量。因此，电光转换和光电转换是线性的。保持线性接口的好处在于，非线性cdr/采样/均衡处理可以在一个地方(在开关裸芯内)发生，这进一步节省了成本、空间和功率。
47.本创新可通过任何类型的信号处理或编码方案来实现，包括pam应用。pam编码包括更高阶的调制，并且需要更难懂的和更复杂的系统来恢复信号。这反过来增加了所需cdr系统(通常在dsp内执行)的功耗、发热、成本和尺寸，以支持更高的比特率和波特率。与在每
个可插拔光学模块中单独实现dsp的实现方式相比，通过将dsp移动到asic(开关裸芯)，减少了处理元件的重复，并且降低了在更有能力的asic上的实现方式成本。将dsp或其他处理能力放置在开关裸芯(主机)中的成本低于将类似元件配置为如模块中的dsp所示的单独的分立裸芯的情况。使用本文公开的建议配置，消除了光学模块中的整个dsp裸芯。
48.上述好处和优势也适用于共同封装的光学器件实施例或现有技术可插拔模块。虽然tia和驱动器元件到dsp裸芯之间的信道或路径的长度可能更长，从而在信号质量上遭受小的损失，但是由于这种额外的短信号路径距离，位于开关裸芯中的dsp完全能够执行额外的信号恢复任务。还公开了一种直接驱动器实施例，其减小了光学模块的尺寸和密度，降低了复杂性和成本，并且降低了系统功率。
49.2020年1月10日提交的题为“最佳均衡划分(optimal equalization partitioning)”的美国临时专利申请62/959,744的内容出于所有目的通过引用并入本文。2020年9月10日提交的题为“最佳均衡划分(optimal equalization partitioning)”的美国临时专利申请63/076,863的内容出于所有目的通过引用并入本文。通过引用以上文件的任何并入都受到限制，使得不会并入与本文的明确公开相反的主题。如果本文档和通过引用并入的那些文件之间的用法不一致，则(多个)并入的引用中的用法应被视为对本文档的补充；对于不可调和的不一致，以本文档中的用法为准。
50.还公开了配置有多个共同封装的光学模块的主机设备。如图所示，一个或多个开关裸芯位于基板上。两个或更多个共同封装的光学模块位于封装上，并通过基板与开关裸芯通信，例如通过开关裸芯和共同封装的光学模块下方的球栅阵列(倒装芯片)。光纤电缆(带状电缆)连接到每个共同封装的光学模块。
51.在该示例实施例中，有两个开关裸芯在八个共同封装的光学模块之间共享。这将非线性采样元件的数量减少了一半(从共同封装的光学模块中移除了dsp功能)。这显著降低了空间、功耗、复杂性、发热和成本。根据测试，位于开关裸芯中的现有dsp具有足够的处理能力，并且能够对来自每个共同封装的光学模块的信号执行处理。
52.如上所述，共同封装的光学模块和开关裸芯共享开关裸芯的处理能力，开关裸芯位于基板上。多个共同封装的光学模块位于基板上。在这个实施例中，一个或多个dsp在开关裸芯上。通过将dsp功能与开关集成，共同封装的光模块提高了密度，并且通过集中非线性采样功能降低了整体系统功耗。
53.通过将dsp放置在开关裸芯上还实现了一个好处，因为开关裸芯(asic)的尺寸和几何形状使得添加这些dsp的成本非常小，而且肯定比每个光学模块中单独的dsp的成本低得多。因此，该实施例从光学模块中移除了phy，并将线路侧dsp集成到交换机中。其中具有dsp的开关裸芯(asic)能够驱动与tia/驱动器互连的基板，并且具有补偿整个信号路径的处理能力。总的来说，这有利于光学模块中光子学的高密度集成。
54.预期操作速度(比特率和波特率)可以是任何现有速度或未来开发的那些速度。这可以是100gb/s、200gb/s或任何其他比特率或波特率。此外，任何信令和编解码方案都可以用这种创新来实现。
55.本发明的其他系统、方法、特征和优点在检查以下附图和详细描述(包括但不限于光学器件板载应用)后对本领域技术人员来说将是或将变得显而易见。旨在将所有这些附加系统、方法、特征和优点包括在本说明书中，落入本发明的范围内，并受所附权利要求的
保护。
56.虽然已描述了本发明的各种实施例，但本领域普通技术人员应明白，本发明的范围内的更多实施例和实现方式是可能的。此外，本文描述的各种特征、元件和实施例可以以任何组合或布置来要求保护或组合。