CN102291185B - 一种多功能低成本sfp模块pcb - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多功能低成本SFP模块PCB，涉及光通信技术领域，旨在提供一种能够兼容常规带DDMI的SFP模块、带DDMI的PON突发模式的SFP模块、常规不带DDMI的SFP模块和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块布线方式的低成本PCB；本发明的技术要点为：1、通过比对所述4种SFP模块布线方式的不同点和共同点，本发明在一个PCB上实现了对4种SFP模块的兼容；2、当本发明中的主PCB用于单纤SC接口的SFP模块时，还针对带DDMI与不带DDMI的单纤SC接口的SFP模块设计不同的转接板。本发明可用于单纤SC接口、单纤LC接口、双纤LC接口的SFP模块。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通讯技术，尤其是SFP模块的PCB。
背景技术
文中技术术语解释:
SFP (Small From-Factor Pluggable)小型可插拔光模块；
RSSI (Received Signal Strength Indicator)接收信号检测；
PCB (Printed Circuit Board) 印制电路板；
BIDI （Single fiber Bi-directional）单纤双向；
DDMI (Digital diagnostic monitoring interface)数字诊断模式；
SC （Subscriber connector） 光纤标准的方型接头；
LC (Lucent Connector ) 接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些，小方头
EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 电可擦可编程只读存储器；
随着光纤通信的发展，光传输系统对光模块提出了更高的要求。光模块逐渐向低成本、多种类、高兼容性的方向发展。因此一块PCB能实现多种功能的需求应运而生。而同时能够降低成本与功耗更是很多厂家追求的目标。
SFP模块按照不同的分类标准可以分为很多类，按照是否带DDMI、是否支持PON突发模式，SFP模块可以分为图1~图4的4种：图1是常规带DDMI的SFP模块功能框图。图2是带DDMI的PON突发模式的SFP模块功能框图。图3是常规不带DDMI的SFP模块功能框图。图4是不带DDMI的PON突发模式的SFP模块功能框图。
SFP模块按光纤接口分类，又主要分为3种：单纤LC接口、单纤SC接口、双纤LC接口。
虽然这3种SFP模块的光纤接口不同，但是跟外部电路的接口都是通过金手指电接口来连接的，而且金手指的尺寸和管脚定义完全一样。
单纤LC接口、单纤SC接口、双纤LC接口的SFP模块中的每一个SFP模块又可分为图1~图4所示的4种类型。
但是因为光纤接口不一样，就导致了3种SFP模块内部的PCB和光收发接口组件的连接方式也不一样。其中单纤SC接口的SFP模块的光收发接口组件的接收端需要通过转接板与PCB连接，其他2种SFP模块的光收发接口组件接收端是通过直接与PCB相连来实现的。
带DDMI的SFP模块（包括带PON突发模式与不带PON突发模式），详见图1、2，与不带DDMI的SFP模块（包括带PON突发模式与不带PON突发模式），详见图3、4，的区别在于：带DDMI的SFP模块采用CPU及其外围电路作为控制器电路，实现对激光驱动与限幅放大单元、光发送接口组件与光接收接口组件的监控；而不带DDMI的SFP模块不需要控制器电路，而仅需要一块EEPROM记录产品的固定信息。
带PON的突发模式的SFP模块（包括带DDMI的SFP模块与不带DDMI的SFP模块），详见图2、4，和不带PON的突发模式的SFP模块（包括带DDMI的SFP模块与不带DDMI的SFP模块），详见图1、3，电路结构的区别是：带PON的突发模式SFP模块具有一个BURST引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入BURST信号，使模块工作在突发模式。不带PON突发模式的SFP模块不具有BURST引脚，而具有一个普通的使能引脚，即，TX_DIS引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入控制信号，进而控制激光器的关断与开启。
目前，根据实际需要，本领域技术人员对这4种PCB是分开设计的，这就大大增加了研发和管理成本。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种多功能的SFP模块的PCB，兼容常规带DDMI的SFP模块、带DDMI的PON突发模式的SFP模块、常规不带DDMI的SFP模块、不带DDMI的PON突发模式的SFP模块4种电路结构的布线方式。
