100GCFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块的制作方法

本实用涉及数据传输技术领域，具体的说，是100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块。

背景技术：

目前100G CFP光模块如果采用850nm波长通过多模光纤传输，其最大传输距离为100～150m；如果采用O波段1294～1310nm波长通过单模光纤传输，因传输损耗较大，其传输距离通常为10Km，如100GBASE-LR4；如果光模块内置光放大技术，其最大传输距离可以延伸到40Km，如100GBASE-ER4；对100GBASE-LR4/ER4而言，其传输的四波长均采用LAN-WDM完成合波与解波，四波长的中心波长通常固定为：1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm。普通100G CFP光模块的数据传输距离最大为40Km，无论采用西数波分复用技术（CWDM）还是局域网波分复用技术（LAN-WDM）技术，其传输的四波长均固定不变，故一只CFP光模块的收链路和发链路均独占一根光纤资源。

技术实现要素：

本实用的目的在于提供100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，有效的提高了光纤传输带宽，降低了数据传输成本；有效的改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路的传输距离；可缓解对光器件技术指标的严格要求和降低光器件的制造条件，从而可提高产量和降低生产成本；克服了当前100G CFP光模块因四波长固定导致传输灵活性较差光纤带宽资源使用率低的缺点，有效的提高光纤带宽并节约数据传输成本。

本实用通过下述技术方案实现：100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，包括电信号连接器、通过差分线分别与电信号连接器连接的发送链路和接收链路，所述发送链路和接收链路分别设置有主要由四路时钟数据恢复电路、前行纠错FEC编码器组成的时钟数据恢复纠错电路。对发送链路，10：4MUX电路输出的四路差分25G高速电信号，该高速信号并行送入四路时钟数据恢复电路，通过预加重、均衡等功能，抑制高速传输信号的噪声、抖动和失真，恢复出稳定可靠的25G差分高速数据信号并送入FEC编码器，采用硬件RS编码（一种线性分组循环码）完成前向纠错编码；对接收链路，同理，只是方向顺序相反。

对上述方案进行进一步优选，所述时钟数据恢复纠错电路分为设置在发送链路的第一时钟数据恢复纠错电路和设置在接收链路的第二时钟数据恢复纠错电路。

对上述方案进行进一步优选，所述发送链路的第一所述发送链路还包括通过差分线与电信号连接器连接的10:4MUX数据转换器、四路并行EML激光器驱动输出电路以及四路独立的EML激光器；所述电信号连接器通过差分线依次与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器连接。

对上述方案进行进一步优选，所述接收链路还包括四路独立的PIN-TIA接收光组件以及通过差分线与电信号连接器连接的4:10DeMUX数据转换器，所述四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器通过差分线依次连接。

对上述方案进行进一步优选，所述四路独立的EML激光器包括反馈式DFB激光器、电吸收调制器EAM、背光二极管PD和半导体制冷TEC。

对上述方案进行进一步优选，所述EML激光器输出的任一路光信号的中心波长为C波段的40个DWDM波长通道之一。C波段为1530～1560nm，按照100GHZ间隔。

对上述方案进行进一步优选，还包括分别与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器连接的微控制器。

对上述方案进行进一步优选，还包括分别与四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器连接的的微控制器。

