一种低速率双发射sfp光模块的制作方法

文档序号:10801994阅读:557来源:国知局
一种低速率双发射sfp光模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低速率双发射SFP光模块,光源驱动器连接光源,用于根据光源驱动电流驱动光源出光;光功率检测单元连接功率控制单元、光源、微控制单元,用于检测光源的出光功率,并将出光功率反馈到功率控制单元;功率控制单元连接光源驱动器、光功率检测单元,用于根据光功率检测单元发送的反馈信息,控制光源驱动器发送到光源的驱动电流大小,以调整光发射功率;微控制单元用于监控光发射模块的工作温度、工作电压;光功率控制单元低频截止频率低于传输信号的频率。本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块通过将光功率控制单元低频截止频率设置为低于传输信号的频率,能够保证在数据速率在数十Kb/s到数十Mb/s时,可靠的传输数据。
【专利说明】
-种低速率双发射SFP光模块
技术领域
[0001] 本实用新型设及光模块领域,特别设及一种低速率双发射SFP光模块。
【背景技术】
[0002] 在光通信的很多应用中,都需要极高的数据传输速率,从而实现高效的数据传输 需求,但是在一些特殊应用中,需要传输的数据速率只有数十肺/s到数十Mb/s,但其对传输 数据的可靠性要求非常高。比如电力系统用于信号传输的IEEE C37.94标准,定义速率为 2.048Mb/s,最低可W到64化/s。然而面对运样的低速率高可靠性传输需求,常规SFP是无法 进行可靠传输的,可能会丢失一些低频信息。
[0003] 在现有的方案中,有一些采用高速率SFP模块向下兼容到低速率的方案,运些方案 的具体实现方式如下:采用差分数据输入、输出,AC禪合,数据的信号类型通常为Peel (Positive 血itter Coupled Logic正射极禪合逻辑电平)、CML(Current-Mode Logic电流 型逻辑);采用发射端忍片内部集成的APC(automatic power con化〇1自动功率控制)电路 对发射功率进行控制;应用数字诊断功能忍片及EEPR0M化lectrically Erasable Programmable Read-Only Memoir电可擦除可编程只读存储器)对模块的各个参数进行监 控及存储。
[0004] 而运种向下兼容的SFP模块存在W下缺陷:1、一般低速率信号的信号类型都是单 端TTL,发射端忍片无法工作在高速状态,可能出现输出光信号占空比失真;2、采用高速收 发忍片,功耗较大且成本较高;3、功率控制通过集成忍片内部的APC电路完成,由于是高速 应用,APC电路反馈速度较快,低频截止频率较高,在传输低速率信号时会出现信号失真。
[0005] 在现有的另一个方案中,其双发射光模块采用SFF封装,无法支持热插拔。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型在于克服现有技术的上述不足,提供一种能够高可靠的传输低速率信 号且支持热拔插的低速率双发射SFP光模块。
[0007] 为了实现上述实用新型目的,本实用新型采用的技术方案是:
[000引一种低速率双发射SFP光模块,包括微控制单元、相同的两个光发射模块,所述两 个光发射模块均连接所述微控制单元,所述光发射模块包括功率控制单元、光功率检测单 元、光源驱动器、光源;
[0009] 所述光源驱动器连接所述光源,用于根据光源驱动电流驱动所述光源出光;
[0010] 所述光功率检测单元连接所述功率控制单元、所述光源、所述微控制单元,用于检 测所述光源的出光功率,并将所述出光功率反馈到所述功率控制单元;
[0011] 所述功率控制单元连接所述光源驱动器、所述光功率检测单元,用于根据所述光 功率检测单元发送的反馈信息,控制光源驱动器发送到光源的驱动电流大小,W调整光发 射功率;
[0012] 所述微控制单元用于监控所述光发射模块的工作溫度、工作电压;
[0013]所述功率控制单元低频截止频率低于传输信号的频率。
[0014]进一步地,所述功率控制单元低频截止频率低于3沈化。
[0015] 进一步地,所述光源驱动器、所述光功率检测单元还连接微控制单元,所述微控制 单元用于采集所述光功率检测单元发送的光源出光功率信息、W及光源驱动电流信息。
[0016] 进一步地,所述光发射模块的信号输入端采用TTL电平信号接口。
[0017] 进一步地,所述光源为VCS化、FP、DFB或LED中的任一个。
[0018] 进一步地,所述光模块的Tx_hult管脚、Rate_select管脚分别被设置为所述两个 光发射模块发送端数据输入接口的备用引脚。
[0019] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果
[0020] 1、本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块通过将功率控制单元低频截止频率 设置为低于传输信号的频率,能够保证在数据速率在数十肺/s到数十Mb/s时,可靠的传输 数据。
[0021] 2、本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块通过在光发射模块的信号输入端采 用TTL电平信号接口,相比现有技术本实用新型的电路结构更加简单,同时克服了光信号占 空比失真的问题。
[0022] 3、本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块对SFP管脚的Tx_hult引脚和Rate_ select引脚重新设置为备用的两路信号输入脚,进一步的提高了数据传输的可靠性。
【附图说明】
[0023] 图1所示是本实用新型的一个实施例中的低速率双发射SFP光模块的模块框图。
[0024] 图2所示是本实用新型的一个实施例中的模块管脚定义图。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为 本实用新型上述主题的范围仅限于W下的实施例,凡基于本【实用新型内容】所实现的技术均 属于本实用新型的范围。
[0026] 实施例1:
[0027] 图1所示是本实用新型的一个实施例中的低速率双发射SFP光模块的模块框图,包 括微控制器、相同的两个光发射模块,所述两个光发射模块均连接所述微控制单元,所述光 发射模块包括功率控制单元、光功率检测单元、光源驱动器、光源;
[0028] 所述光源驱动器连接所述光源,用于根据光源驱动电流驱动所述光源出光;
[0029] 所述光功率检测单元连接所述功率控制单元、所述光源、所述微控制单元,用于检 测所述光源的出光功率,并将所述出光功率反馈到所述功率控制单元;
[0030] 所述功率控制单元连接所述光源驱动器、所述光功率检测单元,用于根据所述光 功率检测单元发送的反馈信息,控制光源驱动器发送到光源的驱动电流大小,W调整光发 射功率;
[0031] 所述微控制单元用于监控所述光发射模块的工作溫度、工作电压;
[0032] 所述功率控制单元低频截止频率低于传输信号的频率。
[0033] 本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块通过将功率控制单元低频截止频率设 置为低于传输信号的频率,能够保证在数据速率在数十Kb/s到数十Mb/s时,可靠的传输数 据。
[0034] 其次,传统的双发射光模块采用的是SFF封装,该封装方式不支持热拔插,本实用 新型采用SFP进行模块封装,使模块具备热拔插的功能。
[0035] 进一步地,所述功率控制单元低频截止频率低于3沈化。
[0036] 将功率控制单元低频截止频率调整为小于32KHZ,本实用新型能够有效传输速率 32Ifflz-80MHz的信号,当然,该数据越小,则能够可靠的传输更低速率的信号,
[0037] 进一步地,所述光源驱动器、所述光功率检测单元还连接微控制单元,所述微控制 单元用于接收所述光功率检测单元发送的光源出光功率信息、W及光源驱动电流信息。
[0038] 进一步地,所述光发射模块的信号输入端采用TTL电平信号接口。
[0039] 现有的技术中,模块通过在host端加电平转换信号,实现单端TTL信号,但增加了 电路复杂度,同时,现有的运种方案,其忍片不能很好的支持低频信号传输,在进行低频信 号调制、解调时有占空比失真的问题。
[0040] 本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块通过在光发射模块的信号输入端采用 TTL电平信号接口,相比现有技术本实用新型的电路结构更加简单,同时克服了光信号占空 比失真的问题,由于不需要进行增加额外的电平转换,本实用新型的方案成本更低。
[0041] 在一个具体的实施例中,发射模块采用单端输入,信号电平为TTL,经过DC禪合到 光源驱动器,光源驱动器驱动光源发送0/1信号,光功率检测单元对光源的出光功率进行检 巧。,将检测的结果反馈回功率控制单元,进而控制光源驱动器驱动电流,实现出光功率调 节、维持出光功率稳定功能,该反馈电路的低频截止频率低于32KHZ。微控制单元通过I2C总 线与外部设备通信,同时监控模块的工作溫度、模块电源电压、两路发射端发射功率、两路 发射端偏置电流。模块具备DDM功能、与设备的通信功能W及软件对模块的控制功能。在使 用中,终端设备通过和多个模块的通信,可W实时的获取各个模块的工作状态信息,包括光 发射通道一和光发射通道二的发射功率、光发射通道一和光发射通道二的偏置电流、供电 电压值、模块内部的溫度W及模块警告及警报信息,运样可W及时发现出现异常的模块。 同时可W通过软件实现对模块的控制,对有异常的模块及时进行处理。微控制单元仅实现 对模块参数的监测作用,如果不需要孤Μ功能,可W直接去除微控制电路部分而不影响光发 射模块的正常工作。
[0042] 进一步地,所述光源为VC沈L、FP、DFB或L邸中的任一个。
[0043] 进一步地,所述光模块的Tx_hult管脚、Rate_select管脚分别被设置为所述两个 光发射模块发送端数据输入接口的备用引脚。
[0044] 在一个具体实施例中,参看图2,图2是本实用新型的一个具体实施例中的管脚定 义,表1对图2中的管脚进行了详细的描述,本实用新型的引脚定义发端数据输入TDUTD2使 用单端信号,其中Pinl3和Pinl8作为两路发端数据输入引脚,Pin7或Pin2可W作为备用的 两路发端数据输入引脚,数据类型均为TTL。作为特殊应用产品,与传统SFP管脚定义相比, Pin2Tx_hult和Pin7Rate_select功能不需要,故将此二脚作为备用的信号引脚使用,根据 本实用新型的设计,模块A化的寄存器定义在8472协议的基础上也需要进行相应的修改,具 体的修改调整参看表2。 「00心。
[0047]表 1
[004引
[0049]
[00加]表2
[0051] 由于本实用新型设置了一对备用发射信号输入脚,可W满足外部设备多样化的设 计要求,在本实施例中通过备用发射信号脚实现两路独立信号源的发射。
[0052] 本实用新型的脚位定义满足MSA,可W做成标准产品,也可W采用特殊脚位定义, 实现与标准SFP产品的端口复用,有效提高设备单位面积面板使用率。
[0053] 本实用新型的一种低速率双发射SFP光模块对SFP管脚的Tx_fault引脚和Rate_ select引脚重新设置为备用的两路信号输入脚,进一步的提高了数据传输的可靠性。
[0054] 上面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了详细说明,但本实用新型并不 限制于上述实施方式,在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下,本领域的技术人 员可W作出各种修改或改型。
【主权项】
1. 一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,包括微控制单元、相同的两个光发射模 块,所述两个光发射模块均连接所述微控制单元,所述光发射模块包括功率控制单元、光功 率检测单元、光源驱动器、光源; 所述光源驱动器连接所述光源,用于根据光源驱动电流驱动所述光源出光; 所述光功率检测单元连接所述功率控制单元、所述光源、所述微控制单元,用于检测所 述光源的出光功率,并将所述出光功率反馈到所述功率控制单元; 所述功率控制单元连接所述光源驱动器、所述光功率检测单元,用于根据所述光功率 检测单元发送的反馈信息,控制光源驱动器发送到光源的驱动电流大小,以调整光发射功 率; 所述微控制单元用于监控所述光发射模块的工作温度、工作电压; 所述功率控制单元低频截止频率低于传输信号的频率。2. 根据权利要求1所述的一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,所述功率控制单 元低频截止频率低于32KHz。3. 根据权利要求1所述的一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,所述光源驱动器、 所述光功率检测单元还连接微控制单元,所述微控制单元用于采集所述光功率检测单元发 送的光源出光功率信息、以及光源驱动电流信息。4. 根据权利要求1所述的一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,所述光发射模块 的信号输入端采用TTL电平信号接口。5. 根据权利要求1所述的一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,所述光源为 VCSEL、FP、DFB 或 LED 中的任一个。6. 根据权利要求1-5任一项所述的一种低速率双发射SFP光模块,其特征在于,所述光 模块的Tx_fault管脚、Rate_ SeleCt管脚分别被设置为所述两个光发射模块发送端数据输 入接口的备用引脚。
【文档编号】G02B6/42GK205484931SQ201620217167
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】倪晓龙, 宛明, 刘宇然, 邢鑫, 高伟明, 尹磊
【申请人】四川新易盛通信技术有限公司
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