本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊。

背景技術(shù)：

cfp2是光模塊的一種封裝模式，目前有cfp、cfp2和cfp4三種類似的光模塊封裝模式，這種光模塊的速率是：40gbit/s,100gbit/s。er4是4路40km光模塊，隨著互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等產(chǎn)業(yè)的加速發(fā)展，100g產(chǎn)品應(yīng)用越來越廣，長(zhǎng)距離的需求也隨之增多，根據(jù)ovum預(yù)測(cè)，100ger4模塊在未來的五年需求量將以每年30％速度增長(zhǎng)。對(duì)于40km的應(yīng)用場(chǎng)景，傳統(tǒng)方案需要采用dwdm設(shè)備來增加傳輸距離，其組網(wǎng)復(fù)雜，需要額外的設(shè)備費(fèi)用，維護(hù)成本較高，而使用100ger4模塊可以簡(jiǎn)化傳輸網(wǎng)絡(luò)，減少了中繼設(shè)備，降低了維護(hù)成本。

隨著人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求，對(duì)光電通信帶寬的要求不斷增加。100gbit/s速率組網(wǎng)不斷商用化，但基于技術(shù)瓶頸，目前長(zhǎng)距離100gbit/s系列傳輸光電模塊依然難以突破。運(yùn)營(yíng)組網(wǎng)時(shí)需要增加多個(gè)中繼，組網(wǎng)成本居高不下，嚴(yán)重阻礙了高帶寬通信技術(shù)的商用化腳步。市場(chǎng)對(duì)于100g產(chǎn)品，特別是更具競(jìng)爭(zhēng)力的小封裝cfp2產(chǎn)品，對(duì)中長(zhǎng)距離系列迫切需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)中傳輸距離短和靈敏度低的問題，為目前100g大鏈路、長(zhǎng)距離模塊應(yīng)用提供cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊，包括電信號(hào)到光信號(hào)轉(zhuǎn)換的發(fā)射電路和光信號(hào)到電信號(hào)轉(zhuǎn)換的接收電路；所述的發(fā)射電路包括依次連接的第一信號(hào)單元、第一時(shí)鐘恢復(fù)單元、發(fā)射器件單元、光信號(hào)準(zhǔn)直單元；所述的接收電路包括將接收到的光波信號(hào)放大整形處理的光信號(hào)放大單元、將所述的光信號(hào)放大單元放大整形后的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換輸出電信號(hào)的光接收器件單元、對(duì)光接收器件單元輸出的電信號(hào)進(jìn)行放大的電信號(hào)放大單元、和對(duì)電信號(hào)放大單元放大了的電信號(hào)恢復(fù)整形的第二時(shí)鐘恢復(fù)單元，將經(jīng)過第二時(shí)鐘恢復(fù)單元恢復(fù)整形后的電信號(hào)輸出的第二信號(hào)單元。

本發(fā)明中由于采用光信號(hào)放大單元和電信號(hào)放大單元的兩級(jí)處理，大大提高了接收的靈敏度。從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離應(yīng)用中大鏈路，高靈敏度的要求。

進(jìn)一步的，上述的cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊中：所述發(fā)射器件單元為4組激光器組成，發(fā)光波長(zhǎng)為lanwdm，波長(zhǎng)范圍值滿足l0：1294.53～1296.59nm,l1：1299.02～1301.09nm,l2：1303.54～1305.63nm,l3：1308.09～1310.19nm。在所述的發(fā)射電路和接收電路中分別還具有合波單元和分波單元；在所述的發(fā)射電路中，合波單元設(shè)置在所述的發(fā)射器件單元和光信號(hào)準(zhǔn)直單元之間，將發(fā)射器件單元輸出的光信號(hào)分波為lanwdm波長(zhǎng)4路光信號(hào)輸入到所述的光信號(hào)準(zhǔn)直單元中；在所述的接收電路中，分波單元設(shè)置在所述的光信號(hào)放大單元與光接收器件單元之間，將光信號(hào)放大單元輸出的光信號(hào)分成4路lanwdm波長(zhǎng)光信號(hào)分別送入光接收器件單元的4組對(duì)應(yīng)通道pd器件，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。

實(shí)現(xiàn)四路數(shù)據(jù)傳送。

進(jìn)一步的，上述的cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊中：所述的發(fā)射器件單元在發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，在所述的發(fā)射器件單元上具有溫度穩(wěn)定單元。

溫度穩(wěn)定單元為發(fā)射器件單元提供恒定的工作溫度確保發(fā)射光功率和波長(zhǎng)的穩(wěn)定性、可靠性，實(shí)現(xiàn)較低損耗、超長(zhǎng)距離的傳輸要求。