对上述方案进行进一步优选，还包括四路半导体制冷控制电路，所述四路半导体制冷控制电路分别与四路独立的EML激光器以及微控制器连接。

对上述方案进行进一步优选，所述四路并行EML激光器驱动输出电路包括集成电吸收调制器和分布式反馈激光器。

本实用新型的工作原理：在进行将电信号转换为光信号进行发送时，经系统主板输入的10路并行差分10G速率高速信号经电信号连接器传输到10:4MUX数据转换器，通过10:4MUX数据转换器将10路并行差分10G速率高速信号转换成四路并行差分25G速率高速信号，四路并行差分25G速率高速信号通过时钟数据恢复纠错电路对信号数据的恢复、重置和再生以及时钟恢复，消除信号抖动和时延，按照特定的算法完成前行纠错编码，达到改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路传输距离的目的；当信号通过四路并行EML激光器驱动输出电路时，四路并行EML激光器驱动输出电路分别给四路激光器提供响应的偏置电流和电吸收偏置深度；当四路并行差分25G速率高速信号通过四路独立的EML激光器时，将四路25G速率的电信号转换成四路25G速率的光信号；在进行将光信号转换为电信号进行接收时，四路独立的PIN-TIA接收光组件（ROSA），将四路25G速率的光信号转换成电信号，并通过跨阻放大器输出四路25G速率差分的电信号；四路25G速率差分的电信号通过四路25G速率时钟数据恢复纠错电路，对ROSA输出的25G高速电信号数据实现恢复、重置和再生以及时钟恢复，消除信号抖动和时延，并按照特定的算法完成前行纠错解码；将通过时钟数据恢复纠错电路输出的四路并行差分25G速率高速信号通过4:10DeMUX数据转换器转换成10路并行差分15G速率高速信号，并经电信连接器输出到系统主板，实现接收。

本实用与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本实用新型内置前行纠错编码器，有效改善系统传输误码率，补偿链路预算，延长光链路的传输距离；

（2）本实用新型具有前行纠错功能，有效的对接收灵敏度进行改善，传输距离得到有效的延长；

（3）本实用新型在配合光放大技术和色散补偿技术使用的情况下，能够将传输距离延伸到120Km以上；

（4）本实用新型光模块的四路发链路光信号的波长通道按照互不相同的基本原则，可以在40个常用 DWDM波长通道内任意配置，配合合解波设备实现单纤密集波长复用技术，克服了当前100G CFP光模块因四波长固定导致传输灵活性较差光纤带宽资源使用率低的缺点，有效的提高光纤带宽并节约数据传输成本。

附图说明

图1为100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用作进一步地详细说明，但本实用的实施方式不限于此。

实施例1：

本实用通过下述技术方案实现：如图1所示，100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，包括电信号连接器、通过差分线分别与电信号连接器连接的发送链路和接收链路，所述发送链路和接收链路分别设置有主要由四路时钟数据恢复电路、前行纠错FEC编码器组成的时钟数据恢复纠错电路。

差分传输是信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反；在这两根线上传输的信号就是差分信号。

需要说明的是，通过上述改进，在进行将电信号转换为光信号进行发送时，经系统主板输入的10路并行差分10G速率高速信号经电信号连接器传输到10:4MUX数据转换器，通过10:4MUX数据转换器将10路并行差分10G速率高速信号转换成四路并行差分25G速率高速信号，四路并行差分25G速率高速信号通过时钟数据恢复纠错电路对信号数据的恢复、重置和再生以及时钟恢复，消除信号抖动和时延，按照特定的算法完成前行纠错编码，达到改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路传输距离的目的；当信号通过四路并行EML激光器驱动输出电路时，四路并行EML激光器驱动输出电路分别给四路激光器提供响应的偏置电流和电吸收偏置深度；当四路并行差分25G速率高速信号通过四路独立的EML激光器时，将四路25G速率的电信号转换成四路25G速率的光信号；在进行将光信号转换为电信号进行接收时，四路独立的PIN-TIA接收光组件（ROSA），将四路25G速率的光信号转换成电信号，并通过跨阻放大器输出四路25G速率差分的电信号；四路25G速率差分的电信号通过四路25G速率时钟数据恢复纠错电路，对ROSA输出的25G高速电信号数据实现恢复、重置和再生以及时钟恢复，消除信号抖动和时延，并按照特定的算法完成前行纠错解码；将通过时钟数据恢复纠错电路输出的四路并行差分25G速率高速信号通过4:10DeMUX数据转换器转换成10路并行差分15G速率高速信号，并经电信连接器输出到系统主板，实现接收。

四路独立的EML激光器包括EML TOSA_0、EML TOSA_1、EML TOSA_2以及EML TOSA_3。

四路独立的PIN-TIA接收光组件包括TIA+PIN_0、TIA+PIN_1、TIA+PIN_2以及TIA+PIN_3。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，还包括微控制器，所述微控制器分别与电信号连接器连接的10:4MUX数据转换器、时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器、四路独立的PIN-TIA接收光组件、时钟数据恢复纠错电路以及4:10DeMUX数据转换器连接。

需要说明的是，通过上述改进，在接收和发送过程中，微控制器通过MDIO接口与系统主板电路实现通讯互连；微控制器单元对光模块内各电源供电部分实现电压调节、控制和监控；微控制器单元监控光模块的实时工作温度、四路激光器的实时工作温度，提供告警和温度保护；微控制器单元通过MDIO通讯接口对10:4MUX数据转换器、时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器和时钟数据恢复纠错电路的初始化配置、参数控制及状态监测；微控制器单元配合数模转换电路（DAC）对四路并行EML激光器驱动输出电路实现开环控制和调节；微控制器配合外围采样电路对四路EML激光器的配置电流、输出光功率和四路PIN-TIA接收光组件（ROSA）的接收链路信号强度实现实时监测和告警。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，还包括四路半导体制冷控制电路，所述四路半导体制冷控制电路分别与四路独立的EML激光器以及微控制器连接。

需要说明的是，通过上述改进，四路半导体制冷控制电路为四路半导体制冷（TEC）控制电路结合对应EML激光器内部的温度热敏电阻反馈，实现激光器工作温度的闭环控制和调整，确保激光器在全温工作范围（-5℃～70℃）内，其输出光波长工作在ITU-T规定的C波段（1530～1560nm）按照100GHZ间隔的40个波长的通道范围内。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述时钟数据恢复纠错电路包括四路时钟数据恢复电路和前行纠错FEC编码器。

需要说明的是，通过上述改进，前行纠错FEC编码器按照特定的算法完成前行纠错编码，达到改善系统传输误码率，补偿链路的性能下降，延长光链路传输距离的目的；该特定算法为RS-FEC算法：里德-所罗门码（Reed-solomon码-前行纠错码）。

本时钟数据恢复电路支持带宽选择功能，当传输业务是100GEthernet的业务时，时钟数据恢复电路的带宽设置为25G模式，当传输业务是OTU4业务时，时钟数据恢复电路的带宽则设置为28G模式。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述四路独立的EML激光器包括反馈式DFB激光器、电吸收调制器EAM、背光二极管PD和半导体制冷TEC；所述四路独立的EML激光器中的任一路所对应的光信号中心波长为C波段1530～1560nm/100GHZ间隔的40个波长通道之一。

需要说明的是，通过上述改进，支持10个同类型不同波长通道分配的该 CFP DWDM光模块通过合解波设备，共享一根用G.652光纤完成10*100G光信号传输，有效的提高了光纤传输带宽，降低了数据传输成本。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

本实施例在上述实施例的基础上做进一步优化，如图1所示，所述四路并行EML激光器驱动输出电路包括集成电吸收调制器和分布式反馈激光器。

需要说明的是，通过上述改进，四路并行25G速率EML激光器驱动输出电路为四路并行25G速率EML（集成电吸收调制器EAM和分布式反馈激光器DFB）激光器驱动输出电路，分别给四路激光器提供响应的偏置电流和电吸收偏置深度；其偏置电流大小可分别采用开环或者闭环的控制方式，其电吸收偏置深度通常采用开环的控制方式；此外，还提供输出电信号上升沿和下降沿的调节，实现对应光信号眼图的交叉点调整。

本实施例的其他部分与上述实施例相同，故不再赘述。

实施例6：

100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，包括电信号连接器、通过差分线分别与电信号连接器连接的发送链路和接收链路，所述发送链路和接收链路分别设置有主要由四路时钟数据恢复电路、前行纠错FEC编码器组成的时钟数据恢复纠错电路；所述时钟数据恢复纠错电路分为设置在发送链路的第一时钟数据恢复纠错电路和设置在接收链路的第二时钟数据恢复纠错电路；所述发送链路的第一所述发送链路还包括通过差分线与电信号连接器连接的10:4MUX数据转换器、四路并行EML激光器驱动输出电路以及四路独立的EML激光器；所述电信号连接器通过差分线依次与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器连接；所述接收链路还包括四路独立的PIN-TIA接收光组件以及通过差分线与电信号连接器连接的4:10DeMUX数据转换器，所述四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器通过差分线依次连接所述四路独立的EML激光器包括反馈式DFB激光器、电吸收调制器EAM、背光二极管PD和半导体制冷TECA；所述EML激光器输出的任一路光信号的中心波长为C波段1530～1560nm/100GHZ间隔的40个波长通道之一；还包括分别与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器以及电信号连接器连接的微控制器；还包括四路半导体制冷控制电路，所述四路半导体制冷控制电路分别与四路独立的EML激光器以及微控制器连接；所述四路并行EML激光器驱动输出电路包括集成电吸收调制器和分布式反馈激光器。

实施例7：

100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，包括电信号连接器、通过差分线分别与电信号连接器连接的发送链路和接收链路，所述发送链路和接收链路分别设置有主要由四路时钟数据恢复电路、前行纠错FEC编码器组成的时钟数据恢复纠错电路；对发送链路，10：4MUX电路输出的四路差分25G高速电信号，该高速信号并行送入四路时钟数据恢复电路，通过预加重、均衡等功能，抑制高速传输信号的噪声、抖动和失真，恢复出稳定可靠的25G差分高速数据信号并送入FEC编码器，采用硬件RS编码（一种线性分组循环码）完成前向纠错编码；对接收链路，同理，只是方向顺序相反）所述时钟数据恢复纠错电路分为设置在发送链路的第一时钟数据恢复纠错电路和设置在接收链路的第二时钟数据恢复纠错电路；所述接收链路还包括四路独立的PIN-TIA接收光组件以及通过差分线与电信号连接器连接的4:10DeMUX数据转换器，所述四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器通过差分线依次连接；所述四路独立的EML激光器包括反馈式DFB激光器、电吸收调制器EAM、背光二极管PD和半导体制冷TEC；所述四路独立的EML激光器中任一路所对应的光信号中心波长为C波段1530～1560nm/100GHZ间隔的40个波长通道之一；100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，还包括分别与四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器以及电信号连接器连接的微控制器；还包括四路半导体制冷控制电路，所述四路半导体制冷控制电路分别与四路独立的EML激光器以及微控制器连接；所述四路并行EML激光器驱动输出电路包括集成电吸收调制器和分布式反馈激光器。

实施例8：

本实施例作为本实用最佳实施例，如图1所示，100G CFP密集波分复用带前行纠错功能的光模块，包括电信号连接器、通过差分线分别与电信号连接器连接的发送链路和接收链路，所述发送链路和接收链路分别设置有主要由四路时钟数据恢复电路、前行纠错FEC编码器组成的时钟数据恢复纠错电路；所述时钟数据恢复纠错电路分为设置在发送链路的第一时钟数据恢复纠错电路和设置在接收链路的第二时钟数据恢复纠错电路；所述发送链路的第一所述发送链路还包括通过差分线与电信号连接器连接的10:4MUX数据转换器、四路并行EML激光器驱动输出电路以及四路独立的EML激光器；所述电信号连接器通过差分线依次与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器连接；所述接收链路还包括四路独立的PIN-TIA接收光组件以及通过差分线与电信号连接器连接的4:10DeMUX数据转换器，所述四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器通过差分线依次连接；所述四路独立的EML激光器包括反馈式DFB激光器、电吸收调制器EAM、背光二极管PD和半导体制冷TEC；EML激光器中任一路所对应的光信号中心波长为C波段1530～1560nm/100GHZ间隔的40个波长通道之一；还包括分别与10:4MUX数据转换器、第一时钟数据恢复纠错电路、四路并行EML激光器驱动输出电路、四路独立的EML激光器以及电信号连接器连接的微控制器；还包括分别与四路独立的PIN-TIA接收光组件、第二时钟数据恢复纠错电路、4:10DeMUX数据转换器以及电信号连接器连接的微控制器；还包括四路半导体制冷控制电路，所述四路半导体制冷控制电路分别与四路独立的EML激光器以及微控制器连接；所述四路并行EML激光器驱动输出电路包括集成电吸收调制器和分布式反馈激光器。

以上仅是本实用的较佳实施例，并非对本实用做任何形式上的限制，凡是依据本实用的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用的保护范围之内。