CN105071865A - 一种100g中距离传输cfp光模块 - Google Patents
一种100g中距离传输cfp光模块 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种100G中距离传输CFP光模块,包括电信号接口以及与之进行多路高速电信号连接的光发射单元和光接收单元,所述光发射单元包括顺序连接的复用器,四路电信号放大器,四路电吸收调制激光器,光合波器;所述光接收单元包括顺序连接的光信号处理单元,光分波器,四路光接收器,解复用器。本发明采用电吸收调制方式发射,提高光信号的消光比,增加传输距离;其中所述光信号处理单元对接收到的100G光信号进行检测、衰减和功率放大处理,可在IEEE802.3ba中规定的+10.5dBm~-14.9dBm接收光功率范围内正常工作,传输距离可达40km。
Description
技术领域
本发明涉及一种光纤通信器件,尤其涉及一种100G中距离传输CFP光模块,属于光纤通信技术领域。
背景技术
100GCFP光模块按照传输距离一般可分为短距离,中距离,长距离三种类型。短距离传输一般不大于10km,中距离传输一般不大于40km,大于40km的都称为长距离传输。目前市场上大量应用的是100G短距离传输CFP光模块。其发射链路包括4路25G电吸收调制激光器EML,高速电驱动器,10:4数据转换器以及光合波器。接收链路包括光分波器,4路PIN/TIA接收机以及4:10数据转换器。100G中距离传输CFP光模块发射链路可以和短距离CFP光模块一样。接收链路包括光衰减器,光放大器,隔离器,光分波器,4路PIN/TIA接收机以及4:10数据转换器。
这种100GCFP光模块一般工作在1310nm波段,光线路损耗比较大,所以传输距离一般不超过10km。为了使其传输距离能够达到40km,需要在这种100G中距离传输CFP光模块中增加光信号处理单元。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种100G中距离传输CFP光模块,包括电信号接口以及与之进行多路高速电信号连接的光发射单元和光接收单元;所述光发射单元包括顺序连接的复用器,四路电信号放大器,四路电吸收调制激光器,光合波器;其中所述复用器将通过所述电信号接口输入的10路10G电信号转换为4路25G电信号分别输入所述四路电信号放大器,通过所述四路电吸收调制激光器转换为四路25G光信号,所述四路25G光信号通过所述光合波器合波后形成的100G光信号输出;
所述光接收单元包括顺序连接的光信号处理单元,光分波器,四路光接收器,解复用器;其中所述光信号处理单元对接收到的100G光信号进行检测、衰减和功率放大处理后,输入所述光分波器将其分为四路25G光信号,四路25G光信号分别输入到所述四路光接收器转换为四路25G电信号,四路25G电信号通过所述解复用器转换为10路10G电信号,通过所述电信号接口输出。
在上述技术方案中,所述CFP光模块的接收光功率范围满足IEEE802.3ba中规定的+10.5dBm~-14.9dBm的要求。
在上述技术方案中,所述电信号接口为148pin接口。
在上述技术方案中,所述电信号接口为148pin接口。
在上述技术方案中,所述复用器为10:4复用器;所述解复用器为4:10解复用器;所述电信号放大器为高速电驱动器;所述光接收器为PIN/TIA光接收器。
在上述技术方案中,四路电信号放大器和四路电吸收调制激光器采用一个集成的光器件或者采用四个单独封装的光器件;四路光接收器采用4个单独的PIN/TIA接收机或者采用集成4个PIN/TIA的接收机。
在上述技术方案中,所述光信号处理单元包括分光器,光功率检测电路,光衰减器,第一光隔离器,光放大器,第二光隔离器,信号调理电路,信号放大电路,驱动电路;其中,所述分光器将输入所述CFP光模块的光信号分成两路,一路输出到所述光衰减器,另一路输出到所述光功率检测电路;所述光功率检测电路检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值;所述信号调理电路对所述光功率检测电路输出的信号进行变换;所述信号放大电路接收所述信号调理电路的输出信号进行放大,经过放大后的输出信号用于控制所述光衰减器;所述分光器、光功率检测电路、光衰减器、信号调理电路、信号放大电路组成闭环控制电路;经过所述光衰减器的光信号顺序经过所述第一光隔离器、光放大器、第二光隔离器;所述光隔离器用于抑制所述光放大器输入端的反射信号;所述光放大器用于放大光信号;所述驱动电路为所述光放大器提供偏置电流。
在上述技术方案中,所述光信号处理单元包括光衰减器,分光器,光功率检测电路,第一光隔离器,光放大器,第二光隔离器,信号调理电路,信号放大电路,驱动电路;所述光衰减器对输入的光信号进行衰减,所述分光器将所述光衰减器输出的光信号分成两路,一路输出到所述第一光隔离器,另一路输出到所述光功率检测电路,所述光功率检测电路检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值;所述信号调理电路对所述光功率检测电路输出的信号进行变换;所述信号放大电路将所述信号调理电路输出的信号和阈值信号进行比较,用于控制所述光衰减器;经过所述分光器分光的光信号顺序经过所述第一光隔离器、光放大器、第二光隔离器;所述第一光隔离器用于抑制所述光放大器输入端的反射信号;所述驱动电路为所述光放大器提供偏置电流;所述分光器,光功率检测电路,光衰减器,信号调理电路,信号放大电路组成闭环控制电路。
在上述技术方案中,所述光功率检测电路采用集成TIA电路的PIN二极管实现;所述信号调理电路包括对数放大器;所述信号放大电路包括运算放大器。
本发明取得了以下技术效果:
本发明的发射链路采用电吸收调制方式,提高光信号的消光比,增加光模块的传输距离。接收链路对接收的光信号进行衰减,功率放大等处理,传输距离可达40km,可在IEEE802.3ba中规定的+10.5dBm~-14.9dBm接收光功率范围内正常工作。
附图说明
图1为本发明具体实施例的功能框图;
图2为光信号处理单元的第一种实现方式图;
图3为光信号处理单元的第二种实现方式图。
图中标记:101-电信号接口;102-复用器;103-电信号放大器;104-电吸收调制激光器;105-光合波器;106-光信号处理单元;107-光分波器;108-光接收器;109-解复用器;201-分光器;202-光功率检测电路;203-光衰减器;204-光隔离器1;205-光放大器;206-光隔离器2;207-信号调理电路;208-信号放大电路;209-驱动电路;301-光衰减器;302-分光器;303-光功率检测电路;304-光隔离器1;305-光放大器;306-光隔离器2;307-信号调理电路;308-信号放大电路;309-驱动电路;。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
图1是本发明所涉及的100G中距离传输CFP光模块的具体实施例的功能框图,包括光发射链路和光接收链路,以及与之对应连接的电信号接口。其中,电信号接口101为148pin接口,光发射链路包括顺序连接的复用器102(10:4MUX),4路电信号放大器103(Driver),4路电吸收调制激光器104(EML),光合波器105。光接收链路包括顺序连接的光信号处理单元106,光分波器107,4路光接收器108(PIN/TIA),解复用器109(4:10DMUX)。复用器102和解复用器109与电信号接口101之间为多路高速电信号连接。
其中,光发射链路的复用器102为与148pin电信号接口101连接的10:4MUX数据转换器,将10路10G电信号转换为四路25G电信号;电信号放大器103为高速电驱动器,四路25G电信号通过四路电信号放大器103驱动放大后输入四路电吸收调制激光器104,将四路25G电信号转换为四路25G光信号,四路25G光信号通过光合波器105合波后形成所需的100G光信号输出,由此通过采用电吸收调制激光器104实现电吸收调制方式,从而提高输出的100G光信号的消光比,有效增加其传输距离。
其中,4路电信号放大器103和4路电吸收调制激光器104可采用一个集成的光器件,也可采用单独封装的器件。
对应地,在光接收链路的光分波器107之前设置光信号处理单元106,对接收的100G光信号进行检测、衰减和功率放大等处理,使得本发明所提供的100G中距离传输CFP光模块的接收光功率范围可满足IEEE802.3ba中规定的+10.5dBm~-14.9dBm的要求。光信号处理单元106对接收到的100G光信号进行处理后,输入光分波器107,将其分为四路25G光信号,四路25G光信号分别输入到四路PIN/TIA光接收器108,将其转换为四路25G电信号,四路25G电信号通过解复用器109转换为10路10G电信号,解复用器109为与148pin电信号接口101连接的4:10DMUX数据转换器。
4路光接收器108可采用4个单独的PIN/TIA接收机,也可采用集成4个PIN/TIA的接收机。
其中,光信号处理单元106的一种实现方式如图2所示,包括分光器201,光功率检测电路202,光衰减器203,光隔离器1204,光放大器205,光隔离器2206,信号调理电路207,信号放大电路208,驱动电路209。
其中,分光器201将输入100GCFP光模块的光信号分成两路,一路输出到光衰减器203,另一路输出到光功率检测电路202,其分光比可以是1/99,2/98,5/95等,将大部分光信号输出到光衰减器203。
光衰减器203对光信号进行衰减,可选择使用可调光衰减器来作为光衰减器203,通过在不同的控制电压下光衰减器203的衰减变化,以实现对光信号衰减的自动控制。
光功率检测电路202检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值。光功率检测电路202可采用集成TIA电路的PIN二极管实现。由光功率检测电路202直接输出的信号包含有丰富的谐波分量,因此不适合直接作为反馈控制信号,需要输入信号调理电路207作进一步处理。信号调理电路207将光功率检测电路202输出的信号进行变换,变成直流电压信号。可选对数放大器组成信号调理电路207。光功率检测电路202输出信号和信号调理电路207输出电平是一一对应的。信号放大电路208接收信号调理电路207的输出信号并进行放大,经过放大后的输出信号用于控制光衰减器203。可选运算放大器组成信号放大电路208。
分光器201,光功率检测电路202,光衰减器203,信号调理电路207,信号放大电路208组成闭环控制电路。当100GCFP光模块输入最大光功率时,光功率检测电路202输出信号幅度最大,信号调理电路207输出电压最大,信号放大电路208输出电压最大,光衰减器203得到最大控制电压,其衰减量最大。当100GCFP光模块输入最小光功率时,光功率检测电路202输出信号幅度最小,信号调理电路207输出电压最小,信号放大电路208输出电压最小,光衰减器203得到最小控制电压,其衰减量最小。
经过光衰减器203的100G光信号顺序经过光隔离器1204、光放大器205、光隔离器2206。光隔离器1204用于抑制光放大器205输入端的反射信号。光放大器205用于放大光信号。驱动电路209为光放大器205提供偏置电流,以保证光放大器205能正常工作。光放大器205的偏置电流必须设置为一个合适的值,以使得整个光模块的传输性能最佳,误码最小。隔离器2206用于抑制光放大器输出端的反射信号。
光信号处理单元106的另一种实现方式如图3所示。
光衰减器301对输入的光信号进行衰减,可选择使用可调光衰减器来作为光衰减器301,通过在不同的控制电压下光衰减器301的衰减变化,以实现对光信号衰减的自动控制。
分光器302将光衰减器301输出的光信号分成两路,一路输出到光隔离器1304,另一路输出到光功率检测电路303,其分光比可以是1/99,2/98,5/95等,将大部分光信号输出到光隔离器1304。
光功率检测电路303检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值。光功率检测电路303可采用集成TIA电路的PIN二极管实现。由光功率检测电路303直接输出的信号包含丰富的谐波分量,不适合直接作为反馈控制信号,需要输入信号调理电路307作进一步处理。信号调理电路307将光功率检测电路303输出的信号进行变换,变成直流电压信号。可选对数放大器组成信号调理电路。光功率检测电路303输出信号和信号调理电路307输出电平是一一对应的。信号放大电路308将信号调理电路307输出的信号和阈值信号进行比较,用于控制光衰减器301。可选运算放大器组成信号放大电路308。阈值信号电平可选对应光衰减器301最小衰减量的控制电压。
经过分光器302分光的100G光信号顺序经过光隔离器1304、光放大器305、光隔离器2306。光隔离器1304用于抑制光放大器输入端的反射信号。光放大器305用于放大光信号。驱动电路309为其提供偏置电流,以保证光放大器305能正常工作。光放大器305的偏置电流必须设置为一个合适的值,使得整个光模块的传输性能最佳,误码最小。光隔离器2306用于抑制光放大器输出端的反射信号。
分光器302,光功率检测电路303,光衰减器301,信号调理电路307,信号放大电路308组成闭环控制电路。当光模块输入最大光功率时,光功率检测电路303输出信号幅度最大,信号调理电路307输出电压最大,信号放大电路308输出电压最大,光衰减器301得到最大控制电压,其衰减量最大。当光模块输入最小光功率时,光功率检测电路303输出信号幅度最小,信号调理电路307输出电压最小,信号放大电路208输出电压最小,光衰减器301得到最小控制电压,其衰减量最小。
由此实现100GCFP光模块的+10.5dBm~-14.9dBm接收光功率范围。
以上实施例仅为本发明的一种实施方式,其描述较为具体和详细,但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构、尺寸和组合方式可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种100G中距离传输CFP光模块,包括电信号接口(101)以及与之进行多路高速电信号连接的光发射单元和光接收单元,其特征在于:
所述光发射单元包括顺序连接的复用器(102),四路电信号放大器(103),四路电吸收调制激光器(104),光合波器(105);其中所述复用器(102)将通过所述电信号接口(101)输入的10路10G电信号转换为4路25G电信号分别输入所述四路电信号放大器(103),通过所述四路电吸收调制激光器(104)转换为四路25G光信号,所述四路25G光信号通过所述光合波器(105)合波后形成的100G光信号输出;
所述光接收单元包括顺序连接的光信号处理单元(106),光分波器(107),四路光接收器(108),解复用器(109);其中所述光信号处理单元(106)对接收到的100G光信号进行检测、衰减和功率放大处理后,输入所述光分波器(107)将其分为四路25G光信号,四路25G光信号分别输入到所述四路光接收器(108)转换为四路25G电信号,四路25G电信号通过所述解复用器(109)转换为10路10G电信号,通过所述电信号接口(101)输出。
2.根据权利要求1所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述CFP光模块的接收光功率范围满足IEEE802.3ba中规定的+10.5dBm~-14.9dBm的要求。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述电信号接口(101)为148pin接口。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述电信号接口(101)为148pin接口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述复用器(102)为10:4复用器;所述解复用器(102)为4:10解复用器;所述电信号放大器(103)为高速电驱动器;所述光接收器(108)为PIN/TIA光接收器。
6.根据权利要求5所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:四路电信号放大器(103)和四路电吸收调制激光器(104)采用一个集成的光器件或者采用四个单独封装的光器件;四路光接收器(108)采用4个单独的PIN/TIA接收机或者采用集成4个PIN/TIA的接收机。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述光信号处理单元(106)包括分光器(201),光功率检测电路(202),光衰减器(203),第一光隔离器(204),光放大器(205),第二光隔离器(206),信号调理电路(207),信号放大电路(208),驱动电路(209);
其中,所述分光器(201)将输入所述CFP光模块的光信号分成两路,一路输出到所述光衰减器(203),另一路输出到所述光功率检测电路(202);所述光功率检测电路(202)检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值;所述信号调理电路(207)对所述光功率检测电路(202)输出的信号进行变换;所述信号放大电路(208)接收所述信号调理电路(207)的输出信号进行放大,经过放大后的输出信号用于控制所述光衰减器(203);所述分光器(201)、光功率检测电路(202)、光衰减器(203)、信号调理电路(207)、信号放大电路(208)组成闭环控制电路;经过所述光衰减器(203)的光信号顺序经过所述第一光隔离器(204)、光放大器(205)、第二光隔离器(206);所述光隔离器(204)用于抑制所述光放大器(205)输入端的反射信号;所述光放大器(205)用于放大光信号;所述驱动电路(209)为所述光放大器(205)提供偏置电流。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述光信号处理单元(106)包括光衰减器(301),分光器(302),光功率检测电路(303),第一光隔离器(304),光放大器(305),第二光隔离器(306),信号调理电路(307),信号放大电路(308),驱动电路(309);
所述光衰减器(301)对输入的光信号进行衰减,所述分光器(302)将所述光衰减器(301)输出的光信号分成两路,一路输出到所述第一光隔离器(304),另一路输出到所述光功率检测电路(303),所述光功率检测电路(303)检测输入的光信号功率,将光功率转换成对应的电压值;所述信号调理电路(307)对所述光功率检测电路(303)输出的信号进行变换;所述信号放大电路(308)将所述信号调理电路(307)输出的信号和阈值信号进行比较,用于控制所述光衰减器(301);经过所述分光器(302)分光的光信号顺序经过所述第一光隔离器(304)、光放大器(305)、第二光隔离器(306);所述第一光隔离器(304)用于抑制所述光放大器(305)输入端的反射信号;所述驱动电路(309)为所述光放大器(305)提供偏置电流;所述分光器(302),光功率检测电路(303),光衰减器(301),信号调理电路(307),信号放大电路(308)组成闭环控制电路。
9.根据权利要求7-8中任一项所述的100G中距离传输CFP光模块,其特征在于:所述光功率检测电路(202,303)采用集成TIA电路的PIN二极管实现;所述信号调理电路(207,307)包括对数放大器;所述信号放大电路(208,308)包括运算放大器。
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PB01 | Publication | ||
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |