随着信息产业的迅猛发展,全球数据量呈现爆发式增长,极大地推动了云计算系统与数据中心市场的发展。然而伴随数据吞吐量的增长,高速设备间的数据交换速率正从10Gbps向40Gbps,甚至100Gbps速率发展。传统用于高速设备间的电互连方式,受其带宽和传输距离限制,已无法满足现在的高速率互连要求。为了解决高速互连的问题,人们把注意力聚焦到高带宽的光纤互连方案上,有源光缆(Active Optical Cable,AOC)正是在这种背景下应运而生的。近年来,伴随配备40Gbps速率QSFP+(Quad Small Form-factor Pluggable Plus)接口的交换机、服务器以及路由器等设备在数据中心的逐渐商用,40Gbps速率的QSFP+有源光缆市场需求越来越大。本文研究40Gbps QSFP+有源光缆的关键技术,研制了一款低成本、低功耗的40Gbps QSFP+有源光缆。本文主要研究工作内容如下所述:首先通过研究QSFP+模块使用的SFF-8436协议,确定了硬件电路和软件的基本框架。根据本设计的应用背景和实际需求,确定了硬件电路设计方案,并完成了具体的原理图设计。同时完成了光学方案的设计,利用精密加工的45度光纤阵列来实现与激光器阵列和探测器阵列的光学耦合。然后结合信号完整性相关理论完成了PCB(Printed Circuit Board)的设计,包括板材的选择、叠层设计、阻抗设计以及整体布局等。同时对高速信号链路中对信号完整性影响较大的金手指和过孔进行了仿真研究,提出使用在参考地层构建反焊盘的方法对金手指引起的阻抗不连续进行补偿,对影响过孔特性的主要结构参数进行了研究,为过孔结构设计提出了优化设计方向。最后使用模块化的设计方法,完成了系统的嵌入式软件的开发。并搭建了测试系统,对有源光缆发射部分和接受部分的主要参数进行了测试,测试结果显示各项参数均符合相关技术标准。