進(jìn)一步的，上述的cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊中：所述的溫度穩(wěn)定單元中包括確保所述的發(fā)射器件單元工作在同一設(shè)定溫度下的溫度采樣反饋單元和計(jì)算調(diào)節(jié)單元。實(shí)現(xiàn)與外部應(yīng)用設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信管理的mdio單元。還包括計(jì)算處理單元，所述的計(jì)算處理單元通過i2c總線與發(fā)射電路和接收電路中各單元之間的通信。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用4路并行發(fā)射信號(hào)，并通過第一時(shí)鐘恢復(fù)單元至發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)發(fā)射器件單元中4組激光器發(fā)光，進(jìn)一步通過合波處理后進(jìn)行準(zhǔn)直輸出。接收光經(jīng)過光信號(hào)放大處理后進(jìn)行分波處理，輸出4路lan波長(zhǎng)光進(jìn)入接收器件單元轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過電信號(hào)放大單元放大和第二時(shí)鐘恢復(fù)單元的信號(hào)處理，最終4路并行接收信號(hào)輸出至cfp2接口管理單元的第二信號(hào)單元。實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用設(shè)備之間的100g信號(hào)收發(fā)功能。采用光信號(hào)放大單元和電信號(hào)放大單元的兩級(jí)處理，大大提高了接收的靈敏度。從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離應(yīng)用中大鏈路，高靈敏度的要求。

附圖說明

圖1為本發(fā)明cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為本發(fā)明cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊的發(fā)射電路原理框圖。

圖3為發(fā)明cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊接收電路原理框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提出cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊，包括cfp2接口管理單元，電信號(hào)處理單元，光器件單元，光信號(hào)處理單元及監(jiān)控管理單元。

cfp2接口管理單元包括與電信號(hào)輸入的接口單元，主要有第一信號(hào)單元、第二信號(hào)單元、電源管理單元、檢測(cè)單元、mdio管理單元及控制單元。第一信號(hào)單元是電信號(hào)輸入er4模塊的單元，為具有4路并行發(fā)射信號(hào)輸入，它是電信號(hào)的輸入接口。第二信號(hào)單元是電信號(hào)的輸出接口，er4模塊接收光信號(hào)經(jīng)處理后形成電信號(hào)從這個(gè)接口輸出，本實(shí)施例中也是4路并行接收輸出信號(hào)輸出到模塊外面。電源管理單元分成發(fā)射和接收兩部分，并采用模塊電路板上的金手指的8個(gè)引腳進(jìn)行供電，提高電流負(fù)載能力。mdio管理單元包括時(shí)鐘線、數(shù)據(jù)線及地址進(jìn)行分配管理，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品msa規(guī)定的各項(xiàng)信息讀寫。檢測(cè)單元檢測(cè)cfp封裝100g超長(zhǎng)距離er4模塊的工作狀態(tài)，出現(xiàn)故障時(shí)報(bào)警輸出?？刂茊卧ü夤β实拈_關(guān)、低功耗模式的控制及數(shù)據(jù)通信的開啟。

電信號(hào)處理單元包括第一時(shí)鐘恢復(fù)單元、發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元、第二時(shí)鐘恢復(fù)單元及電信號(hào)放大單元。第一時(shí)鐘恢復(fù)單元對(duì)從金手指輸入的4路并行信號(hào)進(jìn)行整形處理，減少信道間相互干擾。發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元完成驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光并將4路并行信號(hào)分別耦合至光路形成光信號(hào)。電信號(hào)放大單元和第二時(shí)鐘恢復(fù)單元是對(duì)接收至的4路并行信號(hào)的放大整形，確保接收信號(hào)的質(zhì)量。

光器件單元與電信號(hào)單元一樣是本實(shí)施例的重點(diǎn)單元，主要完成光電轉(zhuǎn)換和電光轉(zhuǎn)換。包括發(fā)射器件單元、溫度穩(wěn)定單元及接收器件單元。所述發(fā)射器件單元為4組激光器組成，發(fā)光波長(zhǎng)為lanwdm，波長(zhǎng)范圍值滿足要求，分別為l0：1294.53～1296.59nm,l1：1299.02～1301.09nm,l2：1303.54～1305.63nm,l3：1308.09～1310.19nm。溫度穩(wěn)定單元能通過tec溫控裝置對(duì)所述發(fā)射器件單元進(jìn)行溫度恒定操作，確保工作時(shí)光功率恒定和波長(zhǎng)穩(wěn)定。所述接收器件單元為4組接收pd組成，完成接收lanwdm波段光信號(hào)到電信號(hào)轉(zhuǎn)換，同時(shí)分別對(duì)各路接入光功率大小進(jìn)行監(jiān)控輸出。

光信號(hào)處理單元實(shí)現(xiàn)光信號(hào)處理，包括合波單元、光信號(hào)準(zhǔn)直單元、光信號(hào)放大單元及分波單元。合波單元對(duì)4路lanwdm波長(zhǎng)的光進(jìn)行mux合波，最終成一路光信號(hào)輸出。分波單元對(duì)一路光信號(hào)進(jìn)行demux分波處理，分成4路對(duì)應(yīng)lanwdm波長(zhǎng)的光。光信號(hào)準(zhǔn)直單元對(duì)光信號(hào)進(jìn)行色散及模式糾正處理，確保低鏈路損耗，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離傳輸。光信號(hào)放大單元可對(duì)微弱的光信號(hào)進(jìn)行整形放大處理，提高接收靈敏度，同時(shí)具備最大輸入光限制，防止接收器件進(jìn)入飽和損壞。

監(jiān)控管理單元用于對(duì)整個(gè)模塊進(jìn)行管理，包括mdio單元、i2c單元、采樣單元及計(jì)算處理單元。mdio單元實(shí)現(xiàn)cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊與外部應(yīng)用設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信管理。所述i2c單元進(jìn)行單片機(jī)與各內(nèi)部功能單元之間的數(shù)據(jù)通信管理。采樣單元對(duì)溫度、rssi等進(jìn)行采樣。所述計(jì)算處理單元將采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行算法處理并反饋給各功能單元之間，進(jìn)行功能協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)，保證cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊在多應(yīng)用場(chǎng)景下均能穩(wěn)定工作。

本發(fā)明的主要由發(fā)射電路和接收電路兩個(gè)部分組成如圖2和圖3所示，發(fā)射電路將從模塊金手指上獲得的發(fā)射電信號(hào)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)換成光信號(hào)從光纖發(fā)射，接收電路從光纖中接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出到金手指。

4路并行信號(hào)進(jìn)入第一信號(hào)單元，經(jīng)過第一時(shí)鐘恢復(fù)單元修復(fù)整形后，經(jīng)發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元和發(fā)射器件單元完成電到光的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換的光信號(hào)為lanwdm波長(zhǎng)4路光信號(hào)，4路光信號(hào)經(jīng)合波單元進(jìn)行合波處理最后由光信號(hào)準(zhǔn)直單元進(jìn)行修正輸出，從而完成電信號(hào)到光信號(hào)轉(zhuǎn)換的發(fā)射功能。本實(shí)施例中，溫度穩(wěn)定單元通過溫度采樣反饋、計(jì)算調(diào)節(jié)，確保發(fā)射器件單元工作在同一設(shè)定溫度下，從而實(shí)現(xiàn)cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊輸出恒定光功率和穩(wěn)定波長(zhǎng)。

光纖的收入光入射時(shí)首先經(jīng)過光信號(hào)放大單元進(jìn)行放大整形處理，輸入較大的、高質(zhì)量光信號(hào)。然后經(jīng)過分波單元進(jìn)行分波處理，分成4路lanwdm波長(zhǎng)光信號(hào)分別送入接收器件單元的4組對(duì)應(yīng)通道pd器件，進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換的電信號(hào)經(jīng)過電信號(hào)放大單元和第二時(shí)鐘恢復(fù)單元的進(jìn)一步恢復(fù)整形，最終輸出低噪聲、高帶寬電信號(hào)送入第二信號(hào)單元，經(jīng)由金手指輸出4路并行信號(hào)。監(jiān)控管理單元通過內(nèi)部i2c控制各功能單元之間協(xié)調(diào)合作，自我調(diào)節(jié)，保證cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊在各應(yīng)用場(chǎng)景下的工作可靠性。

除以上所述外，本發(fā)明所述的監(jiān)控管理單元協(xié)調(diào)管理各功能單元，所述計(jì)算處理單元采用全新算法，預(yù)設(shè)查找表功能，從而加快計(jì)算處理速度，提高產(chǎn)品性能。所述電源管理單元采用緩啟動(dòng)裝置，多級(jí)濾波管理，減少脈沖干擾，提高電源穩(wěn)定性。所述電信號(hào)處理單元、光器件單元及光信號(hào)放大單元進(jìn)行了無縫隙散熱處理，進(jìn)一步保證cfp2封裝100g超長(zhǎng)距er4模塊的工作可靠性。

本實(shí)施例的有益效果：本發(fā)明采用4路并行發(fā)射信號(hào)，并通過第一時(shí)鐘恢復(fù)單元至發(fā)射驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)發(fā)射器件單元中4組激光器發(fā)光，進(jìn)一步通過合波處理后進(jìn)行準(zhǔn)直輸出。接收光經(jīng)過光信號(hào)放大處理后進(jìn)行分波處理，輸出4路lan波長(zhǎng)光進(jìn)入接收器件單元轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，并通過電信號(hào)放大單元放大和第二時(shí)鐘恢復(fù)單元的信號(hào)處理，最終4路并行接收信號(hào)輸出至cfp2接口管理單元的第二信號(hào)單元。實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用設(shè)備之間的100g信號(hào)收發(fā)功能。采用光信號(hào)放大單元和電信號(hào)放大單元的兩級(jí)處理，大大提高了接收的靈敏度。從而實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離應(yīng)用中大鏈路，高靈敏度的要求。

惟以上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此限定本新型實(shí)施之范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說明書所記載的內(nèi)容作出簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。此外，摘要部分和標(biāo)題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，并非用來限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。