一种低速率DC-20Mbps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DC?20Mbps双发射SFP光模块，包括微控制器、相同的两个光发射模块，所述两个光发射单元均连接所述微控制单元，所述光发射模块包括温度补偿单元、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；所述温度补偿单元连接所述光源驱动器、所述光源，用于检测所述光模块当前温度值，根据所述温度值的大小对光模块的出光功率进行补偿，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。本实用新型的一种低速率DC?20Mbps双发射SFP光模块通过取消了传统的APC电路，并采用温度补偿的方式对不同温度下的出光功率进行补偿，能够保证在数据速率低至直流，并实现可靠的传输数据。
【专利说明】
-种低速率DC-20Mbps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DC-20Mbps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，数据传输速率要求从DC0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IE邸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由于无法实现极低 频的信号传输，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APC(automatic power control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趾PROM化lectrically Erasable Programmable Read-Only Memory电可擦可编程只读存储器)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、在驱动电路中使用了APC电路，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，而APC带来的低频截止问题，使得其无法传输低频信号，在低速率时会出现信号 失真；2、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低速状态，可能 出现输出光信号占空比失真。
[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] 本实用新型在于客服现有技术的上述不足，提供一种能够高可靠的传输DC信号且 支持热拔插的低速率DC-20Mbps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DC-20Mbps双发射SFP光模块，包括微控制器、相同的两个光发射模块， 所述两个光发射单元均连接所述微控制单元，所述光发射模块包括溫度补偿单元、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] 所述溫度补偿单元连接所述光源驱动器、所述光源，用于检测所述光模块当前溫 度值，根据所述溫度值的大小对光模块的出光功率进行补偿，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。
[0011] 进一步地，所述光源驱动器电路采用分立电路，且采用DC禪合方式进行连接。
[0012] 进一步地，所述光源驱动器、所述溫度补偿单元还连接微控制单元，所述微控制单 元用于接收所述溫度补偿单元发送的溫度值信息，光驱动单元发送的光源驱动电流。
[0013] 进一步地，所述光发射模块的信号输入端设置有TTL电平信号接口。
[0014] 进一步地，所述光源为VC沈L、FP、DFB或L邸中的任一个。
[0015] 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。
[0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果
[0017] 1、本实用新型的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块通过取消了传统的APC电 路，并采用溫度补偿的方式对不同溫度下的出光功率进行补偿，能够保证在数据速率低至 直流，并实现可靠的传输数据。
[0018] 2、本实用新型的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块通过在光发射模块的信 号输入端设置TTL电平信号接口，使得发射端忍片能够在低速率状态下工作，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。
[0019] 3、本实用新型的一种低速率DC-20Mbps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。
【附图说明】
[0020] 图1所示是本实用新型的一个实施例中的低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块的模 块框图。
[0021] 图2所示是本实用新型的另一个实施例中的低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块的 模块框图。
[0022] 图3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】
[0023] 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。
[0024] 实施例1:
[0025] 图1所示是本实用新型的一个实施例中的低速率DC-20Mbps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，所述两个光发射单元均连接所述微控制单 元，所述光发射模块包括溫度补偿单元、光源驱动器、光源；
[0026] 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；
[0027] 所述溫度补偿单元连接所述光源驱动器、所述光源，用于检测所述光模块当前溫 度值，根据所述溫度值的大小对光模块的出光功率进行补偿，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。
[0028] 具体的，溫度补偿模块包括光功率补偿电路和溫度传感器，光功率补偿电路根据 不同溫度条件调整光源驱动器的光源驱动电流。本实用新型的收发一体SFP光模块中，溫度 补偿模块采用的是热敏电阻补偿的方式。依据光源发光的溫度特性曲线，光功率补偿电路 通过选用合适的热敏电阻，实现在不同溫度条件下调整光源驱动器的光源驱动电流，达到 光功率补偿的效果。
[0029] 本实用新型的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块通过取消了传统的APC电 路，并采用溫度补偿的方式对不同溫度下的出光功率进行补偿，能够保证在数据速率低至 直流，并实现可靠的传输数据。
[0030] 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。
[0031] 进一步地，所述光源驱动器电路采用分立电路，且采用DC禪合方式进行连接。
[0032] 采用本实用新型的分立元件建立的电路与传统的APC电路相比，虽然出光、收光的 稳定性有所降低，也不能传输较高速率的信号，但是可传输低速率的信号，甚至是直流信 号，本实用新型的运种光模块结构简单，功耗较低，不存在低频截止问题，低频可W工作到 DC。运样，设备端的低频数据即使不进行扰码，也可W顺利传输，简化了设备端的软硬件配 置。
[0033] 进一步地，所述光源驱动器、所述溫度补偿单元还连接微控制单元，所述微控制单 元用于接收所述溫度补偿单元发送的溫度值信息，光驱动单元发送的光源驱动电流。
[0034] 进一步地，所述光发射模块的信号输入端设置有TTL电平信号接口。
[0035] 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。
[0036] 本实用新型的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块通过在光发射模块的信号 输入端设置TTL电平信号接口，使得发射端忍片能够在低速率状态下工作，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。
[0037] 在一个具体的实施例中，参看图2,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，溫度补偿单元对光模块的溫度进 行检测，将检测的结果反馈回功率控制单元，功率控制单元根据溫度补偿条件对光源进行 功率补偿，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。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DDM功能，可W直接去除微控制电路部分而 不影响光发射单元的正常工作。
[003引进一步地，所述光源为VC沈L、FP、DFB或L邸中的任一个。
[0039] 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。
[0040] 在一个具体实施例中，参看图3,图3是本实用新型的一个具体实施例中的管脚定 义，表1对图3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_fault和Pin7 Rate_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。
[0041]
[0043]表 1
[0044]
[0045]
[0046] 表 2
[0047] 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。
[0048] 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。
[0049] 本实用新型的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块对SFP管脚的引脚 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。
[0050] 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DC-20MbpS双发射SFP光模块，其特征在于，包括微控制器、相同的两个光 发射模块，所述两个光发射单元均连接所述微控制单元，所述光发射模块包括温度补偿单 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； 所述温度补偿单元连接所述光源驱动器、所述光源，用于检测所述光模块当前温度值， 根据所述温度值的大小对光模块的出光功率进行补偿，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。2. 根据权利要求1所述的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块，其特征在于，所述光 源驱动器电路采用分立电路，且采用DC耦合方式进行连接。3. 根据权利要求1所述的一种低速率DC-20Mbps双发射SFP光模块，其特征在于，所述光 源驱动器、所述温度补偿单元还连接微控制单元，所述微控制单元用于接收所述温度补偿 单元发送的温度值信息，光驱动单元发送的光源驱动电流。4. 根据权利要求1所述的一种低速率DC-20Mbps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设置有TTL电平信号接口。5. 根据权利要求1所述的一种低速率DC-20Mbps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DC-20Mbps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】H04B10/50GK205430255SQ201620219178
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月21日
【发明人】高伟明, 宛明, 刘宇然, 邢鑫, 倪晓龙, 尹磊, 黄晓雷
【申请人】成都新易盛通信技术股份有限公司