CN104914523A - 一种收发一体光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种收发一体光模块，包括：底座、印刷电路板组件和光收发器件；所述光收发器件焊接于所述印刷电路板组件上，所述印刷电路板组件与所述光收发器件一起装入所述底座，安装有印刷电路板组件与所述光收发器件的所述底座伸入安装于外壳中；其中，所述外壳头部设置有两个卡扣，所述底座相应部位设置有与所述两个卡扣对应连接的两个凹槽，用于当所述底座伸入所述外壳后锁紧所述底座与所述外壳；所述底座上还设有与所述卡座匹配的卡槽，所述卡座上方还设有用于压紧所述卡座的压块；所述光模块采用SMT焊接引脚封装。本发明的收发一体光模块能大幅减少模块的封装面积，同时提高了模块使用的可靠性与可替换性。

Description

一种收发一体光模块
技术领域
本发明涉及光模块领域，特别涉及一种收发一体光模块。
背景技术
SMT (Surface Mount Technology)表面贴装技术
I2C (Inter-Integrated Circuit)集成电路总线
DDM (Digital Detect Monitor)数字检测监控
MCU (Micro Control Unit)微控制单元
SFP (Small Form-Factor Pluggable)小型可插拔光模块
SFF (Small Form-Factor)小型可焊接光模块
TIA (Transimpedance Amplifer)跨阻放大器
随着通信电子设备的密度和集成度的提高，需要光收发模块具有更小尺寸的封装。现有的光收发模块通常采用SFP或SFF封装，封装尺寸较大，例如，现有SFP-MSA多源协议规定的SFP光收发模块封装面积为：56.5mm×13.4mm。现有的SFP光模块引脚采用金手指形式，连接可靠性差，其引脚数量多达20个，不利于光模块封装尺寸的减小；现有的SFF或1×9光模块通常采用直插式焊接引脚，连接可靠性差、可替换性差，当模块需要检修或替换时十分不方便。并且现有的光收发模块组装复杂，此外，现有的1×9光收发模块还不支持DDM功能。
发明内容
为了解决这些潜在问题，本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述 不足，提供一种减小光模块的封装尺寸、简化安装过程、提高光模块使用可靠性的光收发模块。
本发明进一步的目的在于提供一种支持DDM功能的光收发模块。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种收发一体光模块，包括：底座1、印刷电路板组件2和光收发器件3；所述光收发器件3焊接于所述印刷电路板组件2上，所述印刷电路板组件2与所述光收发器件3一起装入所述底座1，安装有印刷电路板组件2与所述光收发器件3的所述底座1伸入安装于外壳5中；其中，所述外壳5头部设置有两个卡扣51，所述底座1相应部位设置有与所述两个卡扣51对应连接的两个凹槽11，用于当所述底座1伸入所述外壳5后锁紧所述底座1与所述外壳5；所述底座1上还设有与所述卡座31匹配的卡槽12，所述卡座31上方还设有用于压紧所述卡座31的压块4；所述光模块采用SMT焊接引脚封装。
所述的收发一体光模块还包括保护塞6，用于所述光收发器件3至少部分插入孔61中以保护所述光收发器件3。
进一步地，所述光收发器件包括光发射器、光接收器。
进一步地，所述光发射器包括，激光器驱动、功率控制电路、开关电路、激光器、背光检测二极管，
所述激光器驱动连接所述开关电路，所述开关电路连接所述激光器，所述激光器连接所述背光检测二极管，所述背光检测二极管连接所述功率控制电路；
所述激光器驱动输入端通过所述光模块的引脚TD+和TD-接收信号，所述开关电路通过所述光模块的引脚TDIS控制开关的通断；
所述激光器输出端连接发射端光纤，用于光信号的输出。
进一步地，所述光接收器包括，光电检测二极管、TIA、限幅放大器，
所述光电检测二极管连接所述TIA，所述TIA连接所述限幅放大器；
所述TIA输出端通过所述光模块的引脚SD脚输出，所述限幅放大器输出端通过所述光模块的引脚RD+和RD-输出；
所述光电检测二极管输入端连接接收端光纤，用于接收光信号的输入。
进一步地，所述收发一体光模块还包括：微控制单元、EEPROM，
所述EEPROM连接所述微控制单元，所述微控制单元通过所述光模块的引脚SDA和SCL接收或输出信号，
所述SDA引脚用于接收外部第一数据信号，并将所述第一数据信号发送给所述微控制单元或
发送所述微控制单元输出的第二数据信号，
所述SCL引脚用于接收外部时钟信号，同步时钟频率。
优选的，所述第一数据信号与所述第二数据信号包括，发射端光功率参数、接收端光功率参数、激光器偏置电流参数、模块供电电压参数或工作温度参数中的至少一种参数。
进一步地，所述收发一体光模块还包括，
VCCTX引脚，用于发射端电源输入；
VEETX引脚，用于发射端接地；
VCCRX引脚，用于接收端电源输入；
VEERX引脚，用于接收端接地。
进一步地，所述收发一体光模块具有数字诊断功能。
优选的，所述数字诊断的诊断信息格式为SFF-8472协议标准。
与现有技术相比，本发明的有益效果
1、本发明的收发一体光模块采用SMT焊接引脚封装，同时减少并定义了光模块引脚，使得光模块尺寸大大减少，同时，本发明提供的光模块组装方式简化了安装过程，采用SMT焊接引脚的另一个作用是提高了光模块的使用可靠性，方便进行拆卸与检修。
2、本发明的收发一体光模块支持DDM功能，在使用中终端设备能够实时获取各个元件的工作状态，及时发现出现或者可能出现异常的元件，并能够通过相关处理软件对异常模块进行处理，提高了检修效率。
附图说明
图1是本发明的一种收发一体光模块外部结构图。
图2是本发明的一种收发一体光模块内部功能图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
图1所述是本发明的一个实施例示出的收发一体光模块外部结构图，包括：底座1、印刷电路板组件2和光收发器件3；所述光收发器件3焊接于所述印刷电路板组件2上，所述印刷电路板组件2与所述光收发器件3一起装入所述底座1，安装有印刷电路板组件2与所述光收发器件3的所述底座1伸入安装于外壳5中；其中，所述外壳5头部设置有两个卡扣51，所述底座1相应部位设置有与所述两个卡扣51对应连接的两个凹槽11，用于当所述底座1伸入所 述外壳5后锁紧所述底座1与所述外壳5；所述底座1上还设有与所述卡座31匹配的卡槽12，所述卡座31上方还设有用于压紧所述卡座31的压块4；所述的收发一体光模块还包括保护塞6，用于所述光收发器件3至少部分插入孔61中以保护所述光收发器件3；
所述光模块采用SMT焊接引脚封装。
本发明的收发一体光模块，底座与外壳一体化成型，通过外壳头部设置的两个卡扣与底座相应部位设置的与两个卡扣对应连接的两个凹槽，实现了底座与外壳的固定，本发明的收发一体光模块通过在底座上设置与光器件卡座相匹配的卡槽以及设置用于压紧上述卡座的压块，能够很好的实现光收发器件的固定，整个安装过程无需使用螺丝钉固定，不仅安装简单方便，拆卸过程同样简单方便。同时，本发明采用SMT焊接引脚封装，能够大大减少模块的封装面积。现有SFP-MSA多源协议规定的SFP光收发模块封装面积为：56.5mm×13.4mm，本发明的收发一体光模块的封装面积为：28.6mm×15.3mm。从封装占用面积计算，本发明的收发一体发模块封装所占用的面积约为现有SFP光收发模块封装占用面积的57.8％。
所述的收发一体光模块还包括保护塞6，用于所述光收发器件3至少部分插入孔61中以保护所述光收发器件3。
由于光收发器件收发端口的清洁与否对光模块的收光与发光性能有较大影响，因此，在光器件未使用时，保护塞能够有效的防止污染物进入收发端口，从而提高光器件的使用寿命、保证光器件性能稳定。
图2所述是本发明的一个实施例示出的收发一体光模块内部功能图，所述光收发器件包括光发射器、光接收器。
具体地，所述光发射器包括，激光器驱动1、功率控制电路2、开关电路3、 激光器4、背光检测二极管5，
所述激光器驱动连接所述开关电路3，所述开关电路3连接所述激光器4，所述激光器4连接所述背光检测二极管5，所述背光检测二极管5连接所述功率控制电路2；
所述激光器驱动1输入端通过所述光模块的引脚TD+和TD-接收信号，所述开关电路3通过所述光模块的引脚TDIS控制开关的通断；
所述激光器4输出端连接发射端光纤，用于光信号的输出。
具体地，所述光接收器包括，光电检测二极管6、TIA7、限幅放大器8，
所述光电检测二极管连接所述TIA7，所述TIA7连接所述限幅放大器8；
所述TIA7输出端通过所述光模块的引脚SD脚输出，所述限幅放大器8输出端通过所述光模块的引脚RD+和RD-输出；
所述光电检测二极管输入端连接接收端光纤，用于接收光信号的输入。
具体地，所述收发一体光模块还包括：微控制单元9、EEPROM10，
所述EEPROM10连接所述微控制单元9，所述微控制单元9通过所述光模块的引脚SDA和SCL接收或输出信号，
所述SDA引脚用于接收外部第一数据信号，并将所述第一数据信号发送给所述微控制单元9或
发送所述微控制单元9输出的第二数据信号，
所述SCL引脚用于接收外部时钟信号，同步时钟频率。
优选的，所述第一数据信号与所述第二数据信号包括，发射端光功率参数、接收端光功率参数、激光器偏置电流参数、模块供电电压参数或工作温度参数中的至少一种参数。
在一个实施例中，光发射器端将输入的电信号转化为激光器驱动1的驱动 信号，激光器驱动1驱动激光器4输出光信号。所述开关单元3控制所述激光器驱动1是否输出驱动信号。功率控制电路2实时监测激光器4的发光功率，对激光器4的发光功率进行功率补偿，维持发光功率稳定。光接收器端将接收到的光信号通过光电检测二极管6转化为电信号，再经过TIA7对所述电信号进行放大。微控制单元9负责监控模块的工作温度、电源电压、发射端光功率、接收端光功率和激光器偏置电流。
进一步地，所述收发一体光模块还包括，
VCCTX引脚，用于发射端电源输入；
VEETX引脚，用于发射端接地；
VCCRX引脚，用于接收端电源输入；
VEERX引脚，用于接收端接地。
在一个具体的实施例中，对本发明的收发一体光模块的引脚做了详细描述，如下表所示。
值得一提，上表中引脚排列顺序与引脚名称只是作为一个具体的实施例进 行描述，并非作为对本发明的限定。
与SFP光收发模块相比，本发明的引脚数量由20个减少为12个，可简化外围应用电路。本发明的引脚定义包含了I2C总线、收端信号检测电平输出、激光器使能输入等的控制和状态指示引脚，可以实现对光模块工作状态的检测和控制。
具体地，所述光模块具有数字诊断功能。
在一个实施例中，所述数字诊断的诊断信息格式为SFF-8472协议标准。
具体的，在一个实施例中，终端设备通过和多个模块的通信，通过I2C总线读取光模块的相关诊断信息，如发射端光功率、接收端光功率、激光器偏置电流、模块供电电压和工作温度等工作参数，实时获取各个元件的工作状态信息，及时发现出现异常的模块，并可通过软件实现对异常模块的处理。
本发明的收发一体光模块采用SMT焊接引脚封装，同时减少并定义了光模块引脚，使得光模块尺寸大大减少，同时，本发明提供的光模块组装方式简化了安装过程，采用SMT焊接引脚的另一个作用是提高了光模块的使用可靠性，方便进行拆卸与检修，本发明的收发一体光模块支持DDM功能，在使用中终端设备能够实时获取各个元件的工作状态，及时发现出现或者可能出现异常的元件，并能够通过相关处理软件对异常模块进行处理，提高了检修效率。
上面结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细说明，但本发明并不限制于上述实施方式，在不脱离本申请的权利要求的精神和范围情况下，本领域的技术人员可以作出各种修改或改型。

Claims (9)

1.一种收发一体光模块，其特征在于，包括：底座（1）、印刷电路板组件（2）和光收发器件（3）；所述光收发器件（3）焊接于所述印刷电路板组件（2）上，所述印刷电路板组件（2）与所述光收发器件（3）一起装入所述底座（1），安装有印刷电路板组件（2）与所述光收发器件（3）的所述底座（1）伸入安装于外壳（5）中；其中，所述外壳（5）头部设置有两个卡扣（51），所述底座（1）相应部位设置有与所述两个卡扣（51）对应连接的两个凹槽（11），用于当所述底座（1）伸入所述外壳（5）后锁紧所述底座（1）与所述外壳（5）；所述底座（1）上还设有与所述卡座（31）匹配的卡槽（12），所述卡座（31）上方还设有用于压紧所述卡座（31）的压块（4）；
所述光模块采用SMT焊接引脚封装。
2.根据权利要求1所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述光收发器件包括光发射器、光接收器。
3.根据权利要求2所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述光发射器包括，激光器驱动、功率控制电路、开关电路、激光器、背光检测二极管，
所述激光器驱动连接所述开关电路，所述开关电路连接所述激光器，所述激光器连接所述背光检测二极管，所述背光检测二极管连接所述功率控制电路；
所述激光器驱动输入端通过所述光模块的引脚TD+和TD-接收信号，所述开关电路通过所述光模块的引脚TDIS控制开关的通断；
所述激光器输出端连接发射端光纤，用于光信号的输出。
4.根据权利要求2所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述光接收器包括，光电检测二极管、TIA、限幅放大器，
所述光电检测二极管连接所述TIA，所述TIA连接所述限幅放大器；
所述TIA输出端通过所述光模块的引脚SD脚输出，所述限幅放大器输出端通过所述光模块的引脚RD+和RD-输出；
所述光电检测二极管输入端连接接收端光纤，用于接收光信号的输入。
5.根据权利要求1所述的一种收发一体光模块，其特征在于，还包括：微控制单元、EEPROM，
所述EEPROM连接所述微控制单元，所述微控制单元通过所述光模块的引脚SDA和SCL接收或输出信号，
所述SDA引脚用于接收外部第一数据信号，并将所述第一数据信号发送给所述微控制单元或
发送所述微控制单元输出的第二数据信号，
所述SCL引脚用于接收外部时钟信号，同步时钟频率。
6.根据权利要求5所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述第一数据信号与所述第二数据信号包括，发射端光功率参数、接收端光功率参数、激光器偏置电流参数、模块供电电压参数或工作温度参数中的至少一种参数。
7.根据权利要求1所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述光模块还包括，
VCCTX引脚，用于发射端电源输入；
VEETX引脚，用于发射端接地；
VCCRX引脚，用于接收端电源输入；
VEERX引脚，用于接收端接地。
8.根据权利要求1所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述光模块具有数字诊断功能。
9.根据权利要求8所述的一种收发一体光模块，其特征在于，所述数字诊断的诊断信息格式为SFF-8472协议标准。
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