CN103647605A - Sfp+光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种SFP+光模块，该光模块包括光发射与接收单元、诊断单元和电接口单元，其中：所述电接口单元，用于接收外部系统发送的输入电信号，还用于向所述外部系统发送输出电信号；所述光发射与接收单元与所述电接口单元相连接；所述光发射与接收单元，用于将所述输入电信号转换为输出光信号，还用于将输入光信号转换为所述输出电信号；所述诊断单元与所述电接口单元和所述光发射与接收单元相连接；所述诊断单元，用于向所述光发射与接收单元发送光检测信号，还用于通过所述电接口单元向远程通讯设备发送数字诊断信号。

Description

SFP+光模块

本申请是申请日为2011年6月14日，申请号为201110158730.0的名为“10G SFP+LR光模块”的中国发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种应用于高速同步光传输网络的小封装可热插拔光收发模块，尤其涉及一种SFP+光模块。

背景技术

随着通讯网络技术的高速发展，光纤通讯技术得到广泛应用和普及，尤其宽带业务的广泛应用，对光网络系统的容量和密集度都有了更高的要求，通信网干线传输容量的不断扩大及速率的不断提高使得光纤通信成为现代信息网络的主要传输手段，在现在的光通信网络中，如广域网(WAN)、城域网(MAN)、局域网(LAN)所需要的作为核心光电子器件之一的光收发模块的种类越来越多，要求也越来越高，复杂程度也以惊人的速度发展。光收发模块的急剧增加导致了多样性，需要不断发展相关技术满足这样应用需求。也促使适应LC接口的小封装可热插拔(Enhanced 8.5and 10Gigabit Small FormFactor PluggableModule，简称“SFP+”)模块的出现。对于熟知的XFP是10Gigabit Small Form FactorPluggable万兆以太网收发光模块。SFP+比XFP外观尺寸更小，具有比XFP封装更紧凑的外形，而且功耗更低。此外，由于SFP+体积更小，因此SFP+还提供较XFP更高的安装密度。SFP+具有低功耗、集成化使用、更换灵活的优点，是下一代光网络主流的使用器件。现有技术中的SFP+的功率需要落入标准中制定的范围，因而提升SFP+的集成度的同时也避免其功率超出所述范围是现有技术所面临的问题。

发明内容

为克服现有技术存在的不足，本发明提供了一种SFP+光模块。

相应地，本发明提供了一种SFP+光模块，该光模块包括光发射与接收单元、诊断单元和电接口单元，其中：

所述电接口单元，用于接收外部系统发送的输入电信号，还用于向所述外部系统发送输出电信号；

所述光发射与接收单元与所述电接口单元相连接；

所述光发射与接收单元，用于将所述输入电信号转换为输出光信号，还用于将输入光信号转换为所述输出电信号；

所述诊断单元与所述电接口单元和所述光发射与接收单元相连接；

所述诊断单元，用于向所述光发射与接收单元发送光检测信号，还用于通过所述电接口单元向外部系统发送数字诊断信号。

根据本发明的一个方面，所述光模块中，所述光发射与接收单元包括光接收组件和限幅放大电路；所述光接收组件，用于从光同步网络接收所述输入光信号，将该输入光信号转换为电信号并进行一级放大；所述限幅放大电路，用于对所述电信号进行二级放大以生成所述输出电信号，并将该输出电信号发送至所述电接口单元。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述限幅放大电路还集成时钟数据恢复电路。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述时钟数据恢复电路与所述限幅放大电路共用一个或多个电路元器件。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述光发射与接收单元包括光发射组件和激光器驱动电路；所述诊断单元包括MCU微处理器和D/A转换器；所述MCU微处理器，用于向所述D/A转换器发送数字电压信号；所述D/A转换器，用于将所述数字电压信号转换为模拟电压信号，并发送至所述激光器驱动电路；所述激光器驱动电路，用于根据所述模拟电压信号生成相应的偏置电流和调制电流；所述光发射组件，用于从所述电接口单元接收所述输入电信号，并根据所述偏置电流和调制电流的驱动将所述输入电信号转换为所述输出光信号。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述激光器驱动电路还集成时钟数据恢复电路。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述时钟数据恢复电路与所述激光器驱动电路共用一个或多个电路元器件。根据本发明的另一个方面，所述光模块还包括供电单元，所述供电单元分别与所述电接口单元、所述光发射与接收单元和所述诊断单元相连接，用于通过所述电接口单元接入模块电源，以及为诊断单元以及所述光发射与接收单元提供电源输入。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述供电单元包括：

