CN101726810B - 高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 - Google Patents
高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101726810B CN101726810B CN2009103105485A CN200910310548A CN101726810B CN 101726810 B CN101726810 B CN 101726810B CN 2009103105485 A CN2009103105485 A CN 2009103105485A CN 200910310548 A CN200910310548 A CN 200910310548A CN 101726810 B CN101726810 B CN 101726810B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- temperature
- optical module
- eml laser
- sfp
- eml
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,包括电接口、光纤输入输出接口、SFP+光模块内的EML激光器组件以及光探测器组件,还包括连接于SFP+光模块电接口与EML激光器组件之间的DML激光器驱动模块,用于驱动EML激光器组件;还包括微控制器连接SFP+光模块电接口以及DML激光器驱动模块。从多个方面做出改进,降低了光模块的功耗、提高了精度。
Description
技术领域
本发明涉及光纤数据通讯及电信通讯中的光电转换器件领域,特别是高速低功耗长距离传输用SFP+光模块。
背景技术
作为光纤通信网的核心器件,光模块推动了干线光传输系统向低成本,大容量,低功耗的方向发展,使得光网络的配置更加完备合理,体积越来越小,接口板包含的接口密度越来越高。光模块是由光电子器件,功能电路和光电接口等结构件组成,光电子器件包括发射和接收两部分:对于不同的应用,发射部分包括LED,VCSEL,FP,DFB,和EML等几种光源,接收部分包括PIN和APD两种类型光探测器。对于用于大容量长距离光传输系统用的高速光模块,光源需要采取制冷的EML激光器组件以及高功耗的EML激光驱动器,这样,整个高速光模块的功耗很难降低。另外,由于目前市场上的温度控制器的功耗也很高,尤其是其效率在低的制冷电流下非常低,导致整个光模块的功耗进一步增大。
特别是SFP+光模块中采用EML激光器驱动模块驱动EML激光器组件,EML激光器驱动模块产生较大功耗;EML激光器组件的温度调节是在全温条件下将EML激光器设定在一个温度T下,通过高温制冷,低温加热的方式实现全温下激光器工作在T温度,这样温差越大,需要加热或者制冷的程度越高,所消耗的功率越大。EML激光器的偏置电流输入采用MOS管的直流电流源,为了限制电流的大小,需要串联一个限流电阻,这个限流电阻将浪费电源的功耗,直接采用电源电压也使得功耗难以降低。以上技术方案均是造成现有SFP+光模块高功耗的原因。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷,提供一种能够有效降低功耗的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块。
本发明的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块通过下述技术方案予以实现:
高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,包括电接口、光纤输入输出接口、SFP+光模块内的EML激光器组件以及光探测器组件,还包括微控制器以及连接于SFP+光模块电接口与EML激光器组件之间的低功耗DML激光器驱动模块,用于驱动EML激光器组件;现有SFP+光模块中采用EML激光器驱动模块驱动EML激光器组件,EML激光器驱动模块产生较大功耗,本发明中采用低功耗DML激光器驱动模块代替EML激光器驱动模块来驱动EML激光器组件,以求达到降低功耗的效果;以适当的阻抗匹配电路最大效率地调制EML激光器组件的电吸收调制器;
DML激光器驱动EML激光器组件受微处理器的控制,在微处理器的控制下调节交叉点,控制输出电压幅度以及预加重的功能,实现驱动EML激光器组件的功能。
作为本发明的一种改进,特别是为了进一步降低功耗,还可作出如下改进:所述EML激光器组件采用半制冷方式,将EML激光器组件的工作温度范围划分为两个及以上温度区间,每一温度区间对应一个区间内的设定温度值,微控制器通过ADC采样EML激光器内部热敏电阻的电压,从而探测激光器内部的温度,判断属于哪一个温度区间,微控制器通过温度控制电路设定EML激光器组件的温度为该温度区间对应的设定温度值,并通过温度控制电路将EML激光器温度锁定在所设定的温度范围内。EML激光器的最佳工作是在常温,对于商业应用来说,要能工作在-5摄氏度到70摄氏度,所以必须在低温时加热激光器,高温时制冷激光器,现有的做法是全温条件下将EML激光器设定在一个温度T下,通过高温制冷,低温加热的方式实现全温下激光器工作在T温度,这样温差越大,需要加热或者制冷的程度越高,所消耗的功率越大。本发明将激光器设定在几个温度比如T1,T2,T3,T2为常温,T1靠近低温,T3靠近高温,这样在温度较低的情况下激光器工作在T1温度,温度较高的情况下工作在T3温度,缩小了温差,加热制冷所耗的功率就比较小。通过划分成多个温度区间并设对应目标温度值,降低温度需要调节的幅度,从而降低功耗。
