FTGA-24TR851X-02DI 是 F-tone Networks（北亿纤通）面向 短程多通道并行数据通信与 超级计算机机柜间/机柜内互连推出的 高性能压接式 LGA 封装 24 路并行光收发一体模块。模块每路速率 10.3125Gbps（24 路总带宽 248Gbps），中心波长 850nm 多模 VCSEL，3.30V 单电源供电，高速信号引脚采用 AC CML 差分电平，工作温度范围 -55°C ~ +85°C（高温壳温），可适配 InfiniBand EDR、100G/200G/400G 高速并行光互联等场景。
主要特性 (Product Features)
- 24 路并行多模 850nm 光发射 + 24 路并行多模 850nm 光接收
- 发射、接收单通道速率均为 10.3125Gbps
- 48 芯 MT/UPC 光接口
- 200pin LGA 弹片压接式电连接器
- 封装尺寸 33.4mm × 20mm × 4mm
- 传输距离 70m @ OM3，100m @ OM4
- 工作环境温度 -55°C ~ +85°C（高温壳温）
- 内部已集成交流耦合电容，外部无需再加
- 3.3V 单电源供电，典型功耗 6.2W / 最大 8.8W
- 支持 I2C 数字诊断监控（温度、电压、接收光功率）
- I2C 地址 0xA0（写）/ 0xA1（读），通信速率 ≤ 100Kbit/s
- 支持通道级 Tx_dis / Rx_dis 控制（0x4D~0x4F / 0x56~0x58）
- 外壳 NTC 温度传感器实时监测
- 压接式 LGA 弹性接触焊盘，机械安装稳定
产品应用 (Product Applications)
- 短程多通道并行数据通信
- 超级计算机机柜间 / 机柜内互连
- InfiniBand EDR / 高速并行光互联
- 100G / 200G / 400G 数据中心并行光模块
- FPGA 高速数据采集系统
产品描述 (Product Description)
FTGA-24TR851X-02DI 是一款 高性能 24 路并行 10.3125Gbps 光收发一体模块，采用 200pin LGA 弹片压接式电连接器，可直接压接在用户主板上，无需焊接，方便维修更换。本模块面向短程并行数据通信和 HPC（高性能计算）市场：
- 光接口：尾纤光接口为 48 芯 MT/UPC，对接端也需为 MT/UPC
- 电接口：200pin LGA 弹片压接 + 4 螺钉机械固定 + 0.12N·m 紧固扭矩
- 电源：3.30V 单电源，典型功耗 6.2W
- 信号：高速 CML 差分，内部 AC 耦合，外部无需加电容
- 监控：标准 I2C 接口，可监控模块温度、电压、接收光功率
外观 (Appearance)
图 1：FTGA-24TR851X-02DI 24 路并行光模块外观示意图（以实物为准）— 33.4mm × 20mm × 4mm LGA 封装，顶部为散热金属外壳，底部 200pin LGA 弹片压接面 + 4 个螺钉固定孔 + 2 个防呆柱；尾纤 48 芯 MT/UPC 光口位于模块一端。
绝对最大额定值 (Absolute Maximum Ratings)
| 参数 (Parameter) | 符号 (Symbol) | Min | Max | 单位 (Unit) | 备注 (Notes) |
|---|---|---|---|---|---|
| 供电电压 (Supply Voltage) | Vcc | 0 | 3.6 | V | |
| 存储温度 (Storage Temperature) | Tstg | -55 | +100 | °C | |
| 相对工作湿度 (Relative Humidity) | RH | 5 | 85 | % | 非凝结 |
| ESD 防护值1 (差分信号引脚除外) | ESD1 | – | 1000 | V | |
| ESD 防护值2 (差分信号引脚) | ESD2 | – | 500 | V |
⚠️ 超过任一最大额定值可能造成模块永久性损坏。模块应在推荐工作条件下使用。
推荐工作条件 (Recommended Operating Conditions)
| 描述 (Description) | 符号 (Symbol) | Min | Typ | Max | 单位 (Unit) | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 工作电压 (Supply Voltage) | Vcc | 3.14 | 3.30 | 3.46 | V | |
| 工作温度 (Case Operating Temperature) | Tcase | -55 | 25 | 85 | °C | 高温壳温 |
| 差分输入匹配阻抗 (Diff Input Z) | Zin | – | 100 | – | Ω | |
| 差分输出匹配阻抗 (Diff Output Z) | Zout | – | 100 | – | Ω | |
| 差分信号输入电压 (Diff Input Voltage) | Vdiff-in | 300 | – | 900 | mVpp | |
| 单通道速率 (Single Channel Rate) | S | 1.025 | 10.3125 | 10.3125 | Gbps | |
| 传输距离 (OM3) | D1 | 0.5 | – | 70 | m | OM3 |
| 传输距离 (OM4) | D2 | 0.5 | – | 100 | m | OM4 |
| 功耗 (Power) | P | – | 6.2 | 8.8 | W | @3.3V |
| 工作电流 (Supply Current) | Icc | – | 1800 | 2500 | mA | @3.3V |
光电性能指标 (Optical & Electrical Performance)
| 描述 (Description) | 符号 (Symbol) | Min | Typ | Max | 单位 (Unit) | 备注 (Notes) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 发射光电特性 Transmitter | -55~85°C @ 10.3125Gbps PRBS31 Vcc=3.3V | |||||
| 平均发射光功率 (Avg Optical Power) | Po | -5 | – | 2 | dBm | 单通道 |
| 中心波长 (Center Wavelength) | λ | 840 | 850 | 860 | nm | |
| 消光比 (Extinction Ratio) | ER | 4 | – | – | dB | |
| 光眼图模板裕量 (Eye Mask Margin) | Margin | 5 | – | – | % | |
| 接收光电特性 Receiver | -55~85°C @ 10.3125Gbps PRBS31 Vcc=3.3V | |||||
| 接收灵敏度 (Sensitivity) | Pin | – | – | -10 | dBm | BER≤10⁻¹² |
| 饱和光功率 (Saturation) | Pin(SAT) | 2 | – | – | dBm | |
| 中心波长 (Center Wavelength) | λ | 840 | 850 | 860 | nm | |
| 差分信号输出电压 (Diff Output Voltage) | Vdiff-out | 200 | 400 | 800 | mVpp |
DDMI 数字诊断监控 (DDMI Monitor)
| 项目 (Item) | 符号 (Symbol) | 监控范围 (Range) | 监控精度 (Accuracy) | 备注 (Notes) |
|---|---|---|---|---|
| 温度 (Temperature) | △T | -55℃~85℃ | ±3℃ | 高温壳温 |
| 电压 (Voltage) | △V | 3V~3.6V | ±0.1V | |
| 接收光功率 (RX Power) | △Px | -9dBm~3dBm | ±3dB |
电接口引脚定义 (Electrical Pin Definition)
图 2：FTGA-24TR851X-02DI 电接口引脚定义图（从主板顶部向下俯视，出纤方向参考图示）— 200pin LGA 阵列分布：Din1~Din24（24 路发射差分对）+ Dout1~Dout24（24 路接收差分对）+ 多路 VCC 3.3V + 多路 GND + SCL/SDA（I2C）+ SD（信号检测）+ NTC（外壳温度传感器）+ NIC + DNC。
引脚详细定义 (Pin Description)
| 名称 (Name) | 电平 (Level) | I/O | 引脚定义 (Description) | 备注 (Notes) |
|---|---|---|---|---|
| Din[1:24]P | CML | 输入 | 发射通道电信号正相输入端 (TX Diff P) | |
| Din[1:24]N | CML | 输入 | 发射通道电信号反相输入端 (TX Diff N) | |
| Dout[1:24]P | CML | 输出 | 接收通道电信号正相输出端 (RX Diff P) | |
| Dout[1:24]N | CML | 输出 | 接收通道电信号反相输出端 (RX Diff N) | |
| VCC | 电源 | – | 电源 3.3V Power Supply | |
| GND | 电源 | – | 公共地 Common Ground | |
| SD | LVTTL | 输出 | 信号检测 (高=正常；低=至少1通道功率异常) | |
| SCL | LVTTL | 输入 | I2C 时钟接口 (I2C Clock) | |
| SDA | LVTTL | 输入/输出 | I2C 数据接口 (I2C Data) | |
| NIC | / | / | 无内部链接 (悬空或接地) | |
| DNC | / | / | 禁止连接 (必须悬空) |
光接口定义 (Optical Interface Definition)
图 3：FTGA-24TR851X-02DI 光接口定义图（面向 MT 端面，窗口朝下）— 48 芯 MT/UPC 标准连接器，Tx 通道 1~24 + Rx 通道 1~24 各占 24 芯，对接端必须为 MT/UPC 以保证链路性能。
结构尺寸与 PCB Layout (Mechanical Dimensions & PCB Layout)
图 4：FTGA-24TR851X-02DI 模块外形尺寸图 — 33.4mm × 20mm × 4mm LGA 封装 + 4 螺钉固定孔位（4-Φ2.2mm，推荐 0.12N·m 紧固扭矩）+ 2 防呆导针孔 + 200pin 弹片压接区。
图 5：FTGA-24TR851X-02DI 推荐 PCB Layout 设计尺寸图 — 主板对应压接式 LGA 焊盘 + 高速差分走线 100Ω 阻抗控制 + 盘中孔设计（差分信号线通孔 8mil/16mil）+ 4 螺钉过孔 + 2 导针定位孔。
用户主板 PCB 设计基础要求 (PCB Design Requirements)
| 内容 (Item) | 具体要求 (Requirement) | 备注 (Notes) |
|---|---|---|
| 阻抗要求 (Impedance) | 差分 100±10Ω | |
| 过孔要求 (Via) | 压接式焊盘中的过孔，要求树脂塞孔，电镀填平 | |
| 焊盘平整度 (Pad Flatness) | 压接式焊盘，要求最大共面度 ≤ 0.05mm | |
| 阻焊要求 (Solder Mask) | 压接焊盘整个焊盘区域不允许敷绿油 | |
| 等长要求 (Length Match) | 差分信号线长度尽量等长，差异控制在 5mil 以内 | |
| 10G 以内 (≤10G) | Middl Low Loss 级别超材料 (0.012≤Df<0.016)，如台耀 TU862HF | |
| 10G<速率≤15G | Low Loss 级别材料 (0.008≤Df<0.012)，如松下 M4 | |
| 15G<速率≤25G | Very Low Loss 级别材料 (0.004≤Df<0.008)，如松下 M6 | |
| >25G | Ultra Low Loss 级别材料 (Df<0.004)，如 Rogers 3003 | |
| 表面处理 (Surface Finish) | LGA 焊盘镀硬金（硬金金厚 ≥ 0.762um） |
💡 高速差分信号走线要求：盘中孔（树脂塞孔+电镀填平）、扇出过孔、地焊盘+电源焊盘周围铺铜区增强载流、换层过孔伴地孔、差分对间距 ≥ 3W、I2C 信号线远离差分线 ≥ 3W、参考平面完整。
I2C 通信与寄存器映射 (I2C Communication & Register Map)
图 6：多只模块 I2C 操作方案 — 通过多条 I2C 总线分别访问各模块（或使用 I2C Switch 芯片），每模块地址固定 0xA0/0xA1。
通信地址：0xA0（写）0xA1（读）
通信速率：≤ 100Kbit/s
关键约束：主机需检测并等待从机（模块）的时钟延展——等待从机将 SCL 从 LOW 变成 HIGH 后才可进行后续操作（I2C 协议规定）
| Address(Hex) | Type | Description |
|---|---|---|
| 0x06 | RO | 总告警寄存器 (Global Alarm) |
| 0x10 | RO | 温度告警寄存器 (Temperature Alarm) |
| 0x11 | RO | 电压告警寄存器 (Voltage Alarm) |
| 0x12~0x13 | RO | 模块温度监控量 (Module Temperature) |
| 0x16~0x17 | RO | 模块电压监控量 (Module Voltage) |
| 0x4D~0x4F | RW | 发射通道使能寄存器 (TX Channel Enable: 1~8 / 9~16 / 17~24) |
| 0x56~0x58 | RW | 接收通道使能寄存器 (RX Channel Enable: 1~8 / 9~16 / 17~24) |
💡 数据存储规则：所有数据遵循大端模式（高字节存放在低地址中）；RW 寄存器为易失性读写；RO 为只读；有符号数据按补码存储。
温度寄存器示例：0x12=MSB, 0x13=LSB；16 位有符号数；最小单位 1/256°C；范围 -128°C ~ +127.996°C（壳温）
电压寄存器示例：0x16=MSB, 0x17=LSB；16 位无符号数；最小单位 0.1mV；范围 0~6553.5mV
推荐外围电路 (Recommended Peripheral Circuit)
模块对应主板的外围配置电路设计示意（高速 CML 差分，模块内部已集成 AC 耦合电容）：
- 电接口高速电信号采用交流耦合设计，模块内部已集成交流耦合电容，外部无需再加
- 高速信号路径中，LGA 连接器、过孔是影响阻抗的关键点，Layout 时着重关注
- 建议用户安装使用时根据系统绝缘要求，增加电气隔离措施
- 推荐将光模块金属外壳与系统信号地之间相连，确保有效的电磁兼容和静电防护
- 高速信号走线保证差分阻抗 100Ω，等长设计
模块安装 (Module Installation)
- 螺钉紧固顺序：按 1→2→3→4 顺序循环，每次顺时针旋进 1/3 圆周，最终紧固至 0.12N·m（推荐使用扭矩扳手）
- 禁止行为：直接将某一端或某一角一次直接紧固锁死，会导致模块偏移受力不均，后续无法修正
- 静电防护：ESD HBM ≥ 1000V（差分信号引脚 500V），属 ESD 敏感器件，必须佩戴防静电腕带操作
静电防护等级 (ESD Protection Level)
| 静电类型 | 说明 | Max | 单位 | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| ESD HBM | 人体模式 | 1000 | V | 差分信号引脚为 500V |
订购信息 (Ordering Information)
| 产品型号 | 封装形式 | 光、电接口 | 单路传输速率 | 工作温度 | 传输距离 | 工作波长 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| FTGA-24TR851X-02DI | LGA 封装 (33.4×20×4mm) | 48 芯 MT/UPC、200pin 电连接器 | Tx/Rx: 10.3125Gbps | -55℃~85℃ | 70m@OM3 / 100m@OM4 | Tx/Rx: 850nm |
关于 F-tone Networks 北亿纤通
公司联系信息 (Company Information)
公司名称：北亿纤通 | F-tone Networks
所在地区：中国四川天府新区
服务区域：全球
企业电话：028-85255257
企业传真：028-85977702
企业手机：19081343401
官方网站：https://www.f-tone.com/
人事部：hr@f-tone.com
市场部：sales@f-tone.com
技术支持：support@f-tone.com
本产品为【FTGA-24TR851X-02DI 24路 10.3125Gbps 850nm LGA 压接式并行光模块】产品线，详细信息，请联系我们的销售人员，谢谢！
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