2019 年開始為5G 發展週期，隨著 5G 的發展，互聯網將成為未來之趨勢，智慧家庭、智慧工廠乃至智慧城市得以實現。因此，從基礎建設到連網裝置，皆需支援 5G 的應用，電信業者也紛紛為 5G 時代的來臨，規劃 5G 頻段及相關的傳輸規範。

光模組為 5G 網路中不可或缺的一環，因此新唐提供一套完整的光模組解決方案—NuMicro M030G/ M031G 系列，M031G 系列更是全球第一顆硬體調頂 MCU。不論是從數通領域到電信領域的應用；從現有的光傳輸場景所使用的通用光模組，到新興的 5G 前傳波分複用 ( Wavelength Division Multiplexing, WDM ) 場景的調頂光模組，皆能支援其應用需求。新唐的 NuMicro M030G 系列適用於通用光模組，而全球第一顆硬體調頂 MCU NuMicro M031G 系列則專為調頂光模組設計。

NuMicro M030G/ M031G系列特色

• 硬體曼徹斯特轉碼器 ( M031G 系列)：調製及解調低頻微擾信號
• DAC 支援自動資料產生功能 ( M031G 系列)：可於 500 kHz 的頻率下產生 32 點平順的正弦波做為調頂功能輸出使用
• 內置溫度感測器：0 °C 至 70 °C 的精度為 ± 1.6 °C；-40 °C 至 105 °C 的精度為 ± 2 °C
• 小封裝： QFN24 3x3 mm；QFN33 4x4 mm
• I²C：支援 1 MHz 從機模式且不會拉住 SCL，出廠預燒 I²C Bootloader

圖 1 NuMicro M030G/ M031G 系列特色

通用光模組 MCU

圖 2 NuMicro M030G 系列方框圖

光模組兩端分別連接了電口及光口，並在電口端利用 I²C 與上位機做溝通。光模組的功能是將光或電的信號轉換為電或光信號並做傳輸，因此光模組是由光發射次模組 ( TOSA ) 及光接收次模組 ( ROSA ) 兩部分所組成。光功率會受溫度變化的影響，所以需要監控光模組的狀態，並提供參考電壓做調整。因此 MCU 必須具備量測溫度的能力—溫度感測器，以及量測和調整電壓的能力— ADC 與 DAC。除此之外，光模組的尺寸非常的小，因此 MCU 也必須為小封裝。也因為小尺寸的關係，光模組通常除了 I²C 介面以外，無空間預留其他的介面。

新唐的 NuMicro M030G/ M031G系列專為光模組所設計，除了充足的DAC及ADC之外，皆內建溫度感測器、提供 QFN24 及 QFN33 的小封裝選擇，並且配有兩組 I²C 介面，出廠預燒 I²C Bootloader，完全符合通用光模組的需求。

圖 3 光模組尺寸及速率

調頂光模組 MCU

圖 4 NuMicro M031G 系列方框圖

新唐推出了全球第一顆硬體調頂 MCU NuMicro M031G 系列，此系列搭載硬體曼徹斯特轉碼器，可快速地調製及解調曼徹斯特碼，供調頂信號使用。依據不同電信業者及設備商的需求，調頂信號又分為調幅模式及調頻模式 ( 多載頻調幅 )，無論哪個模式，新唐 NuMicro M031G 系列皆可支援。

調頂信號是在依附原先的業務信號，迭加上一個小幅度的信號，因此又稱為低頻微擾信號。此信號需以曼徹斯特碼做傳遞，即可利用信號的變化來保持發送和接收之間的同步。為產生及接收曼徹斯特碼，光模組需具備曼徹斯特轉碼器，此即為調頂光模組和通用光模組最大的差異 (圖 5 光模組內建曼徹斯特編解碼器)。

圖 5 光模組內建曼徹斯特轉碼器

新唐 NuMicro M031G系列不只搭載了支援 CRC 的硬體曼徹斯特轉碼器，可用來調解及解調低頻微擾信號，另配有 1 組 DAC 支援自動資料產生功能，可產生正弦波供調頻模式使用 ( 圖 6 正弦波調頂信號生成方式 ) ，新唐實測可於 500 kHz 的頻率下產生平順的正弦波調頂信號 ( 圖 7 MANCH_TX 由 DAC0 輸出實測 )。

圖 6 正弦波調頂信號生成方式

圖 7 MANCH_TX 由 DAC0 輸出實測

新唐 NuMicro M030G/ M031G系列為光模組應用提供完整的解決方案 ( 圖 8 NuMicro M030G/ M031G系列特色 )，M031G 系列更是全球第一顆硬體調頂光模組，因此無論是在通用光模組還是調頂功能光模組的應用，皆可完全滿足其需求。

圖 8 NuMicro M030G/ M031G系列特色