电源控制器，用于控制与所述供电单元相连接的各功能单元的开启与关闭。

根据本发明的另一个方面，所述光模块中，所述电接口单元是20PIN接口。

本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：

本发明提供的SFP+光模块具备高速光电转换功能，且具有集成度高，功耗低，体积小等特点。进一步地，该SFP+光模块在光发射与接收单元中的限幅放大电路和激光器驱动电路内集成了时钟数据恢复电路，一方面使得SFP+光模块具备了高频去抖特性，另一方面，使SFP+光模块的功耗满足标准要求。

附图说明

下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：

图1：本发明SFP+光模块的一个具体实施方式的功能框图；

图2：本发明SFP+光模块的一个优选具体实施方式的结构框图。

图中各附图标记的含义见下表：

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

本发明提供一种满足SFP+协议标准、集成度高、电路简单、低功耗、小体积、高性价比、具有时钟数据恢复（CDR）功能的SFP+光模块，以满足同步光网络技术发展的需要。

如图1所示，SFP+光模块，包括光发射与接收单元1、数字诊断单元2、供电单元3、20PIN电接口单元4，其中，供电单元3分别与光发射与接收单元1、数字诊断单元2、20PIN电接口单元4连接，提供电源输入；光发射与接收单元1与数字诊断单元2连接，提供光检测信号；光发射与接收单元1与20PIN电接口单元4连接，将输入的电信号转换为光信号输出和将接收的光信号转换为电信号输出；数字诊断单元2与20PIN电接口单元4连接，提供数字诊断信号到远程通讯设备。

如图2所示，光发射与接收单元1包括光发射组件101、限幅放大电路/CDR104、光接收组件102、激光器驱动/CDR 103和D/A转换器105，光接收组件102接收光同步网络传来的光信号，将其转换成为电信号，一级放大后传送到限幅放大电路/CDR 104进行二级放大，并时钟数据采样和缓存处理，放大后的信号传送到20PIN电接口单元4；激光器驱动/CDR 103接收20PIN电接口单元4输入的电信号，调制放大处理，并时钟数据采样和缓存处理，送入光发射组件101，光发射组件101将输入的电信号转换成光信号输出到同步光网络系统中，光发射组件包括激光二极管LD和监视光电二极管PD，激光二极管LD用来产生光信号，光电二极管PD用来监视激光二极管LD的发光强度。D/A转换器105对MCU微处理器201输出的数字电压信号转换成模拟电压信号，送入激光器驱动/CDR 103，激光器驱动/CDR 103将模拟电压信号转换为电流信号送入光发射组件101，驱动其发出光信号；光发射与接收单元1内部集成了时钟数据恢复电路，具有很好的高频去抖特性，有利于在网络通讯中同步数据在传送过程中时钟数据的恢复。光发射与接收单元1内部集成了激光器驱动和限幅放大电路，具有高度集成、小功耗等特点。典型地，为了实现高度集成，激光器驱动/CDR 103中，其包括的激光器驱动电路和时钟数据恢复电路两者共用一个或多个电路元器件；类似地，限幅放大电路/CDR 104中，其包括的时钟数据恢复电路与限幅放大电路两者共用一个或多个电路元器件。

供电单元3，包括电源控制器301，控制各功能单元的开启与关闭；电源控制器301由场效应管及其外围电路组成，其场效应管的栅极通过电阻元件与MCU处理器201的I/O口相连，通过MCU微处理器201来控制光模块的电源开启与闭合。

数字诊断单元2，包括MCU处理器201和外部存储器202，MCU处理器201采集和处理模块数据和监控模块数据，外部存储器202存储模块信息和用户信息；20PIN电接口单元4提供模块电源及与外部系统进行通信的接口。其中MCU处理器201采用先进低功耗微处理器，内部集成了存储器、A/D转换器、通讯模块和数据处理模块，A/D转换器用于进行温度检测，通讯模块用于与外部系统进行通讯，数据处理模块用于对输入信号进行数据处理和对光发射单元进行监控。

具体应用时，外部电调制信号由20PIN电接口单元4进入光模块，送至激光器驱动/CDR 103，经激光器驱动处理后送至光发射组件101，A/D转换器105提供电压信号给激光器驱动/CDR 103以产生相应的偏置电流和调制电流，使光发射组件101发光并监控其发光强度和工作状态，并同时进行时钟数据采样和缓存处理，光发射组件101产生的光信号通过光纤传输到光网络中；另一方面，光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件102，经过光电转换和放大处理，并同时进行时钟数据采样和缓存处理后，电信号通过20PIN电接口单元4传送到外部系统。光发射与接收单元1内部集成了时钟数据恢复电路、激光器驱动和限幅放大电路，简化了电路的设计，有利于在网络通讯中同步数据在传送过程中时钟数据的恢复，提高了模块的稳定性，使模块整体性能得到优化。MCU处理器201采用先进低功耗微处理器，内部集成了存储器、A/D转换器、通讯模块和数据处理模块，MCU处理器201用于对光模块发射信号和接收信号、供电电压和工作温度进行数据采集和处理，并将数据送至远程计算机和监控系统；外部存储器202用来存储模块信息和用户信息，数字诊断单元2主要对光模块提供数字诊断功能，使其符合“SFF-8472”协议标准。

综上所述，本发明提供的SFP+光模块具备高速光电转换功能，且具有集成度高，功耗低，体积小等特点。进一步地，该SFP+光模块在光发射与接收单元中的限幅放大电路和激光器驱动电路内集成了时钟数据恢复电路，一方面使得SFP+光模块具备了高频去抖特性，另一方面，使SFP+光模块的功耗满足标准要求。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。

以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种SFP+光模块，该光模块包括光发射与接收单元、诊断单元和电接口单元，其中：

所述电接口单元，用于接收外部系统发送的输入电信号，还用于向所述外部系统发送输出电信号；

所述光发射与接收单元与所述电接口单元相连接；

所述光发射与接收单元，用于将所述输入电信号转换为输出光信号，还用于将输入光信号转换为所述输出电信号；

所述诊断单元与所述电接口单元和所述光发射与接收单元相连接；

所述诊断单元，用于向所述光发射与接收单元发送光检测信号，还用于通过所述电接口单元向外部系统发送数字诊断信号。

2.根据权利要求1所述的光模块，其中：

所述光发射与接收单元包括光接收组件和限幅放大电路；

所述光接收组件，用于从光同步网络接收所述输入光信号，将该输入光信号转换为电信号并进行一级放大；

所述限幅放大电路，用于对所述电信号进行二级放大以生成所述输出电信号，并将该输出电信号发送至所述电接口单元。

3.根据权利要求2所述的光模块，其中：

所述限幅放大电路还集成时钟数据恢复电路。

4.根据权利要求3所述的光模块，其中：

所述时钟数据恢复电路与所述限幅放大电路共用一个或多个电路元器件。

5.根据权利要求1所述的光模块，其中：

所述光发射与接收单元包括光发射组件和激光器驱动电路；

所述诊断单元包括MCU微处理器和D/A转换器；

所述MCU微处理器，用于向所述D/A转换器发送数字电压信号；

所述D/A转换器，用于将所述数字电压信号转换为模拟电压信号，并发送至所述激光器驱动电路；

所述激光器驱动电路，用于根据所述模拟电压信号生成相应的偏置电流和调制电流；

所述光发射组件，用于从所述电接口单元接收所述输入电信号，并根据所述偏置电流和调制电流的驱动将所述输入电信号转换为所述输出光信号。

6.根据权利要求5所述的光模块，其中：

所述激光器驱动电路还集成时钟数据恢复电路。

7.根据权利要求6所述的光模块，其中：

所述时钟数据恢复电路与所述激光器驱动电路共用一个或多个电路元器件。

8.根据权利要求1所述的光模块，该光模块还包括：

供电单元，所述供电单元分别与所述电接口单元、所述光发射与接收单元和所述诊断单元相连接，用于通过所述电接口单元接入模块电源，以及为诊断单元以及所述光发射与接收单元提供电源输入。

9.根据权利要求4所述的光模块，其中，所述供电单元包括：

电源控制器，用于控制与所述供电单元相连接的各功能单元的开启与关闭。

10.根据权利要求1所述的光模块，其中：

所述电接口单元是20PIN接口。

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