一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构成，光发射单元包括功率控制电路，光接收单元包括增益控制电路，其中，光发射单元的输入端和光接收单元的输出端采用TTL电平接口，并且，功率控制电路和增益控制电路的低频截止频率均小于光信号的传输频率。本实用新型有效地传输IEEE C37.94以及一些特殊低速率信号。并同时提高在低传输速率情况下的可靠性，避免出现信号失真。
【专利说明】
-种传输速率32化PS~80Mbps收发一体SFP光模块
技术领域
[0001 ]本实用新型设及光模块领域，特别设及一种传输速率32Kbps~80Mbps收发一体 SFP光模块。
【背景技术】
[0002] 在光通信的很多应用中，数据传输速率不断提高，W实现更有效的数据传输。但是 在一些特殊应用中，数据量只有几十肺/s到几十Mb/s，但是可靠性要求非常高。比如电力系 统用于信号传输的IE邸C37.94标准，定义速率为2.048Mb/s，最低可W到64化/s。运样的速 率，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] 目前，有一些采用高速率SFP光模块向下兼容到低速率的方案，运些方案的实现如 下:采用差分数据输入、输出，AC禪合，数据的信号类型通常为PecKCML采用APC电路对发 射功率进行控制；采用TIA对接收信号进行转化及增益控制；应用数字诊断功能忍片及 EEPR0M对模块的各个参数进行监控及存储。
[0004] 然而，运种向下兼容的SFP光模块存在一些缺陷。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)收单输 出信号为差分PE化信号，需在host端加电平转换忍片，W实现单端TTL信号，增加了成本及 电路复杂度;3)采用高速收发忍片，功耗较大且成本较高;4)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电路数据常数很短，低频截止频率较高，在低速率时会出 现信号失真;5)收端电路中，LA的los通常通过对交流信号的积分实现，存在时间常数，如果 运个时间常数较短，在通过传输低速率信号时会出现los误报，若有Jam功能还会关闭输出 级电路，从而导致误码。
[0005] 因此，在运些特殊的应用环境中，需要的能够完成支持低速率单端TTL信号的SFP 光模块。 【实用新型内容】
[0006] 本实用新型的目的在于解决常规SFP光模块为兼容低速率，增加电路复杂度和成 本，而且可靠性不高，容易出现信号失真的问题。
[0007] 为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种传输速率32肺PS~80Mbps收发 一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构成，所述光发射单元包括功率控制电路，所 述光接收单元包括增益控制电路，其中，所述光发射单元的输入端和所述光接收单元的输 出端均采用TTL电平接口，并且，所述功率控制电路和所述增益控制电路的低频截止频率 均小于光信号的传输频率。
[000引根据一种具体的实施方式，所述SFP光模块还具有一个备用数据输入管脚和一个 备用数据输出管脚，分别用于所述光发射单元的数据输入与所述光接收单元的数据输出。
[0009]根据一种具体的实施方式，所述光发射单元还包括光源驱动器、光源和发射端光 功率检测模块，所述光接收单元包括光接收器、限幅放大器和接收端光功率检测模块，其 中；
[0010] 所述光源驱动器根据所述光发射单元的输入端输入的TTL电平信号，驱动所述光 源，并且所述发射端光功率检测模块将所述光源的光功率信息反馈至所述功率控制电路， 使所述功率控制电路调节所述光源驱动器的光源驱动电流；
[0011] 所述光接收器接收所述光接收单元的输入端输入的光信号，所述接收端光功率检 测模块，用于检测所述光信号的光功率信息;所述跨阻放大器将所述光接收器接收的光信 号转换为电压信号，并由所述增益控制电路控制所述跨阻放大器的增益，使其输出稳定的 电压信号，最后所述电压信号通过所述限幅放大器后，输出为TTL电平信号。
[0012] 根据一种具体的实施方式，输入所述光发射单元的所述TTL电平信号经DC禪合至 所述光源驱动器。
[0013] 根据一种具体的实施方式，还包括微控制单元，用于采集所述SFP光模块的溫度、 供电电压、光源驱动电流、发射端光功率和接收端光功率的信息，并且所述微控制单元通过 集成电路总线与外部设备通信。
[0014] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
[0015] 本实用新型的收发一体SFP光模块通过分别在光发射单元的输入和光接收单元的 输出采用TTL电平接口，W有效地传输IEEE C37.94W及一些特殊低速率信号。并且，同时由 于功率控制电路和增益控制电路的低频截止频率均小于光信号的传输频率，能够提高在低 传输速率情况下的可靠性，避免出现信号失真。而且本实用新型支持的低频到高频的范围 区间宽，支持的高频是低频频率高2000余倍。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型收发一体SFP光模块的结构示意图；
[0017] 图2是本实用新型收发一体SFP光模块的管脚示意图；
[0018] 图3是本实用新型收发一体SFP光模块的一种实施结构示意图。
【具体实施方式】
[0019] 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。
[0020] 如图1所示的本实用新型收发一体SFP光模块的结构示意图；其中，本实用新型传 输速率32肺PS~80Mbps收发一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构成，光发射单元 包括功率控制电路，光接收单元包括增益控制电路，其特征在于，光发射单元的输入端和光 接收单元的输出端均采用TTL电平接口，并且，功率控制电路和增益控制电路的低频截止频 率均小于光信号的传输频率。
[0021] 具体的，光发射单元还包括光源驱动器、光源和发射端光功率检测模块，光接收单 元包括光接收器、限幅放大器和接收端光功率检测模块。
[0022] 其中，光源驱动器根据光发射单元的输入端输入的TTL电平信号，驱动光源，并且 发射端光功率检测模块将光源的光功率信息反馈至功率控制电路，使功率控制电路调节光 源驱动器的光源驱动电流。
[0023] 在实施时，输入光发射单元的TTL信号经DC禪合到光源驱动器，光源驱动器驱动光 源根据〇，1信号出光，并且本实用新型适用于VCSEL、FP、DFBW及L抓等光源。发射端光功率 检测模块对光源的出光功率进行监测，并将光源的光功率信息反馈至功率控制电路，进而 使功率控制电路控制光源驱动器的光源驱动电流。
[0024] 光接收器接收光接收单元的输入端输入的光信号，接收端光功率检测模块，用于 检测光信号的光功率信息;跨阻放大器将光接收器接收的光信号转换为电压信号，并由增 益控制电路控制跨阻放大器的增益，使其输出稳定的电压信号，最后电压信号通过限幅放 大器后，输出为TTL电平信号。
[0025] 如图2所示的本实用新型收发一体SFP光模块的管脚示意图；其中，本实用新型收 发一体SFP光模块取消原有SFP光模块中的Tx_fault管脚，将其定义为可选用的发射端数据 输入管脚，同时还取消原有SFP光模块中的Rate_select管脚，将其定义为可选用的接收端 数据输出管脚。因此，本实用新型收发一体SFP光模块还具有一个备用数据输入管脚和一个 备用数据输出管脚，分别用于光发射单元的数据输入与光接收单元的数据输出。
[0026] 在实施时，尤其在特殊应用，本实用新型收发一体SFP光模块可W取消Pin2Tx_ fault管脚和Pin7Rate_select管脚的功能，并将Pin2Tx_fault管脚定义为可选用的发射端 数据输入管脚，将Pin7Rate_select管脚定义为可选用的接收端数据输出管脚。表一为本实 用新型收发一体SFP光模块管脚定义表。
[0027] 表 1 [002引
[0029] 结合图3所示的本实用新型收发一体SFP光模块的一种实施结构示意图；其中，还 包括微控制单元，用于采集SFP光模块的溫度、供电电压、光源驱动电流、发射端光功率和接 收端光功率的信息，并且微控制单元通过集成电路总线与外部设备通信。
[0030] 具体的，微控制单元与光源驱动器连接，W采集光源驱动电流信息，并且微控制单 元分别与发射端光功率检测模块和接收端光功率检测模块连接，W采集发射端光功率与接 收端光功率信息。同时，微控制单元对模块供电电源的电压进行检测。并且，本实用新型收 发一体SFP光模块设置有溫度传感器，微控制单元通过对溫度传感器的信号采样，W采集 SFP光模块的溫度。
[0031] 本实用新型收发一体SFP光模块中的微控制单元为集成微控制器，其通过集成电 路总线，将其采集的信息输出至与之相连接的外部设备。
[0032] 在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. 一种传输速率32Kbps~80Mbps收发一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构 成，所述光发射单元包括功率控制电路，所述光接收单元包括增益控制电路，其特征在于， 所述光发射单元的输入端和所述光接收单元的输出端均采用TTL电平接口，并且，所述功率 控制电路和所述增益控制电路的低频截止频率均小于光信号的传输频率。2. 如权利要求1所述的传输速率32Kbps~80Mbps收发一体SFP光模块，其特征在于，所 述SFP光模块还具有一个备用数据输入管脚和一个备用数据输出管脚，分别用于所述光发 射单元的数据输入与所述光接收单元的数据输出。3. 如权利要求1所述的传输速率32Kbps~80Mbps收发一体SFP光模块，其特征在于，所 述光发射单元还包括光源驱动器、光源和发射端光功率检测模块，所述光接收单元包括光 接收器、跨阻放大器、限幅放大器和接收端光功率检测模块，其中； 所述光源驱动器根据所述光发射单元的输入端输入的TTL电平信号，驱动所述光源，并 且所述发射端光功率检测模块将所述光源的光功率信息反馈至所述功率控制电路，使所述 功率控制电路调节所述光源驱动器的光源驱动电流； 所述光接收器接收所述光接收单元的输入端输入的光信号，所述接收端光功率检测模 块，用于检测所述光信号的光功率信息;所述跨阻放大器将所述光接收器接收的光信号转 换为电压信号，并由所述增益控制电路控制所述跨阻放大器的增益，使其输出稳定的电压 信号，最后所述电压信号通过所述限幅放大器后，输出为TTL电平信号。4. 如权利要求3所述的传输速率32Kbps~80Mbps收发一体SFP光模块，其特征在于，输 入所述光发射单元的所述TTL电平信号经DC耦合至所述光源驱动器。5. 如权利要求3所述的传输速率32Kbps~80Mbps收发一体SFP光模块，其特征在于，还 包括微控制单元，用于采集所述SFP光模块的温度、供电电压、光源驱动电流、发射端光功率 和接收端光功率的信息，并且所述微控制单元通过集成电路总线与外部设备通信。
【文档编号】H04B10/69GK205430254SQ201620219109
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】刘宇然, 宛明, 邢鑫, 倪晓龙, 高伟明, 尹磊
【申请人】成都新易盛通信技术股份有限公司