为保证EML激光器组件准确地工作在设定的温度下,采用软件PID算法控制高效率DC/DC转换器的方式实现自动调整。PID控制环就是利用自动控制原理,将EML激光器内采集到的温度反馈给微处理器,微处理器将这个温度和设定的工作温度进行比较,并根据比较的情况去对温度控制电路做相应的调整,温度控制电路根据微处理器的输出去控制EML激光器的制冷加热器,使工作温度尽量靠近设定温度,即激光器工作在给定的温度条件下。
采用脉宽调制偏置电流产生电路提供EML激光器的偏置电流输入,微处理器输出控制PWM脉宽调制偏置电流产生电路的DC/DC转换器,根据需要输出占空比不同的信号,再经滤波电路处理后为EML激光器提供偏置电流。现有技术中,EML激光器的偏置电流输入采用MOS管的直流电流源,为了限制电流的大小,需要串联一个限流电阻,这个限流电阻将浪费电源的功耗,直接采用电源电压也使得功耗难以降低,本发明采用了低功耗的DC/DC转换器提供EML激光器精密直流恒流电流源。
本发明的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块与现有技术相比,有如下积极效果:
本发明的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,从多个方面做出改进,降低了光模块的功耗、提高了精度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
本实施例的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,如图1所示,包括电接口、光纤输入输出接口、SFP+光模块内的EML激光器组件以及光探测器组件,还包括连接于SFP+光模块电接口与EML激光器组件之间的DML激光器驱动模块,用于驱动EML激光器组件;还包括用于实现模块各项功能的微控制器;本发明中采用低功耗DML激光器驱动模块代替EML激光器驱动模块来驱动EML激光器组件,以求达到降低功耗的效果;
EML激光器组件采用半制冷方式,EML激光器的最佳工作是在常温,对于商业应用来说,要能工作在-5摄氏度到70摄氏度,将激光器设定在3个温度比如5摄氏度,20摄氏度,40摄氏度,这样在温度较低的情况下即10摄氏度以下,激光器工作在5摄氏度;温度在10摄氏度到30摄氏度时设定工作温度为20摄氏度;温度较高的情况下即30摄氏度以上时,工作在40摄氏度,缩小了变换温差,加热制冷所耗的功率就比较小。
采用软件PID算法控制高效率DC/DC转换器的方式自动调整EML激光器组件的工作温度,将EML激光器内采集到的温度反馈给微处理器,微处理器将这个温度和设定的工作温度进行比较,并根据比较的情况去对温度控制电路做相应的调整,温度控制电路根据微处理器的输出去控制EML激光器的制冷加热器,使工作温度尽量靠近设定温度,即激光器工作在给定的温度条件下。
软件PID算法:EML激光器内部温度通过热敏电阻阻值表示,根据ADC采样EML激光器的热敏电阻算出其温度并与设置的温度进行比较,将差值进行比例积分和微分处理,并将处理的结果用于控制DAC输出。DC/DC转换器根据DAC输入值转换成输出电压,并作用于EML激光器的电偶,控制电偶上电流的方向和大小,从而达到加热或制冷激光器的目的。
采用脉宽调制偏置电流产生电路提供EML激光器的偏置电流输入,脉宽调制偏置电流产生电路就是DC/DC转换器加上滤波网络。微处理器输出控制PWM脉宽调制偏置电流产生电路的DC/DC转换器,根据需要输出占空比不同的信号,再经滤波电路处理后为EML激光器提供偏置电流。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,包括电接口、光纤输入输出接口、SFP+光模块内的EML激光器组件以及光探测器组件,其特征在于:还包括微控制器以及连接于SFP+光模块电接口与EML激光器组件之间的低功耗DML激光器驱动模块,用于驱动EML激光器组件。
2.根据权利要求1所述的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,其特征在于:所述EML激光器组件采用半制冷方式,将EML激光器组件的工作温度范围划分为两个及以上温度区间,每一温度区间对应一个区间内的设定温度值,微控制器通过ADC采样EML激光器内部热敏电阻的电压,从而探测激光器内部的温度,判断属于哪一个温度区间,微控制器通过温度控制电路设定EML激光器组件的温度为该温度区间对应的设定温度值,并通过温度控制电路将EML激光器温度锁定在所设定的温度范围内。
3.根据权利要求2所述的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,其特征在于:为保证EML激光器组件准确地工作在设定的温度下,采用PID控制环的方式自动调整。
4.根据权利要求1所述的高速低功耗长距离传输用SFP+光模块,其特征在于:采用脉宽调制偏置电流产生电路提供EML激光器的偏置电流输入。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009103105485A CN101726810B (zh) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009103105485A CN101726810B (zh) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101726810A CN101726810A (zh) | 2010-06-09 |
CN101726810B true CN101726810B (zh) | 2011-09-28 |
Family
ID=42447937
