一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種低速率DC?20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，包括微控制器、相同的兩個(gè)光發(fā)射模塊，所述兩個(gè)光發(fā)射單元均連接所述微控制單元，所述光發(fā)射模塊包括溫度補(bǔ)償單元、光源驅(qū)動(dòng)器、光源；所述光源驅(qū)動(dòng)器連接所述光源，用于根據(jù)光源驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)所述光源出光；所述溫度補(bǔ)償單元連接所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述光源，用于檢測所述光模塊當(dāng)前溫度值，根據(jù)所述溫度值的大小對(duì)光模塊的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，控制光源驅(qū)動(dòng)器發(fā)送到光源的驅(qū)動(dòng)電流大小，以調(diào)整光發(fā)射功率。本實(shí)用新型的一種低速率DC?20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊通過取消了傳統(tǒng)的APC電路，并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)不同溫度下的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，能夠保證在數(shù)據(jù)速率低至直流，并實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸數(shù)據(jù)。
【專利說明】
-種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及光模塊領(lǐng)域，特別設(shè)及一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光通信的很多應(yīng)用中，都需要極高的數(shù)據(jù)傳輸速率，從而實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸 需求，但是在一些特殊應(yīng)用中，數(shù)據(jù)傳輸速率要求從DC0到數(shù)十Mb/s，但其對(duì)傳輸數(shù)據(jù)的可 靠性要求非常高。比如電力系統(tǒng)用于信號(hào)傳輸?shù)腎E邸C37.94標(biāo)準(zhǔn)，定義速率為2.048Mb/s， 最低可W到64化/s。然而面對(duì)運(yùn)樣的低速率高可靠性傳輸需求，常規(guī)SFP由于無法實(shí)現(xiàn)極低 頻的信號(hào)傳輸，是無法進(jìn)行可靠傳輸?shù)模赡軙?huì)丟失一些低頻信息。
[0003] 在現(xiàn)有的方案中，有一些采用高速率SFP模塊向下兼容到低速率的方案，運(yùn)些方案 的具體實(shí)現(xiàn)方式如下：采用差分?jǐn)?shù)據(jù)輸入、輸出，AC禪合，數(shù)據(jù)的信號(hào)類型通常為Peel (Positive 血itter Coupled Logic正射極禪合邏輯電平）、CML(Current-Mode Logic電流 型邏輯）；采用APC(automatic power control自動(dòng)功率控制）電路對(duì)發(fā)射功率進(jìn)行控制；應(yīng) 用數(shù)字診斷功能忍片及趾PROM化lectrically Erasable Programmable Read-Only Memory電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器)對(duì)模塊的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控及存儲(chǔ)。
[0004] 而運(yùn)種向下兼容的SFP模塊存在W下缺陷：1、在驅(qū)動(dòng)電路中使用了APC電路，功率 控制通過集成忍片內(nèi)部的APC電路完成，由于是高速應(yīng)用APC電路數(shù)據(jù)常數(shù)很短，低頻截止 頻率較高，而APC帶來的低頻截止問題，使得其無法傳輸?shù)皖l信號(hào)，在低速率時(shí)會(huì)出現(xiàn)信號(hào) 失真；2、一般低速率信號(hào)的信號(hào)類型都是單端TTL，發(fā)射端忍片無法工作在低速狀態(tài)，可能 出現(xiàn)輸出光信號(hào)占空比失真。
[0005] 在現(xiàn)有的另一個(gè)方案中，其雙發(fā)射光模塊采用SFF封裝，無法支持熱插拔。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型在于客服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種能夠高可靠的傳輸DC信號(hào)且 支持熱拔插的低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[000引一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，包括微控制器、相同的兩個(gè)光發(fā)射模塊， 所述兩個(gè)光發(fā)射單元均連接所述微控制單元，所述光發(fā)射模塊包括溫度補(bǔ)償單元、光源驅(qū) 動(dòng)器、光源；
[0009] 所述光源驅(qū)動(dòng)器連接所述光源，用于根據(jù)光源驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)所述光源出光；
[0010] 所述溫度補(bǔ)償單元連接所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述光源，用于檢測所述光模塊當(dāng)前溫 度值，根據(jù)所述溫度值的大小對(duì)光模塊的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，控制光源驅(qū)動(dòng)器發(fā)送到光源 的驅(qū)動(dòng)電流大小，W調(diào)整光發(fā)射功率。
[0011] 進(jìn)一步地，所述光源驅(qū)動(dòng)器電路采用分立電路，且采用DC禪合方式進(jìn)行連接。
[0012] 進(jìn)一步地，所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述溫度補(bǔ)償單元還連接微控制單元，所述微控制單 元用于接收所述溫度補(bǔ)償單元發(fā)送的溫度值信息，光驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的光源驅(qū)動(dòng)電流。
[0013] 進(jìn)一步地，所述光發(fā)射模塊的信號(hào)輸入端設(shè)置有TTL電平信號(hào)接口。
[0014] 進(jìn)一步地，所述光源為VC沈L、FP、DFB或L邸中的任一個(gè)。
[0015] 進(jìn)一步地，所述光模塊的Tx_hult管腳、Rate_select管腳分別被設(shè)置為所述兩個(gè) 光發(fā)射模塊發(fā)送端數(shù)據(jù)輸入接口的備用引腳。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果
[0017] 1、本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊通過取消了傳統(tǒng)的APC電 路，并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)不同溫度下的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，能夠保證在數(shù)據(jù)速率低至 直流，并實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸數(shù)據(jù)。
[0018] 2、本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊通過在光發(fā)射模塊的信 號(hào)輸入端設(shè)置TTL電平信號(hào)接口，使得發(fā)射端忍片能夠在低速率狀態(tài)下工作，相比現(xiàn)有技術(shù) 本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)更加簡單，同時(shí)克服了光信號(hào)占空比失真的問題。
[0019] 3、本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊對(duì)SFP管腳的tx_fault引 腳和Rate_select引腳重新設(shè)置為備用的兩路信號(hào)輸入腳，進(jìn)一步的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目?靠性。
【附圖說明】
[0020] 圖1所示是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中的低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊的模 塊框圖。
[0021] 圖2所示是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例中的低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊的 模塊框圖。
[0022] 圖3所示是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中的模塊管腳定義圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本 實(shí)用新型上述主題的范圍僅限于W下的實(shí)施例，凡基于本【實(shí)用新型內(nèi)容】所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬 于本實(shí)用新型的范圍。
[0024] 實(shí)施例1:
[0025] 圖1所示是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例中的低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊的模 塊框圖，包括微控制器、相同的兩個(gè)光發(fā)射模塊，所述兩個(gè)光發(fā)射單元均連接所述微控制單 元，所述光發(fā)射模塊包括溫度補(bǔ)償單元、光源驅(qū)動(dòng)器、光源；
[0026] 所述光源驅(qū)動(dòng)器連接所述光源，用于根據(jù)光源驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)所述光源出光；
[0027] 所述溫度補(bǔ)償單元連接所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述光源，用于檢測所述光模塊當(dāng)前溫 度值，根據(jù)所述溫度值的大小對(duì)光模塊的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，控制光源驅(qū)動(dòng)器發(fā)送到光源 的驅(qū)動(dòng)電流大小，W調(diào)整光發(fā)射功率。
[0028] 具體的，溫度補(bǔ)償模塊包括光功率補(bǔ)償電路和溫度傳感器，光功率補(bǔ)償電路根據(jù) 不同溫度條件調(diào)整光源驅(qū)動(dòng)器的光源驅(qū)動(dòng)電流。本實(shí)用新型的收發(fā)一體SFP光模塊中，溫度 補(bǔ)償模塊采用的是熱敏電阻補(bǔ)償?shù)姆绞?。依?jù)光源發(fā)光的溫度特性曲線，光功率補(bǔ)償電路 通過選用合適的熱敏電阻，實(shí)現(xiàn)在不同溫度條件下調(diào)整光源驅(qū)動(dòng)器的光源驅(qū)動(dòng)電流，達(dá)到 光功率補(bǔ)償?shù)男Ч?br>[0029] 本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊通過取消了傳統(tǒng)的APC電 路，并采用溫度補(bǔ)償?shù)姆绞綄?duì)不同溫度下的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，能夠保證在數(shù)據(jù)速率低至 直流，并實(shí)現(xiàn)可靠的傳輸數(shù)據(jù)。
[0030] 其次，傳統(tǒng)的雙發(fā)射光模塊采用的是SFF封裝，該封裝方式不支持熱拔插，本實(shí)用 新型采用SFP進(jìn)行模塊封裝，使模塊具備熱拔插的功能。
[0031] 進(jìn)一步地，所述光源驅(qū)動(dòng)器電路采用分立電路，且采用DC禪合方式進(jìn)行連接。
[0032] 采用本實(shí)用新型的分立元件建立的電路與傳統(tǒng)的APC電路相比，雖然出光、收光的 穩(wěn)定性有所降低，也不能傳輸較高速率的信號(hào)，但是可傳輸?shù)退俾实男盘?hào)，甚至是直流信 號(hào)，本實(shí)用新型的運(yùn)種光模塊結(jié)構(gòu)簡單，功耗較低，不存在低頻截止問題，低頻可W工作到 DC。運(yùn)樣，設(shè)備端的低頻數(shù)據(jù)即使不進(jìn)行擾碼，也可W順利傳輸，簡化了設(shè)備端的軟硬件配 置。
[0033] 進(jìn)一步地，所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述溫度補(bǔ)償單元還連接微控制單元，所述微控制單 元用于接收所述溫度補(bǔ)償單元發(fā)送的溫度值信息，光驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的光源驅(qū)動(dòng)電流。
[0034] 進(jìn)一步地，所述光發(fā)射模塊的信號(hào)輸入端設(shè)置有TTL電平信號(hào)接口。
[0035] 現(xiàn)有的技術(shù)中，模塊通過在host端加電平轉(zhuǎn)換信號(hào)，實(shí)現(xiàn)單端TTL信號(hào)，但增加了 電路復(fù)雜度，同時(shí)，現(xiàn)有的運(yùn)種方案，其忍片不能很好的支持低頻信號(hào)傳輸，在進(jìn)行低頻信 號(hào)調(diào)制、解調(diào)時(shí)有占空比失真的問題。
[0036] 本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊通過在光發(fā)射模塊的信號(hào) 輸入端設(shè)置TTL電平信號(hào)接口，使得發(fā)射端忍片能夠在低速率狀態(tài)下工作，相比現(xiàn)有技術(shù)本 實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)更加簡單，同時(shí)克服了光信號(hào)占空比失真的問題，由于不需要進(jìn)行增 加額外的電平轉(zhuǎn)換，本實(shí)用新型的方案成本更低。
[0037] 在一個(gè)具體的實(shí)施例中，參看圖2,發(fā)射模塊采用單端輸入，信號(hào)電平為TTL，經(jīng)過 DC禪合到光源驅(qū)動(dòng)器，光源驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)光源發(fā)送0/1信號(hào)，溫度補(bǔ)償單元對(duì)光模塊的溫度進(jìn) 行檢測，將檢測的結(jié)果反饋回功率控制單元，功率控制單元根據(jù)溫度補(bǔ)償條件對(duì)光源進(jìn)行 功率補(bǔ)償，控制光源驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電流，實(shí)現(xiàn)出光功率調(diào)節(jié)、維持出光功率穩(wěn)定功能。微控制 單元通過I2C總線與外部設(shè)備通信，同時(shí)監(jiān)控模塊的工作溫度、模塊電源電壓、兩路發(fā)射端 發(fā)射功率、兩路發(fā)射端偏置電流。模塊具備DDM功能、與設(shè)備的通信功能W及軟件對(duì)模塊的 控制功能。在使用中，終端設(shè)備通過和多個(gè)模塊的通信，可W實(shí)時(shí)的獲取各個(gè)模塊的工作狀 態(tài)信息，包括光發(fā)射通道一和光發(fā)射通道二的發(fā)射功率、光發(fā)射通道一和光發(fā)射通道二的 偏置電流、供電電壓值、模塊內(nèi)部的溫度W及模塊警告及警報(bào)信息，運(yùn)樣可W及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn) 異常的模塊。同時(shí)可W通過軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊的控制，對(duì)有異常的模塊及時(shí)進(jìn)行處理。微控制 單元僅實(shí)現(xiàn)對(duì)模塊參數(shù)的監(jiān)測作用，如果不需要DDM功能，可W直接去除微控制電路部分而 不影響光發(fā)射單元的正常工作。
[003引進(jìn)一步地，所述光源為VC沈L、FP、DFB或L邸中的任一個(gè)。
[0039] 進(jìn)一步地，所述光模塊的Tx_hult管腳、Rate_select管腳分別被設(shè)置為所述兩個(gè) 光發(fā)射模塊發(fā)送端數(shù)據(jù)輸入接口的備用引腳。
[0040] 在一個(gè)具體實(shí)施例中，參看圖3,圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中的管腳定 義，表1對(duì)圖3中的管腳進(jìn)行了詳細(xì)的描述，本實(shí)用新型的引腳定義發(fā)端數(shù)據(jù)輸入TDUTD2使 用單端信號(hào)，其中Pinl3和Pinl8作為兩路發(fā)端數(shù)據(jù)輸入引腳，Pin7或Pin2可W作為備用的 兩路發(fā)端數(shù)據(jù)輸入引腳，數(shù)據(jù)類型均為TTL。作為特殊應(yīng)用產(chǎn)品，與傳統(tǒng)SFP管腳定義相比， Pin2Tx_fault和Pin7 Rate_select功能不需要，故將此二腳作為備用的信號(hào)引腳使用，根 據(jù)本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)，模塊A化的寄存器定義在8472協(xié)議的基礎(chǔ)上也需要進(jìn)行相應(yīng)的修改， 具體的修改調(diào)整參看表2。
[0041]
[0043]表 1
[0044]
[0045]
[0046] 表 2
[0047] 由于本實(shí)用新型設(shè)置了一對(duì)備用發(fā)射信號(hào)輸入腳，可W滿足外部設(shè)備多樣化的設(shè) 計(jì)要求，在本實(shí)施例中通過備用發(fā)射信號(hào)腳實(shí)現(xiàn)兩路獨(dú)立信號(hào)源的發(fā)射。
[0048] 本實(shí)用新型的腳位定義滿足MSA，可W做成標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，也可W采用特殊腳位定義， 實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)SFP產(chǎn)品的端口復(fù)用，有效提高設(shè)備單位面積面板使用率。
[0049] 本實(shí)用新型的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊對(duì)SFP管腳的引腳 和Rate_select引腳重新設(shè)置為備用的兩路信號(hào)輸入腳，進(jìn)一步的提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽?性。
[0050] 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不 限制于上述實(shí)施方式，在不脫離本申請(qǐng)的權(quán)利要求的精神和范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可W作出各種修改或改型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低速率DC-20MbpS雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在于，包括微控制器、相同的兩個(gè)光 發(fā)射模塊，所述兩個(gè)光發(fā)射單元均連接所述微控制單元，所述光發(fā)射模塊包括溫度補(bǔ)償單 元、光源驅(qū)動(dòng)器、光源； 所述光源驅(qū)動(dòng)器連接所述光源，用于根據(jù)光源驅(qū)動(dòng)電流驅(qū)動(dòng)所述光源出光； 所述溫度補(bǔ)償單元連接所述光源驅(qū)動(dòng)器、所述光源，用于檢測所述光模塊當(dāng)前溫度值， 根據(jù)所述溫度值的大小對(duì)光模塊的出光功率進(jìn)行補(bǔ)償，控制光源驅(qū)動(dòng)器發(fā)送到光源的驅(qū)動(dòng) 電流大小，以調(diào)整光發(fā)射功率。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在于，所述光 源驅(qū)動(dòng)器電路采用分立電路，且采用DC耦合方式進(jìn)行連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在于，所述光 源驅(qū)動(dòng)器、所述溫度補(bǔ)償單元還連接微控制單元，所述微控制單元用于接收所述溫度補(bǔ)償 單元發(fā)送的溫度值信息，光驅(qū)動(dòng)單元發(fā)送的光源驅(qū)動(dòng)電流。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在于，所述光 發(fā)射模塊的信號(hào)輸入端設(shè)置有TTL電平信號(hào)接口。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在于，所述光 源為VCSEL、FP、DFB或LED中的任一個(gè)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種低速率DC-20Mbps雙發(fā)射SFP光模塊，其特征在 于，所述光模塊的Tx_fault管腳、Rate_select管腳分別被設(shè)置為所述兩個(gè)光發(fā)射模塊發(fā)送 端數(shù)據(jù)輸入接口的備用引腳。
【文檔編號(hào)】H04B10/50GK205430255SQ201620219178
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年3月21日
【發(fā)明人】高偉明, 宛明, 劉宇然, 邢鑫, 倪曉龍, 尹磊, 黃曉雷
【申請(qǐng)人】成都新易盛通信技術(shù)股份有限公司