一种10GSFP+1310nm60KM光模块的制作方法

本实用新型属于光通信技术领域，尤其涉及一种10gsfp+1310nm60km光模块。

背景技术：

随着通信技术的发展，光纤通信技术得到广泛的发展和应用，在现在信息化的时代，通信领域传输容量日益增长，传统的传输技术已经很难满足传输容量和传输速度的要求。虽然高速率(40、100gbit/s)技术已经成为各大运营商关注的焦点，但10gbit/s技术仍然是当前通信系统的主流技术，基于标准化的密集波分光通信模块成为其必不可少的一部分。

在光纤通信中，实现光-电-光转换功能的光收发模块占有十分重要的地位。请参考图1，目前的10gsfp+60km双纤光模块一般都是采用的1550nm波长，具体的光模块激光器使用的是1550nmeml激光器，eml激光器一般是从国外进口，价格昂贵，电路方案上也只能采用驱动eml激光器的电路,成本比较高；并且1550nmeml激光器的电路繁琐：除了驱动芯片电路u1外，还需要tec控制电路u2，来控制eml激光器的tec温度，当温度稳定之后，激光器才发光。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述现状，提供一种速率快、功耗低、成本低的10gsfp+1310nm60km光模块。

为了实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种10gsfp+1310nm60km光模块，包括电路单元、光路单元和电接口电路，电路单元包括主芯片和mcu，所述主芯片与mcu之间电连接，所述主芯片和mcu均与电接口电路电连接；所述光路单元包括激光器、光电探测器和前置放大器，所述激光器和光电探测器分别与电接口电路电连接，所述前置放大器与光电探测器电连接，所述光电探测器用于将探测到的光信号转换为电信号，所述前置放大器用于放大来自光电探测器的电信号，所述激光器的波长为1310nm，所述主芯片内部集成发射驱动芯片电路和后置放大器电路。

优选地，所述主芯片直接与所述激光器电连接，所述主芯片通过所述内置发射驱动芯片电路驱动激光器发光。

优选地，所述主芯片直接与所述前置放大器电连接，所述主芯片通过内置后置放大器进一步放大来自前置放大器的电信号。

优选地，所述电接口电路为20pin接口电路。

优选地，所述光路单元还包括升压电路，所述升压电路与电接口电路、光电探测器电连接，所述升压电路用于给光电探测器提供工作高压。

优选地，所述升压电路采用max15059芯片。

优选地，所述激光器和光电探测器采用的是10g的dfb激光器和10g的apd光电探测器。

本实用新型技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：本实用新型所述的10gsfp+1310nm60km光模块，光路设计上采用10gdfb激光器和10gapd光电探测器，相比于传统的eml激光器电路，10gdfb激光器的合成度更高且极大的降低了制作成本，传输距离可以达到60km；10gapd光电探测器的灵敏度高，工作速率可以兼容从1.25gbit/s到11.3gbit/s。

附图说明

下面对本实用新型实施例描绘中所涉及的附图进行简单介绍，以便对本实用新型实施例中的技术方案进行更清楚、完整的说明，下面的附图仅仅是针对本实用新型的一些实施例，并不用于限制本实用新型。

图1为传统的1550nmeml激光器的电路原理图；

图2为本实用新型10gsfp+1310nm60km光模块的功能框图；

图3为本实用新型10gsfp+1310nm60km光模块的升压电路原理图；

图4为本实用新型10gsfp+1310nm60km光模块的1310nmdfb激光器的电路原理图。

附图标记：1-电路单元；2-光路单元；3-电接口电路；11-主芯片；12-mcu；21-激光器；22-光电探测器；23-前置放大器；24-升压电路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行更详细地描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图2所示，本实用新型提供了一种10gsfp+1310nm60km光模块包括电路单元1、光路单元2和电接口电路3，电路单元1包括主芯片11以及mcu12，主芯片11分别与电接口电路3和mcu12电连接；光路单元2具体包括激光器21、光电探测器22和前置放大器23，激光器21和光电探测器22分别与电接口电路3电连接，前置放大器23与光电探测器22电连接，光电探测器22用于将探测到的光信号转换为电信号，所述前置放大器23用于放大来自光电探测器22的电信号。