本发明中多功能低成本PCB采用的技术方案是这样的：包括主PCB；所述主PCB上具有常规带DDMI的SFP模块、常规不带DDMI的SFP模块、带DDMI的PON突发模式的SFP模块与不带DDMI的PON突发模式的SFP模块共有电路元器件及连接线路A；主PCB上还具有常规带DDMI的SFP模块特有的电路元器件及连接线路B，以及常规不带DDMI的SFP模块特有的电路元器件及连接线路C。
本发明的附加技术特征为：
优选地，还包括第一转接板与第二转接板，所述第一转接板与第二转接板均具有与主PCB连接的信号接口；所述第一转接板还具有与常规带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口；所述第二转接板还具有与常规不带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口。
优选地，所述主PCB上设置有常规带DDMI的SFP模块、常规不带DDMI的SFP模块、带DDMI的PON突发模式的SFP模块与不带DDMI的PON突发模式的SFP模块共有的电源电路焊接位置、外围设备接口焊接位置、激光驱动与限幅放大单元焊接位置、光发送接口组件焊接位置与光接收接口组件焊接位置以及连接线路A；所述连接线路A为：所述电源电路用于向激光驱动与限幅放大单元与光接收接口组件提供工作电源；激光驱动与限幅放大单元中激光驱动部分的发送信号接收端与外围设备接口连接，激光驱动部分的发送信号输出端与光发送接口组件连接；激光驱动与限幅放大单元中限幅放大部分的接收信号输出端与外围设备接口连接，限幅放大部分的接收信号输入端与光接收接口组件连接；
主PCB上还设有常规带DDMI的SFP模块和带DDMI的PON突发模式的SFP模块独有的监控引脚焊接位置、控制器电路焊接位置及连接线路B，所述控制器电路、外围设备接口均具有I2C接口，所述连接线路B为：控制器电路的I2C接口与外围设备接口上的I2C接口连接，控制器电路用于实现对激光驱动与限幅放大单元、光收发接口组件的监测与控制；
主PCB上同时设有常规不带DDMI的SFP模块和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块独有的可编程存储器焊接位置、2只零欧姆电阻焊接位置及连接线路C；所述可编程存储器、激光驱动与限幅放大单元均具有I2C接口；所述连接线路C为：可编程存储器的I2C接口与所述外围设备接口上的I2C接口连接，所述外围设备的I2C接口还通过2个零欧姆电阻连接至激光驱动与限幅放大单元的I2C接口。
优选地，所述主PCB中还包括另外两个相互并联的零欧姆电阻焊接位置及连接线路D，所述连接线路D为：外围设备接口接口电路的一个引脚通过所述并联的零欧姆电阻分别与主芯片激光驱动与限幅放大单元焊接处的关断控制使能信号引脚、BURST信号引脚连接。
优选地，所述连接线路B中，光收发接口组件具有监控引脚，所述监控引脚接至控制器电路。
优选地，所述第一转接板与常规带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件的接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；第一转接板与主PCB连接的信号接口同样包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口。
优选地，所述第二转接板与常规不带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口；第二转接板与主PCB连接的信号接口包括电源接口、地信号接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；但所述监控引脚接口悬空。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明在主PCB上同时设计有DDMI模式、带PON突发模式的DDMI模式、非DDMI模式、带有PON突发模式的非DDMI模式的SFP模块共有的电路结构以及各自独有的电路结构。对于单纤SC接口的SFP模块，采用用两块不同的转接板解决了主PCB与DDMI模式SFP模块接收端或者非DDMI模式SFP模块接收端的连接，由于SFP模块的PCB主板带有金手指，而且一般为4层或者6层PCB，而转接板是只有铜线的双面板，相对于PCB主板，转接板的成本甚至可以忽略不计，本发明用一个PCB兼容了SFP模块中DDM和非DDM的功能，比采用4种PCB减少了成本。本发明提供的技术方案适用于单纤LC接口、单纤SC接口、双纤LC接口3种不同光纤接口的SFP模块。
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是常规带DDMI的SFP模块功能框图；
图2是带DDMI的PON突发模式的SFP模块功能框图；
