CN105487183A - 一种双通道的cwdm收发一体光电模块 - Google Patents

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刘澄
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Abstract

本发明适用于光电转换技术领域，提供了一种双通道的CWDM收发一体光电模块，所述CWDM收发一体光电模块包括底座，与所述底座连接的底座装配件，设于底座上的光电转换器及电光转换器，设于所述底座装配件上的PCB电路板，所述光电转换器及电光转换器分别连接所述PCB电路板，压块将所述光电转换器及电光转换器压固在所述底座上，上盖盖于所述压座的顶面，SFP防尘塞穿过所述底座套设于所述光电转换器及电光转换器上，第一钣金罩盖于所述底座和底座装配件上。产品设计简化，性能稳定可靠，并且功耗低，增加数据吞吐量,在相同尺寸的面板上带宽倍增，灵活与有效组网方式,降低网络建设与维护成本；该结构简单、成本低廉、节能环保。

Description

一种双通道的CWDM收发一体光电模块
技术领域
本发明属于光通信技术领域，尤其涉及一种双通道的CWDM收发一体光电模块。
背景技术
实现光电，电光的转换过功能。CompactSFP光模块主要应用于以太网、SONET系统传输。随着网络业务的快速增长，网络对带宽及系统集成度的要求越来越高，原有的系统已不能满足数据量增长的要求，这种高集成度的CompactSFP模块可以成倍的提高原有的SFP面板空间，提高了端口利用率，提高了数据吞吐量，降低了网络设备成本。
依据的标准、法律法规及技术协议的主要内容：1.CompactSFPMSA协议；2.SFF-8472_Rev11.3协议；3.TelcordiaGR468-CORE；4.RoHS。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双通道的CWDM收发一体光电模块，旨在解决SFP成本高、集成度低、单纤单向的技术问题。
本发明是这样实现的，一种双通道的CWDM收发一体光电模块，所述CWDM收发一体光电模块包括底座，与所述底座连接的底座装配件，设于底座上的光电转换器及电光转换器，设于所述底座装配件上的PCB电路板，所述光电转换器及电光转换器分别连接所述PCB电路板，压块将所述光电转换器及电光转换器压固在所述底座上，上盖盖于所述压座的顶面，SFP防尘塞穿过所述底座套设于所述光电转换器及电光转换器上，第一钣金罩盖于所述底座和底座装配件上。
本发明的进一步技术方案是：所述CWDM收发一体光电模块还包括滑块及弹簧，所述滑块设于所述底座上，所述弹簧一端连接所述滑块，所述弹簧的另一端与所述底座上的T型凸起接触，所述滑块及弹簧罩于所述上盖下。
本发明的进一步技术方案是：所述CWDM收发一体光电模块还包括拉手，所述拉手设于所述底座上，所述拉手的手柄设有包胶。
本发明的进一步技术方案是：所述CWDM收发一体光电模块还包括第二钣金罩及标签板，所述第二钣金罩设于所述底座装配件上，所述标签板设于所述第二钣金罩上。
本发明的进一步技术方案是：所述PCB电路板上设有FPC、微处理器、通讯接口、LD调制电流单元及LD偏置电流单元及接收运算放大器，所述FPC的输出端经所述接收运算放大器连接所述微处理器的输入端，所述微处理器的输出端连接所述FPC的输入端，所述微处理器的连接所述LD调制电流的控制端，所述偏置电流的输出端连接所述LD调制电流的输入端。
本发明的进一步技术方案是：所述PCB电路板与所述底座装配件之间设有导热矽胶。
本发明的进一步技术方案是：所述弹簧为两根，两根弹簧分别设于所述滑块的两侧。
本发明的进一步技术方案是：所述压块通过螺钉固定于所述底座上。
本发明的进一步技术方案是：所述上盖通过两个螺钉设于所述底座上。
本发明的进一步技术方案是：所述第一钣金罩与所述底座及底座装配件采用卡合连接。
本发明的有益效果是：产品在设计方面更加简化，性能稳定可靠，并且功耗低，增加了数据吞吐量，在相同尺寸的面板上带宽倍增，灵活与有效的组网方式，降低了网络建设与维护成本；该结构简单、成本低廉、节能环保。
附图说明
图1是本发明实施例提供的双通道的CWDM收发一体光电模块的分解图。
图2是本发明实施例提供的电光转换单元原理框图。
图3是本发明实施例提供的光电转换原理框图。
图4是本发明实施例提供的IC管脚定义示意图。
图5是本发明实施例提供的双通道的CWDM收发一体光电模块整体结构示意图。
具体实施方式
图1-5示出了本发明提供的一种双通道的CWDM收发一体光电模块，所述CWDM收发一体光电模块包括底座3，与所述底座3连接的底座装配件14，设于底座3上的光电转换器及电光转换器，设于所述底座装配件14上的PCB电路板13，所述光电转换器及电光转换器分别连接所述PCB电路板13，压块10将所述光电转换器及电光转换器压固在所述底座3上，上盖8盖于所述压座的顶面，SFP防尘塞7穿过所述底座3套设于所述光电转换器及电光转换器上，第一钣金罩12盖于所述底座3和底座装配件14上。
所述CWDM收发一体光电模块还包括滑块及弹簧，所述滑块5设于所述底座3上，所述弹簧4一端连接所述滑块5，所述弹簧4的另一端与所述底座3上的T型凸起接触，所述滑块5及弹簧4罩于所述上盖8下。
所述CWDM收发一体光电模块还包括拉手6，所述拉手6设于所述底座3上，所述拉手6的手柄设有包胶。
所述CWDM收发一体光电模块还包括第二钣金罩2及标签板1，所述第二钣金罩2设于所述底座装配件14上，所述标签板1设于所述第二钣金罩2上。
所述PCB电路板13上设有FPC、微处理器、通讯接口、LD调制电流单元及LD偏置电流单元及接收运算放大器，所述FPC的输出端经所述接收运算放大器连接所述微处理器的输入端，所述微处理器的输出端连接所述FPC的输入端，所述微处理器的连接所述LD调制电流的控制端，所述偏置电流的输出端连接所述LD调制电流的输入端。
所述PCB电路板13与所述底座装配件14之间设有导热矽胶16、17，所述微处理器上设有导热矽胶15。
所述弹簧4为两根，两根弹簧4分别设于所述滑块5的两侧。
所述压块10通过螺钉固定于所述底座3上。
所述上盖8通过两个螺钉9设于所述底座3上。
所述第一钣金罩12与所述底座及底座装配件采用卡合连接。
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM模块主要包括电光转换部分、光电转换和数字诊断部分。其中，局端数据经处理后送至模块的电光转换装置，通过调制使用CWDM激光器耦合入光纤，再通过CWDM波分复用进行合波，把多路不同波长的光信号耦合到一根光纤中进行传输，各信号在功率上是相互叠加，在频谱上是分开的，接收端通过解复用器把不同波长的光信号给到光电二极管转换成电信号，经二级运算放大器放大及处理后送至用户端。每只CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM模块中有两个通道，每一个通道实现了收发一体的功能，整只模块中包括两种不同的发射波长，两种不同的接收波长，通常同一个通道中的发射波长与接收波长间距等于60nm。
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM模块由高集成度电路部分、光电器件MiniBOSA部分与外壳结构部分组成。
集成电路部分由上图(13)、(15)组成，包括PCB印刷电路板、FPC与集成IC。集成电路提供电气通讯接口、LD偏置电流、LD调制电流、接收运算放大器以及一些状态功能判别单元，FPC是PCBA与光器件BOSA的电气连接作用，并提供了PINTIA同外壳接触绝缘保护。集成IC实现工作电压、工作温度、发射光功率、偏置电流、接收光功率DDM监控功能，同时具有温度补偿功能，通过查找表使消光比在0～70℃输出一个较恒定的值，对A0、B0、A2、B2可进行写保护操作。
光电器件MiniBOSA由图1中所示。
它主要包括LD激光器、PINTIA光探测器、基座管壳、滤光片、LC适配器等。光电器件MiniBOSA特点尺寸小、集成度高、性能稳定，是实现光/电与电/光转换的核心部件。LD激光器实现电/光转换功能，把带有调制信号的电信号转换为光信号，然后经45°滤光片进行透射，把透射的光信号耦合到LC插芯适配器中进行传输。PINTIA光探测器实现光/电转换功能，LC插芯适配器把耦合进来的对应波长光信号通过45°滤光片进行全反射，再经过0°滤光片对波长信号进行过滤，然后通过PD探测器把光信号转换为电信号并进行前级放大。基座管壳承担固定支撑的作用，通过管壳把LD激光器、PINTIA光探测器、滤光片与LC适配器组装为一个整体。滤光片分45°滤光片与0°滤光片两种，45°滤光片作用为透射与反射功能，0°滤光片过滤非接收波长的光信号串到PD端。LC插芯适配器起到LD、PD光信号同光纤耦合对接作用。
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM模块外壳封装结构主要由解锁装置、组件定位装置、PCB板定位装置和外套整体定位装置等组成。外壳满足CompactSFPMSA协议要求，良好的散热性能，最大化的内部可利用空间，光口插拔力符合要求，具有合理解锁装置。
工作原理：
1、电光转换部分：
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM光模块的电光转换单元可以将输入到模块的电数据信号转换为光数据信号，由LD驱动电路、控制电路及LDBOSA组成，而该LDBOSA包含CWDM激光器(DFB-LD)及背光检测二极管(PD)其原理框图，如下图2所示。
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM光模块内部有驱动IC及外围电阻电容器件构成驱动电路，用于驱动、控制LD。首先，提供给激光器的偏置电流使激光器工作，再通过Data+/Data-将调制信号加到驱动电路的输入端，调制信号经放大后从驱动电路的输出端加到LD上，此时LD发出带有数据调制信号的光信号。同时，LD驱动电路具备APC功能(自动光功率控制)和TemperatureCompensation功能(温度补偿)。激光器内部PD通过检测LD电流的大小，再通过APC环路把检测到的电流大小反馈到驱动IC中进行比较，经过比较电路来判定当前功率的值是否所控制的范围内，LD驱动电路可实现动态调节LD偏置电流大小。当LD发光变大时，PD输出电流变大，LD驱动电路减小加给LD的偏置电流，以使LD发光变小；反而，当LD发光变小时，LD驱动电路将增加偏置电流以增大LD发光，从而保证LD发光功率保持恒定。
2、光电转换部分：
接收光电转换单元可以将输入模块的中心波长±10nm波长的光信号转换为数字电信号，由限幅放大器与光探测PD及前置放大器组成。原理框图如下图3所示。
从模块接收光接口处输入模块的光数据信号，通过模块内部的光电二极管(PD)转换为电信号，输入到前置放大器Preamplifier进行放大，前置放大器具备AGC功能(自动增益控制)，对小功率输入光转换后的小幅度电信号采用大增益的放大倍数，而对大功率输入光转换后的大幅度信号采用小增益的放大倍数，从而使其输出的电信号幅度波动大大小于输入光信号功率的波动幅度。限幅放大器(LimitingAmplifier接收经前置放大器放大后的信号进行二级放大，输出模块的电数据信号。这样，输入模块的光信号经上述光电转换及二级放大后，在模块的电数据输出端保持恒定的输出，不会随输入光信号的大小变化而波动，还具有无光告警功能(LOS)。为了防止两不同信号间的干扰，我们同样在LAYOUT设计时巧妙的采取分地和包地法来实现。
CompactSFP1.25G1490&1550nmCWDM模块DDM性能与PIN定义管理：
1、DDM功能：
它能监控模块的五个参量，分别是：工作电压(VCC)，工作温度，发射光功率，偏置电流，接收光功率。
表1SerialIDMemoryContents：(A0hCH1，B0hCH2)
表2SerialIDMemoryContents：(A2hCH1，B2hCH2)
表3CustomerSpecificIDFields：(A2hCH1，B2hCH2)
表4为管脚描述
PinDescription：
主要性能参数
ElectricalandOpticalCharacteristics：(Condition：Ta＝TOP)
Transmitter：
Receiver：
AbsoluteMaximumRatings：(TC＝25℃)
Parameter Symbol Min. Max. Unit
Storage Temperature TST -40 +85 ℃
Operating Temperature TIP -10 +85 ℃
Input Voltage TCC 0 +3.6 V
RecommendedOperatingEnvironment：
Parameter Symbol Min. Typical Max. Unit
Supply Voltage VCC +3.0 +3.3 +3.6 V
Operating Temperature TOP 0 - +85 ℃
TimingCharacteristics：
产品在设计方面更加简化，性能稳定可靠，并且功耗低，增加了数据吞吐量，在相同尺寸的面板上带宽倍增，灵活与有效的组网方式，降低了网络建设与维护成本。
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 (10)

1.一种双通道的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述CWDM收发一体光电模块包括底座，与所述底座连接的底座装配件，设于底座上的光电转换器及电光转换器，设于所述底座装配件上的PCB电路板，所述光电转换器及电光转换器分别连接所述PCB电路板，压块将所述光电转换器及电光转换器压固在所述底座上，上盖盖于所述压座的顶面，SFP防尘塞穿过所述底座套设于所述光电转换器及电光转换器上，第一钣金罩盖于所述底座和底座装配件上。
2.根据权利要求1所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述CWDM收发一体光电模块还包括滑块及弹簧，所述滑块设于所述底座上，所述弹簧一端连接所述滑块，所述弹簧的另一端与所述底座上的T型凸起接触，所述滑块及弹簧罩于所述上盖下。
3.根据权利要求2所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述CWDM收发一体光电模块还包括拉手，所述拉手设于所述底座上，所述拉手的手柄设有包胶。
4.根据权利要求3所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述CWDM收发一体光电模块还包括第二钣金罩及标签板，所述第二钣金罩设于所述底座装配件上，所述标签板设于所述第二钣金罩上。
5.根据权利要求4所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述PCB电路板上设有FPC、微处理器、通讯接口、LD调制电流单元及LD偏置电流单元及接收运算放大器，所述FPC的输出端经所述接收运算放大器连接所述微处理器的输入端，所述微处理器的输出端连接所述FPC的输入端，所述微处理器的连接所述LD调制电流的控制端，所述偏置电流的输出端连接所述LD调制电流的输入端。
6.根据权利要求5所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述PCB电路板与所述底座装配件之间设有导热矽胶。
7.根据权利要求6所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述弹簧为两根，两根弹簧分别设于所述滑块的两侧。
8.根据权利要求7所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述压块通过螺钉固定于所述底座上。
9.根据权利要求8所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述上盖通过两个螺钉设于所述底座上。
10.根据权利要求9所述的CWDM收发一体光电模块，其特征在于，所述第一钣金罩与所述底座及底座装配件采用卡合连接。
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