在本实施例中，主芯片11为二合一芯片，主芯片11的具体型号为gn1157，其内部集成了发射驱动芯片电路和后置放大器电路，主芯片11与激光器21、前置放大器23直接电连接，主芯片11通过内置发射驱动芯片电路驱动激光器21发光，主芯片11通过内置后置放大器电路放大来自前置放大器23的电信号。主芯片11设有电阻、电容等组成的外围电路，采用收发合一的芯片可以降低10gsfp+1310nm60km光模块的制作成本。mcu12为f392芯片，mcu12通过i²c数据总线来控制和改变主芯片11寄存器的值，通过改变主芯片11寄存器不同的值来调试光路发射和接收所需的参数。电接口电路3为20pin接口电路，20pin接口电路用于10gsfp+1310nm60km光模块与远程设备建立通信连接，相应的10gsfp+1310nm60km光模块的封装形式也是20pin引脚定义。

在本实施例中，激光器21和光电探测器22采用的是10g的dfb激光器和10g的apd光电探测器，激光器21的波长为1310nm。光电探测器22选用apd类型的探测器，其内部具有光电倍增(或称雪崩)二极管，所以灵敏度比pin类型的探测器的灵敏度高很多。相比于传统的1550nm光模块，本实用新型的10gsfp+1310nm60km光模块的光电探测器22所能探测的波长范围很宽，从1270nm到1610nm中心波长的光都能探测到，并且1310nm波长的色散比1550nm的色散要小，所以1310nm波长的光模块只要能够达到60km的传输距离要求，就完全可以代替1550nm的光模块。

如图3所示，在本实施例中，光路单元2还包括升压电路24，升压电路24与电接口电路3、光电探测器22电连接，光电探测器22需加25～50v反偏电压才能开始工作，所以针对光电探测器22需要设计升压电路24，升压电路24包括升压芯片max15059(图中u2表示)和外围电路，具体为：第一电阻r1的一端与u2的rlim引脚连接，第一电阻r1的另一端接地，第二电阻r2的一端与u2的输出引脚mout引脚连接，第二电阻r2的另一端接地，第三电阻r3的一端与u2的apd引脚连接，第三电阻r3的另一端接光电探测器和第一电容c1的一端，第一电容c1的另一端接地，第四电阻r4和第二电容c2的一端串联一起后与第三电容c3的一端并联接入u2的bias引脚，c2的另一端和c3的另一端接地，第一电感l1的一端和二极管d1的一端与u2的lx引脚连接，第一电感l1的另一端与第四电容c4串联后接地，二极管d1的另一端与第二电容c2串联后接地。

如图4所示，根据上述，本实用新型提供的一种10gsfp+1310nm60km光模块，其主芯片11通过内置发射驱动芯片电路可以直接驱动激光器21发光，主芯片11的tx_outn引脚与第五电容c5的一端连接，第五电容c5的另一端与激光器21的tosa封装ld_anode引脚连接，主芯片11的tx_outp引脚与第六电容c6的一端连接，第六电容c6的另一端与激光器21的tosa封装ld_cathode引脚连接，在主芯片11和激光器21的连接电路上还连接有电感和电阻组成的滤波保护电路，确保激光器21更加稳定安全地工作。上述连接电路不需要tec(thermoelectriccooler)控制电路，电路简单，且激光器21的成本也低。

本实用新型提供的10gsfp+1310nm60km光模块的工作原理是：mcu12通过i²c数据总线来控制和改变主芯片11寄存器的值，通过改变主芯片11寄存器不同的值来调试光路单元2所需的参数。主芯片11通过电接口电路3，收到系统设备送进来的电信号，主芯片11的内置发射端驱动芯片电路通过收到的电信号驱动激光器21发出光信号，光信号通过光纤连接传输给光电探测器22，光电探测器22将探测到的光信号转成电信号，电信号先通过前置放大器23进行一次信号放大，再经过主芯片11的内置后置放大器进行二次放大，然后将电信号通过电接口电路3发送给系统设备，如交换机、光端机等。

以上仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。