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009103105485A Active CN101726810B (zh) | 2009-11-27 | 2009-11-27 | 高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101726810B (zh) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101895350B (zh) * | 2010-08-17 | 2013-06-05 | 索尔思光电(成都)有限公司 | 一种10g以太网无源网络单纤双向光模块 |
CN101944705B (zh) * | 2010-08-23 | 2013-03-20 | 索尔思光电(成都)有限公司 | 一种基于dfb激光器的传输用xfp光模块工作方法 |
CN102231651B (zh) * | 2011-06-14 | 2013-09-18 | 苏州旭创科技有限公司 | 温度控制型低功耗10G 40km SFP+光模块 |
CN102213806B (zh) * | 2011-06-14 | 2013-07-31 | 苏州旭创科技有限公司 | 温度控制型低功耗10G 80km SFP+光模块 |
CN102496848B (zh) * | 2011-12-19 | 2013-03-06 | 索尔思光电(成都)有限公司 | 一种扩展eml tosa核心温度工作范围的方法 |
CN102970080A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-03-13 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块及其激光器工作温度的调节方法 |
CN108306685B (zh) * | 2018-01-11 | 2020-08-07 | 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 | 光模块及twdm无源光网络 |
CN114069382A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-02-18 | 日照市艾锐光电科技有限公司 | 一种基于控温直接调制激光器的10g-pon olt光模块 |
-
2009
- 2009-11-27 CN CN2009103105485A patent/CN101726810B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101726810A (zh) | 2010-06-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101726810B (zh) | 高速低功耗长距离传输用sfp+光模块 | |
CN103281132B (zh) | 应用于宽温度范围中的光模块及其工作温度调节方法 | |
CN101702489B (zh) | 一种电吸收调制激光器的偏置电路及其调试方法 | |
US8903254B2 (en) | Low power consumption, long range, pluggable transceiver, circuits and devices therefor, and method(s) of using the same | |
CN101944705B (zh) | 一种基于dfb激光器的传输用xfp光模块工作方法 | |
CN102970080A (zh) | 光模块及其激光器工作温度的调节方法 | |
CN102932066A (zh) | 一种光模块 | |
CN102749684A (zh) | 激光收发器件及其制造方法和提高其温度运作范围的方法 | |
CN105790064B (zh) | 一种低功耗eml驱动电路和方法 | |
CN103050887A (zh) | 电吸收方式调制激光器系统 | |
CN102298401B (zh) | 一种长距离sfp+光模块 | |
US20080159348A1 (en) | High efficiency thermoelectric cooler control system | |
CN202512273U (zh) | 一种 40g/100g cfp 可插拔光电收发模块 | |
KR20150030098A (ko) | 착탈형 광 트랜시버 | |
CN203133636U (zh) | 自动温度控制电路及包含其的光收发模块 | |
CN102546028B (zh) | 一种分立设计的10g突发发射机 | |
CN201413415Y (zh) | 一种波长可控的dwdm sfp | |
CN202772418U (zh) | 一种在低温条件下启动激光器的电路 | |
US10615877B2 (en) | Electro-absorption bias circuit for electro-absorption modulators | |
CN202444492U (zh) | 一种gbic光模块电路 | |
CN102752054A (zh) | 光网络单元光模块 | |
CN208572096U (zh) | 双收双发设备及传输系统 | |
CN205319508U (zh) | 一种低功耗eml驱动电路 | |
CN103391138A (zh) | 用于激光驱动器的快速初始化数字自动光功率控制电路 | |
CN203232693U (zh) | 一种功率激光二极管的控制电路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |