古河QSFP形态 ELS设计: 带尾纤QSFP形态如何落地

更新时间：2026-01-22

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在 housing=55℃ 条件下，QSFP ELS 实现：

8×20 dBm（总0.8 W）
整机功耗 5.6 W
模块级 PCE 14.3%

并且装入壳体后温升仅 case-housing ≈ 0.7℃，功耗计算与实测一致。

4. 8通道 TOSA 的特性

4.1 实物结构

图8给出 8 通道 TOSA 的实物照片。基板左侧通过 FPC（柔性电路板）与各通道 LD/PD实现电连接；基板右侧 8 根 PMF（保偏光纤）从 TOSA 的铝盖处引出。尾纤处有胶水保护。

要点：左侧是电连接界面，右侧是光输出界面（8 路 PMF），这决定了后续 QSFP 壳内的布置必须同时兼顾电连接密度与光纤引出/应力隔离。

4.2 光功率与电流特性——耦合效率与工作电流的稳定性

图9展示了 case=25℃ 与 55℃ 下，8 通道光纤耦合输出功率随 LD 偏置电流变化的曲线。结果表明：

无论 case 温度如何变化，耦合效率保持在 80%–85% 的一致水平；
在 case=25℃ 与 55℃ 下，实现 20 dBm（100 mW） 的偏置电流均可做到 <300 mA，低于此前预估的 350 mA。

为什么<300 mA很关键？（这句话直接与模块功耗 5.6 W强相关）
模块级功耗里有一大块来自供电链路：3.3 V → DC/DC → LD bias。当达到目标光功率所需电流更低时，意味着：
1）LD 本体电功耗更低（I 降了，I·V 自然下降）；
2）DC/DC 的输出功率需求更低，转换损耗也跟着下降；
3）在 APC（恒功率）模式下，为补偿温漂所需的电流裕量更充足，更容易在 55℃ 仍把整机功耗压在 5–6 W 量级。
换句话说：这是 14.3% 模块级 PCE 能成立的先决条件之一。

4.3 光谱与单纵模质量——波长与 SMSR

图10给出所有通道的实测光谱：

各通道波长满足 CWDM4 波长要求；
各通道 SMSR > 50 dB，说明谱线干净，有利于降低串扰与噪声劣化风险。

4.4 TOSA 级 PCE

在 case=55℃ 下，该 TOSA 可实现全通道均达到 20 dBm 的光纤耦合输出，总光功率为：

Popt_total = 8 × 100 mW = 0.8 W

同时 TOSA 功耗低至：

Pin_TOSA = 3.7 W

因此 TOSA 级 PCE 为：

PCE_TOSA = 0.8 / 3.7 ≈ 21.2%

提醒：这里的 TOSA 级 PCE 不包含控制/驱动电路与 DC/DC 电源转换损耗；而后续 QSFP ELS 的 模块级 PCE（14.3%）是整机的，两者必须分开对比。

本节一句话结论：TOSA 作为光源引擎，在 55℃ case 下已经做到了高耦合（80–85%）+ 低电流（<300 mA）+ 干净光谱（SMSR>50 dB）+ 高效率（21.2%）；后续任务是：把它装进 QSFP 后仍然守住这些输入条件，并把系统损耗压到足够低，让模块级 PCE 站得住。

5. Pigtailed-QSFP ELS 的结构与设计要点

5.1 线缆与 MPO 端：PMF 慢轴如何定义、如何对准？

他们在 MT/MPO 端面建立两个参考线：

Target line（目标线）
穿过导针孔中心的连线（机械参考）
Alignment line（对准线）
穿过 PMF 两处应力区中心并经过纤芯中心的连线（慢轴参考）
通过端面目视旋转每根 PMF，使 alignment line 与 target line 重合，并定义 rotational angle error（目标 <±3°，实测在 0.1–1.6°范围）。