图3是常规不带DDMI的SFP模块功能框图；
图4是不带DDMI的PON突发模式的SFP模块功能框图；
图5是SFP模块中光收发模块接口组件与PCB连接的结构图；
图6是本发明中兼容4种SFP模块PCB电路结构图；
图7是本发明中连接单纤SC接口的SFP模块主PCB与带DDMI的SFP模块的光收发模块接口组件的转接板；
图8是本发明中连接单纤SC接口的SFP模块主PCB与不带DDMI的SFP模块的光收发模块接口组件的转接板。
图中标记：1为主PCB 2为转接板 3为光收发模块接口组件 201为与主PCB连接的电源接口 202为与主PCB连接的地线接口 203为与主PCB连接的监控引脚（RSSI）接口 204为与主PCB连接的光接收接口组件输出的差分信号接口RD+ 205为与主PCB连接的光接收接口组件输出的差分信号接口RD- 206为与光收发接口组件接收端连接的电源接口 207为与光收发接口组件接收端连接的地信号接口 208为与光收发接口组件接收端连接的RSSI接口 209为与光收发接口组件接收端连接的差分信号接口RD+ 210为与光收发接口组件接收端连接的光接收接口组件输出的差分信号接口RD-。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
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。
如图1、图2所示，常规带DDMI的SFP模块与带DDMI的PON突发模式的SFP 模块的电路结构的共同部分是这样的：包括电源电路、外围设备接口、激光驱动与限幅放大单元、光发送接口组件、光接收接口组件与控制器电路；所述电源电路用于向激光驱动与限幅放大单元、光接收接口组件提供工作电源；激光驱动与限幅放大单元中激光驱动部分的发送信号接收端与外围设备接口连接，激光驱动部分的发送信号输出端与光发送接口组件连接；激光驱动与限幅放大单元中限幅放大部分的接收信号输出端与外围设备接口连接，限幅放大部分的接收信号输入端与光接收接口组件连接；所述控制器电路与外围设备接口有信号连接，控制器电路用于实现对激光驱动单元、光收发接口组件的监测与控制。外围设备接口为20脚金手指连接器，用于连接外部电路与SFP模块。
常规带DDMI的SFP模块与带DDMI的PON突发模式的SFP 模块的电路结构的区别部分是这样的：DDMI模式SFP模块的激光驱动与限幅放大单元具有一个普通的使能引脚，即，TX_DIS引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入控制信号，进而控制激光器的关断与开启；带有DDMI的PON突发模式的SFP模块的主芯片具有一个BURST引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入BURST信号，进而使模块工作在突发模式。
如图3、4所示，常规的不带DDMI的SFP模块与不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的电路结构共同部分是这样的：包括电源电路、激光驱动与限幅放大单元、光发送接口组件、光接收接口组件与可编程存储器；所述电源电路用于向激光驱动与限幅放大单元、光接收接口组件提供工作电源；激光驱动与限幅放大单元中激光驱动部分的发送信号接收端与外围设备接口连接，激光驱动部分的发送信号输出端与光发送接口组件连接；激光驱动与限幅放大单元中限幅放大部分的接收信号输出端与外围设备接口连接，限幅放大部分的接收信号输出端与光接收接口组件连接；所述可编程存储器与外围设备接口有信号连接。所述外围设备接口为20脚金手指连接器，外部电路与SFP模块通过金手指连接。
作为一种具体实施方式，上述电路结构中的可编程存储器,例如EEPROM，具有I2C接口；可编程存储器的I2C接口与外围设备接口中的I2C接口连接。
常规的不带DDMI的SFP模块与不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的电路结构的区别部分是这样的：非DDMI模式SFP模块的激光驱动与限幅放大单元具有一个普通的使能引脚，即，TX_DIS引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入控制信号，进而控制激光器的一般关断与开启；不带DDMI的PON突发模式的SFP模块具有一个BURST引脚，外部电路通过外围设备接口向该引脚输入BURST信号，进而使模块工作在突发模式。
