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  • 发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管 (LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是:一定...

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    光模块基本知识

    1、定义:

    光模块:也就是光收发一体模块。

    2、结构:

    光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。

    发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管 (LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。

    接收部分是:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号,输出的信号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。

    3、光模块的参数及意义

    光模块有很多很重要的光电技术参数,但对于SFP这种热插拔光模块而言,选用时最关注的就是下面三个参数:

    1)中心波长

    单位纳米(nm),目前主要有3种:

    850nm(MM,多模,成本低但传输距离短,一般只能传输500M);

    1310nm(SM,单模,传输过程中损耗大但色散小,一般用于40KM以内的传输);

    1550nm(SM,单模,传输过程中损耗小但色散大,一般用于40KM以上的长距离传输,最远可以无中继直接传输120KM)

    除了以上几种常规波长,在多路传输中还会用到CWDM波长(SM,单模,彩光模块),DWDM波长(SM,单模,彩光模块)

    2)传输速率

    每秒钟传输数据的比特数(bit),单位bps。

    目前常用的有7种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps、25Gbps、40Gbps、100Gbps等。传输速率一般向下兼容,因此155M 光模块也称FE(百兆)光模块,1.25G光模块也称GE(千兆)光模块,10G光模块也称10GE(万兆)光模块,这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外,在光纤存储系统(SAN)中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。

    3)传输距离

    光信号无需中继放大可以直接传输的距离,单位千米(也称公里,km)。 光模块一般有以下几种规格:多模550m,单模20km、40km、80km和120km等等。

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    除以上3种主要技术参数(波长,速率,距离)外,光模块还有如下几个基本概念,这些概念只需简单了解就行。

    a、激光器类别

    激光器是光模块中最核心的器件,将电流注入半导体材料中,通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB激光器,它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同,DFB激光器的价格比FP激光器贵很多。传输距离在40KM以内的光模块一般使用FP激光器;传输距离≥40KM的光模块一般使用DFB激光器。

    b、损耗和色散

    损耗是光在光纤中传输时,由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失,这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等,从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端,导致脉冲展宽,进而无法分辨信号值。这两个参数主要影响光模块的传输距离,在实际应用过程中,1310nm光模块一般按0.35dBm/km计算链路损耗,1550nm光模块一般按0.20dBm/km计算链路损耗,色散值的计算非常复杂,一般只作参考。

    c、发射光功率和接收灵敏度

    发射光功率指光模块发送端光源的输出光功率,接收灵敏度指在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率。两者都以dBm为单位,是影响传输 距离的重要参数。光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。损耗限制可以根据公式:损耗受限距离=(发射光功率-接收灵敏度)/光纤衰减量 来估算。光纤衰减量和实际选用的光纤相关。一般目前的G.652光纤可以做到1310nm波段0.5dB/km,1550nm波段0.3dB/km甚至更佳。50um多模光纤在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。对于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限,可以不作考虑。10GE光模块遵循802.3ae的标准,传输的距离和选用光纤类型、光模块光性能相关。

    d、光模块的使用寿命

    国际统一标准,7x24小时不间断工作5万小时(相当于5年)。

    e、光纤接口

    SFP光模块一般是LC接口的。

    光模块基本原理

    光收发一体模块(Optical Transceiver)

    光收发一体模块是光通信的核心器件,完成对光信号的光-电/电-光转换。由两部分组成:接收部分和发射部分。接收部分实现光-电变换,发射部分实现电-光变换。

    发射部分:

    输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管(LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路(APC),使输出的光信号功率保持稳定。

    接收部分:

    一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号,经前置放大器后输出相应码率的电信号,输出的信号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。

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    光模块分类

    1、按应用分类

    以太网应用的速率:100Base(百兆)、1000Base(千兆)、10GE、25G、40G、100G。 SDH应用的速率:155M、622M、2.5G、10G。

    2、按封装分类

    按照封装分:1x9、SFF、SFP、GBIC、XENPAK、XFP、QSFP、SFP28、QSFP28。

    1x9封装——焊接型光模块,一般速度不高于千兆,多采用SC接口。

    SFF封装-——焊接小封装光模块,一般速度不高于千兆,多采用LC接口。

    GBIC封装——热插拔千兆接口光模块,采用SC接口。

    SFP封装——热插拔小封装模块,目前最高数率可达4G,多采用LC接口。

    XENPAK封装——应用在万兆以太网,采用SC接口。

    XFP封装——10G光模块,可用在万兆以太网,SONET等多种系统,多采用LC接口。

    QSFP封装——40G光模块,应用在以太网,采用MPO接口。

    SFP28封装——25G光模块,应用在以太网,采用LC接口。

    QSFP28封装——100G光模块,应用在以太网,采用MPO接口。

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    3、按激光器分类

    LED、VCSEL、FP LD、DFB L。

    4、按波长分类

    850nm、1310nm、1550nm、CWDM波长、DWDM波长等。

    5、按使用方式分类

    非热插拔(1x9、SFF),可热插拔(GBIC、SFP、XENPAK、XFP、QSFP、SFP28、QSFP28)。

    随着人们对带宽的需求越来越高,网络得到了快速发展。100G是100G网络的重要组成部分,现在已经出现了多个标准和封装类型。

    100G光模块的种类

    根据封装方式的不同,100G光模块主要有CFP/CFP2/CFP4、CXP和QSFP28三大类,其中,CFP/CFP2/CFP4和CXP是早期100G光模块的封装方式,QSFP28则是新一代100G光模块的封装方式,而且现在已经成为100G光模块的主流封装。100G QSFP28光模块的原理与 QSFP+光模块的类似,采用4x25 Gbps的方式传输100G光信号。

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    100G光模块标准

    自100G网络问世后,IEEE、多源协议(MSA)行业联盟等机构都针对100G光模块制定了多个标准。在众多标准中,多源协议(MSA)行业组织制定的PSM4和CWDM4标准更加适合现在市场上主流的100G QSFP28光模块。下表是一些常见100G光模块标准的具体情况:

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    推出100G PSM4标准主要是为了降低昂贵的100GBASE-LR4应用的光模块成本,100G PSM4光模块是单模并行四通道光模块,主要适用于500米的应用场合。100G CWDM4标准则主要是针对数据中心2km 100G链路的部署而制定,100G CWDM4光模块的接口符合双工单模2km 100G光接口规范,传输距离可以达到2km。

    主要检测项目

    发光功率:直接连接光模块发光口

    接收灵敏度:用可调衰减器连接发光口和收光口,测出最低收光光功率

    误码率:通过误码仪给光模块加信号,同步检测误码

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    发射眼图:通过眼图仪查看光模块信号的质量

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  • 发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管 (LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。接收部分是:一定...

    一、光模块基本知识

    1、光模块的定义:

    光模块:也就是光收发一体模块。

    2、光模块的结构:

    光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成,光电子器件包括发射和接收两部分。

    发射部分是:输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器(LD)或发光二极管 (LED)发射出相应速率的调制光信号,其内部带有光功率自动控制电路,使输出的光信号功率保持稳定。

    接收部分是:一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经前置放大器后输出相应码率的电信号,输出的信号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。

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    3、光模块的参数及意义

    光模块有很多很重要的光电技术参数,但对于GBIC和SFP这两种热插拔光模块而言,选用时最关注 的就是下面三个参数:

    中心波长

    单位纳米(nm),目前主要有3种:

    850nm(MM,多模,成本低但传输距离短,一般只能传输500M); 1310nm (SM,单模,传输过程中损耗大但色散小,一般用于40KM以内的传输);

    1550nm (SM,单模,传输过程中损耗小但色散大,一般用于40KM以上的长距离传输,最远可以无中 继直接传输120KM);

    传输速率

    每秒钟传输数据的比特数(bit),单位bps。

    目前常用的有4种: 155Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps、10Gbps等。传输速率一般向下兼容,因此155M 光模块也称FE(百兆)光模块,1.25G光模块也称GE(千兆)光模块,这是目前光传输设备中应用最多的模块。此外,在光纤存储系统(SAN)中它的传输速率有2Gbps、4Gbps和8Gbps。

    传输距离

    光信号无需中继放大可以直接传输的距离,单位千米(也称公里,km)。 光模块一般有以下几种规格:多模550m,单模15km、40km、80km和120km等等。

    二、光模块基本概念

    1、激光器类别

    激光器是光模块中最核心的器件,将电流注入半导体材料中,通过谐振腔的光子振荡和增益射出激光。目前最常用的激光器有FP和DFB激光器,它们的差异是半导体材料和谐振腔结构不同,DFB激光器的价格比FP激光器贵很多。传输距离在40KM以内的光模块一般使用FP激光器;传输距离≥40KM的光模块一般使用DFB激光器。

    2、发射光功率和接收灵敏度

    发射光功率指光模块发送端光源的输出光功率,接收灵敏度指在一定速率、误码率情况下光模块的最小接收光功率。这两个参数的单位都是dBm(意为分贝毫瓦,功率单位mw的对数形式,计算公式为10lg,1mw折算为0dBm),主要用来界定产品的传输距离,不同波长、传输速率和传输距离的光模块光发射功率和接收灵敏度都会不同,只要能确保传输距离就行。

    3、损耗和色散

    损耗是光在光纤中传输时,由于介质的吸收散射以及泄漏导致的光能量损失,这部分能量随着传输距离的增加以一定的比率耗散。色散的产生主要是因为不同波长的电磁波在同一介质中传播时速度不等,从而造成光信号的不同波长成分由于传输距离的累积而在不同的时间到达接收端,导致脉冲展宽,进而无法分辨信号值。这两个参数主要影响光模块的传输距离,在实际应用过程中,1310nm光模块一般按0.35dBm/km计算链路损耗,1550nm光模块一般按.20dBm/km计算链路损耗,色散值的计算非常复杂,一般只作参考。

    4、光模块的使用寿命

    国际统一标准,7Х24小时不间断工作5万小时(相当于5年)。

    SFP光模块都是LC接口的,GBIC光模块都是SC接口的,其他接口还有FC和ST等。

    这些知识你都知道吗?

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  • 二十多年前,推出了第一款基于IGBT的高压电源模块。今天,它是用于牵引,电机驱动和可再生能源应用的行业标准。随着对温度,开关频率和更高功率密度的要求不断提高,再加上系统成本降低和可靠性提高,这就产生了一种...

    二十多年前,推出了第一款基于IGBT的高压电源模块。今天,它是用于牵引,电机驱动和可再生能源应用的行业标准。随着对温度,开关频率和更高功率密度的要求不断提高,再加上系统成本降低和可靠性提高,这就产生了一种新的解决方案。日立推出的新工业标准包,名为nHPD 2。nHPD 2封装意味着中压电源转换器设计的发展。

    最低的杂散电感可为SiC和日立的侧壁栅极IGBT提供优化的性能,使市场能够针对其特定的设计挑战选择最佳解决方案,并设置在1700V至6.5kV的范围内。

    nHPD 2

    nHPD 2系列提供高功能半桥电源模块,集成了温度传感器和电流检测端子,可实现最佳设计性能。

    该系列提供双封装外形,适用于各种电压和电流额定值,具有相同的占地面积但高度不同,可与前IHM标准设定的高度一致,从而实现通用的机械设计和高水平的设计重复用于具有不同额定值的转换器。紧凑的外形,高功率密度便利和坚固的结构使设计人员能够实现业界领先的转换器设计。

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    图1. nHPD 2系列低(左)和高压封装

    产品阵容

    nHPD 2系列产品系列涵盖1700V 至6500V额定模块,额定电流高达1200A。LV包装中的所有产品现已作为样品或批量生产提供,包括:

    · 1700V,900A SiC - MBM900FS17AL

    · 1700V,1000A Si - MBM1000FS17G

    · 1700V,1200A Si - MBM1200GS17G2

    · 3300V,450A Si - MBM450FS33F

    · 3300V,600A SiC - MSM600FS33AL

    · 3300V,800A SiC - MSM800FS33AL

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    图2.世界上最高功率密度,nHPD 2 3.3kV / 800A,无SBR二极管

    HV封装的目标产品组合于2019年上半年开始推出,如表1所示。

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    表1. HV目标投资组合

    最新技术

    日立继续将最新的技术突破应用于nHPD 2系列,以继续扩展性能范围。最新一代侧栅IGBT,SiC,板上温度传感和铜烧结的应用改善了芯片连接,确保了最佳的输出功率,能量损耗,控制和寿命。

    低损耗,高可控性:电机系统成本优势

    与传统的沟槽IGBT相比,侧栅IGBT可降低能量损耗并提高可控性。如图3a所示,损耗折衷可以通过关闭能量降低35%或饱和电压降低15%来提高。低栅极电荷降低了栅极驱动器的负载,并且低反向恢复dv / dt和电压过冲允许优化开关以进一步降低开关损耗,并且可以轻松集成到转换器中,如图3b所示。

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    图3.侧栅IGBT性能。Vce - Eff权衡(左); Eon + Err -recovery dV

    此外,转换到应用程序级别的成本效益,可以考虑两个选项。代替完全专注于降低系统电效率(Eon + Err),有机会权衡降低电机或发电机成本的全部好处。由于电机和dv / dt滤波器的成本可以与提供的隔离水平相关联,通过放宽关断和恢复损耗性能,可以降低开关dv / dt(kV / us),从而可以放宽电机规格并降低成本下来享受。例如,基于具有隔离7kV / us的电动机的现有设计,通过接受现状Eon + Err效率,电动机隔离可以降级到2kV / us。调查普通电机供应商,我们可以将其转换为从具有增强绕组隔离的电机向具有IEC / TS 60034-17标准隔离的电机的转换。成本优势是2.5倍,相当于30kW电机的成本节省1.5k€。

    进一步降低电机成本潜力,侧壁栅极的市场领先的栅极电容值(Qg)显着降低了驱动栅极所需的功率。额定电流为1400A / 1700V的传统IGBT半桥模块的典型GDU可能每GDU消耗2x10W的功率。采用低Cres侧壁闸门仅需2x5W。转换为货币利益,GDU解决方案的成本下降机会可能减少50%。

    侧栅IGBT的反向传输电容(Cres)减小,可提高短路性能,同时控制更好的栅极电压和更低的峰值集电极电流。这提供了一种在短路条件下更稳健的功率模块,并减少了转换器设计中必须处理的电流。

    最长寿命和功率密度

    采用日立专有的铜烧结来代替IGBT芯片和基板之间的焊料层,大大提高了模块的坚固性,特别是与标准焊料相比,功率循环寿命提高了10倍。它还改善了所有管芯的热阻抗和二极管的I2t,并提供尽可能高的功率密度。这特别适用于需要激进加速和高动态任务剖面的高性能牵引和风力设计,同时确保系统整个使用寿命期间的总体可靠性。图4显示了烧结的铜纳米颗粒,以形成牢固的芯片连接接头。

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    图4.铜烧结模具连接过程

    图5显示了功率循环超过400k循环后的横截面图像,其中Δj= 125K且Tjmax = 175°C,在用于较小目标的市场中设置新的耐久性基准,如ΔTj= <100K和Tjmax = 150° C。

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    图5.电源循环后的横截面

    下一代硅IGBT

    nHPD 2还针对称为双侧门的下一代日立硅IGBT进行了优化。日立的主要战略是在nHPD 2封装中提供最佳的硅IGBT和SiC MOSFET性能,使我们的客户系统灵活而成功。双侧栅极IGBT突破了硅的传统性能限制。通过应用动态载波控制,与传统沟槽IGBT相比,关断损耗可降低45%,并且Eoff-Vce(sat)权衡接近SiC MOSFET但使用标准硅工艺。为了突破对IGBT损耗降低的限制,已经发现在关断开关之前控制载流子浓度的技术非常有效。

    图6显示了用于高和低空穴注入结构的尖端侧栅HiGT上的模拟存储载流子密度分布和VCEsat和Eoff的性能。

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    图6.前沿侧栅IGBT的孔的模拟载流子分布

    调整p-集电极剂量浓度使得能够控制漂移层中的电导率调制。然而,由于来自MOS栅极的累积层的注入载流子,不能有效地控制发射极表面附近的载流子密度。该累积的载流子在关断切换期间导致大的关断电流,然后限制IGBT Eoff进一步降低。作为打破这种限制的方法,我们考虑理想的存储载波配置文件,如图7所示。

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    图7.低密度载波分布,低损耗性能

    在IGBT的导通状态下,应该存储大量的载流子用于低VCEsat,而在关断开关之前,应该减少漂移层的发射极表面区域附近存储的载流子浓度以促进漂移的耗尽层,减少低Eoff的关断电流。通过应用这一想法,降低了Eoff,同时保持了较低的VCEsat,从而突破了传统的IGBT限制:导通与开关损耗权衡性能。

    图8示出了双侧门HiGT结构的示意性剖视图。

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    图8.提出的新型双侧栅极IGBT的概念和结构

    驱动两个独立的栅极可实现电导率调制的有效可控性。在导电模式中,两个侧栅极用于注入大量电子,从而降低VCE(sat)。在切换事件之前,两个侧门中的一个被关闭而另一个门保持在接通状态以减少存储的载波量,从而在最终关闭期间实现更快的切换。除了关键的双栅极通道功能外,标准侧壁栅极结构的优点同样适用。这意味着低米勒电容,易驱动和减少的短路峰值电流,每个都有助于提高器件和系统的耐用性。

    模拟双侧栅极HiGT,图9显示了导电模式下的模拟存储载流子分布(VGsE / VGcE = +15 V / + 15 V)和开关模式(VGsE / VGcE = +15 V / -15 V)。

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    图9.双侧栅极IGBT的模拟存储载流子分布

    在导电模式中,从两个栅极注入电子,并且通过产生的电导率调制效应增加发射极区域附近存储的载流子浓度。另一方面,通过单栅极关断控制减小了表面发射极区域处存储的载流子密度。图10显示了双侧栅极HiGT的模拟输出特性。

    关于后续关于下一代SiC“TED-MOS”以及模块化和可扩展性的内容请打开下面链接进行浏览:

    https://www.eetoday.com/application/consume/201905/78241.html

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    1. 分析外挂需要考虑是否修改了代码,数据,是否有模块注入。可以用pchunter中dump外挂运行前后的代码段来判断。如果发现外挂有驱动文件,那么就把驱动文件dump出来,用ida静态分析下,如果发现有大量的读写操作。驱动文件肯定会和应用层进行通信,我们可以hook DeviceIOControl来打印通信的数据。
    2. 外挂无注入模块,猜测通过跨进程读写内存,修改代码或模拟协议实现。使用netpeeker网络抓包工具,观察外挂网络收发包情况,发现并没有大量发包过程,猜测可能通过跨进程读写实现或修改代码实现。
    3. 从驱动通信入手,对deviceiocontrol下断点,得到通信对象
    4. 开启外挂后,用spy++监控游戏内消息模拟,在键鼠未操作情况下,接受到大量的模拟按键模拟消息:来验证是否是模拟外挂。还要分析下进程的钩子。
    5. 通过分析游戏的文件来分析反外挂的机制。在IDA中没有常规的入口代码,IDA并不能直接分析出程序的流程图。因此可以认定,xxxx.exe是经过保护的。
    6. 如果工具被检测到的话,可以用多个版本进行测试看会不会还有问题,检测的一般都是窗口文字或者特征码,进程名称模块名称。
    7. 修改ntdll的DbgBreakPoint以及DbgUserBreakPoint,将原先的Int 3修改为NOP将这两个函数NOP掉之后,调试器没有办法直接附加上。
    8. 分析外挂EXE模块,观察其注入过程。运行外挂EXE后DUMP进行静态分析。
    9. 模拟类型的外挂,可以用spy++工具来监控游戏主窗口的消息,SPY++ 还可以监视进程的消息。
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无模块驱动注入