如图5，为了实现兼容，主PCB上设置有所述4种SFP模块共有的电源电路焊接位置、外围设备接口焊接位置、激光驱动与限幅放大单元焊接位置、光发送接口组件焊接位置与光接收接口组件焊接位置以及连接线路A；所述连接线路A为（此处利用各元器件引脚之间的连接关系来描述PCB上的布线关系，不应理解为此处的描述的是SFP模块电路，以下同）：所述电源电路用于向激光驱动与限幅放大单元、光接收接口组件提供工作电源；激光驱动与限幅放大单元中激光驱动部分的发送信号接收端与外围设备接口连接，激光驱动部分的发送信号输出端与光发送接口组件连接；激光驱动与限幅放大单元中限幅放大部分的接收信号输出端与外围设备接口连接，限幅放大部分的接收信号输入端与光接收接口组件连接；主PCB上还设有DDMI模式SFP模块独有的监控引脚焊接位置、控制器电路焊接位置及连接线路B，所述控制器电路、外围设备接口均具有I2C接口，所述连接线路B为：控制器电路的I2C接口与外围设备接口上的I2C接口连接，控制器电路用于实现对激光驱动与限幅放大单元、光收、发接口组件的监控；主PCB上同时设有非DDMI模式SFP模块独有的可编程存储器焊接位置、2只零欧姆电阻焊接位置及连接线路C；所述可编程存储器、激光驱动单元均具有I2C接口；所述连接线路C为：可编程存储器的I2C接口与所述外围设备接口上的I2C接口连接，所述外围设备的I2C接口还通过2个零欧姆电阻连接至激光驱动单元的I2C接口，其作用为生产的时候可以通过I2C对激光驱动单元进行寄存器配置。
可编程存储器可以代替CPU存放产品固定信息。而激光驱动芯片也是直接连接到外围设备接口上的，生产的时候可以通过I2C对激光驱动部分进行寄存器配置。2个零欧姆的电阻是为了在利用本发明中的主PCB生产不带DDMI模式SFP模块时，将激光驱动单元的I2C接口接至外围设备接口的I2C接口；而在带DDMI模式SFP模块时，要把2个零欧姆断开以避免控制器的I2C电路被短接。
为了解决带PON突发模式的SFP模块与不带PON突发模式的SFP模块的兼容问题，在主PCB上还设置另外两个零欧姆电阻焊接位置及这样一组连接线路：外围设备接口的一个引脚通过两个并联的零欧姆电阻焊接位置分别接至激光驱动与限幅放大单元焊接处的使能信号引脚（TX_DIS引脚）与BURST引脚。
在DDMI模式的SFP模块中，光收发接口组件具有监控引脚（RSSI），因此在连接线路B中，所述监控引脚接至控制器电路，如CPU的一个引脚上。
考虑到单纤SC接口SFP模块的PCB通过转接板与光接收接口组件连接，因此，用于生产单纤SC接口SFP模块的PCB由主PCB与转接板（转接板主要起导线作用，其上布有铜线，无电路元器件）构成，主PCB和光接收接口组件的接收端的连接是通过转接板来实现的。
对于单纤SC接口的SFP模块，带DDMI的SFP模块的光收发接口组件具有电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口(RSSI脚)5个引脚需要与主PCB上的对应接口连接。在设计时，转接板（第一转接板）与带DDMI模式SFP模块的光接收接口组件连接的信号接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；转接板与主PCB连接的信号接口同样包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；转接板上连接光接收接口组件的信号接口与连接主PCB的信号接口中相同类型名称的接口对应连接。如图7。不带DDMI模式的SFP模块的光收发接口组件具有电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口4个引脚需要与主PCB上的对应接口连接。在设计另一块转接板时，转接板（第二转接板）与不带DDMI的SFP模块的光接收接口组件连接的信号接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口；为了与主PCB的接口兼容，所述转接板与主PCB连接的信号接口仍然包括电源接口、地信号接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；转接板上连接光接收接口组件的信号接口与连接主PCB的信号接口中相同类型名称的接口对应连接，此时所述监控引脚接口悬空。如图8。
在实际的生产过程中，若是生产常规带DDMI的SFP模块时，在主PCB上焊接控制器电路，如CPU及其外围电路，不焊接可编程存储器与零欧姆电阻，焊接TX_DIS引脚上零欧姆电阻，BURST信号线上的零欧姆电阻焊接处悬空；若常规带DDMI的SFP模块是单纤SC接口的时候，还需要采用第一转接板连接光收发接口组件的接收端与主PCB。
若生产常规不带DDMI的SFP模块时，在主PCB上焊接可编程存储器（EEPROM）与零欧姆电阻，不焊接控制器电路，焊接TX_DIS引脚上零欧姆电阻，BURST信号线上的零欧姆电阻焊接处悬空，对于单纤SC接口的SFP模块还需要采用第二转接板连接光收发接口组件的接收端与主PCB。
若是生产带DDMI 的PON突发模式的SFP模块时，在主PCB上焊接控制器电路，如CPU及其外围电路，不焊接可编程存储器与零欧姆电阻，焊接BURST信号线上零欧姆电阻，TX_DIS信号线上的零欧姆电阻焊接处悬空。对于单纤SC接口的SFP模块，还需要采用第一转接板连接光收发接口组件的接收端与主PCB。
若生产不带DDMI的PON突发模式的SFP模块时，在主PCB上焊接可编程存储器与零欧姆电阻，不焊接控制器电路，焊接BURST信号线上零欧姆电阻，TX_DIS信号线上的零欧姆电阻焊接处悬空，对于单纤SC接口的SFP模块还需要采用第二转接板连接光收发接口组件的接收端与主PCB。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。
Claims (4)
1. 一种多功能低成本SFP模块的PCB，其特征在于，包括主PCB；
所述主PCB上设置有常规带DDMI的SFP模块、常规不带DDMI的SFP模块、带DDMI的PON突发模式的SFP模块与不带DDMI的PON突发模式的SFP模块这四种模块共有的电源电路焊接位置、外围设备接口焊接位置、激光驱动与限幅放大单元焊接位置、光发送接口组件焊接位置与光接收接口组件焊接位置以及连接线路A；所述连接线路A为：所述电源电路用于向激光驱动与限幅放大单元与光接收接口组件提供工作电源；激光驱动与限幅放大单元中激光驱动部分的发送信号接收端与外围设备接口连接，激光驱动部分的发送信号输出端与光发送接口组件连接；激光驱动与限幅放大单元中限幅放大部分的接收信号输出端与外围设备接口连接，限幅放大部分的接收信号输入端与光接收接口组件连接；
主PCB上还设有常规带DDMI的SFP模块和带DDMI的PON突发模式的SFP模块独有的监控引脚焊接位置、控制器电路焊接位置及连接线路B，所述控制器电路、外围设备接口均具有I2C接口，所述连接线路B为：控制器电路的I2C接口与外围设备接口上的I2C接口连接，控制器电路用于实现对激光驱动与限幅放大单元、光收发接口组件的监测与控制；
主PCB上同时设有常规不带DDMI的SFP模块和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块独有的可编程存储器焊接位置、2只零欧姆电阻焊接位置及连接线路C；所述可编程存储器、激光驱动与限幅放大单元均具有I2C接口；所述连接线路C为：可编程存储器的I2C接口与所述外围设备接口上的I2C接口连接，所述外围设备的I2C接口还通过2个零欧姆电阻连接至激光驱动与限幅放大单元的I2C接口；
所述主PCB中还包括另外两个相互并联的零欧姆电阻焊接位置及连接线路D，所述连接线路D为：外围设备接口电路的一个引脚通过所述并联的零欧姆电阻分别与激光驱动与限幅放大单元焊接处的关断控制使能信号引脚、BURST信号引脚连接；
所述连接线路B中，光收发接口组件具有监控引脚，所述监控引脚接至控制器电路。
2. 根据权利要求1所述的一种多功能低成本SFP模块的PCB，其特征在于，还包括第一转接板与第二转接板，所述第一转接板与第二转接板均具有与主PCB连接的信号接口；所述第一转接板还具有与常规带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口；所述第二转接板还具有与常规不带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口。
3. 根据权利要求2所述的一种多功能低成本SFP模块的PCB，其特征在于，所述第一转接板与常规带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；第一转接板与主PCB连接的信号接口同样包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口。
4. 根据权利要求2所述的一种多功能低成本SFP模块的PCB，其特征在于，所述第二转接板与常规不带DDMI的SFP模块的光接收接口组件和不带DDMI的PON突发模式的SFP模块的光接收接口组件连接的接口包括电源接口、地线接口、光接收接口组件输出的差分信号接口；第二转接板与主PCB连接的信号接口包括电源接口、地信号接口、光接收接口组件输出的差分信号接口及监控引脚接口；但所述监控引脚接口悬空。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: Hite Industrial Park No. 21 High-tech Zone Gaopeng road in Chengdu city of Sichuan province 610041 No. 2 Building 5 floor Applicant after: Eoptolink Technology Inc., Ltd. Address before: 610031 Sichuan province Chengdu city Chengdu high tech Zone Gaopeng Road No. 21, Industrial Park No. 2 Building 5 floor Applicant before: Eoptolink Technology Inc. |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |