CN105915292B - 一种28g sfp封装的光模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种28G SFP封装的光模块,包括28G激光器、28G光探测器、微控制器、电接口电路、电源管理电路、发射时钟恢复电路、激光驱动电路、接收时钟恢复电路、接收限幅放大电路。其中,所述接收时钟恢复电路、发射时钟恢复电路、接收限幅放大电路、激光驱动电路集成于MAX24033芯片,所述电接口电路采用SFI接口;还包括分别与28G光探测器和28G激光器连接的第一电源管理电路和第二电源管理电路,第一电源管理电路将模块3.3V输入电压升高到4.5~6V,以保证28G光探测器工作于最佳性能点;第二电源管理电路将模块3.3V输入电压升高到3.5~4V,为驱动器提供合适的工作电压。
Description
技术领域
本发明涉及光通信领域,更具体的说,是涉及一种28G SFP封装的光模块。
背景技术
目前无线接入4G网络的连接以人与人之间的互连为主,但随着穿戴式设备、智能家居、车联网、物联网、自动驾驶、高清视频等大规模商用,将带来大量人与物、物与物的连接,从而形成更广阔和开放的物联网世界。为满足日益增长的带宽需求和人们的生活方式,更高的连接带宽需求被提出,目前业内还没有相关标准。
随着光通信行业的发展,对SFP(Small Form-factor Pluggables,小型热插拔)类的产品需求是越来越多,SFP光模块是符合MSA协议定义的小型可热插拔光模块,它在光通信系统中提供双向数据传输的功能,5G对于光模块解决方案,需求速率需要达到25G,采用SFP28小型化封装,满足工业级应用,传输距离100m(多模)~10km(单模2~10km)均需要。
发明内容
有鉴于此,有必要针对上述问题,提供一种28G SFP封装的光模块,低功耗、小封装、24.33~28.05G传输速率,能用于25G以太网和5th Generation无线网络基站建设。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:
一种28G SFP封装的光模块,包括电接口电路、与电接口电路连接的驱动集成电路、以及分别与驱动集成电路连接的28G激光器和28G光探测器,还包括一微控制器,所述微控制器用于控制驱动集成电路的运行;所述电接口电路为SFI接口。
作为优选的,所述驱动集成电路包括接收时钟恢复电路、发射时钟恢复电路、接收限幅放大电路和激光驱动电路;所述接收时钟恢复电路和发射时钟恢复电路分别连接电接口电路,所述接收时钟恢复电路连接有一接收限幅放大电路,所述接收限幅放大电路连接到一28G光探测器,所述发射时钟恢复电路连接有激光驱动电路,所述激光驱动电路连接28G激光器。
作为优选的,所述激光驱动电路与28G激光器间采用直流耦合方式连接,且所述激光驱动电路设置于所述28G激光器外部。
作为优选的,所述28G光探测器连接有第一电源管理电路,所述激光驱动电路还连接有第二电源管理电路,所述第一电源管理电路和第二电源管理电路都包括DC-DC升压电路。
作为优选的,所述接收限幅放大电路与28G光探测器间采用柔性PCB连接。
作为优选的,所述发射时钟恢复电路输出信号经过激光驱动电路放大,驱动28G激光器发光,从而使28G激光器输出调制光信号,所述光信号速率为24.33~28.05G。
作为优选的,所述28G光探测器接收到光信号,输出电信号到接收限幅放大电路进行信号放大再输出,接收时钟恢复电路对输入信号进行时钟恢复,进行数据整形,输出24.33~28.05G的电信号。
作为优选的,所述SFI接口输入供电电压为3.3V,所述第一电源管理电路将输入电压3.3V升高到4.5~6V,对28G光探测器供电,所述第二电源管理电路将输入电压3.3V升高到3.5~4V,对激光驱动电路供电。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:本发明提供了一种低功耗、小封装、24.33~28.05G传输速率的光模块,以能用于25G以太网和5th Generation无线网络基站建设;本发明通过采用第一电源管理电路和第二电源管理电路分别对28G光探测器和28G激光器的输入电压进行管理,第一电源管理电路升压后的输出电压对28G光探测器的供电,以获得更优的接收灵敏度,第二电源管理电路升压后的输出电压对激光驱动电路供电,从而为激光调制器提供足够的headroom,保证电路工作在良好的偏置电压下;激光驱动电路与28G激光器间采用直流耦合方式连接,采用此方式,在传输线上可以不再增加分离元件,从而保证了传输线上特性阻抗连续;接收限幅放大电路与28G光探测器间采用柔性PCB连接,能够保证信号在传输中获得良好的信号完整性。
附图说明
图1是本发明的光模块的电路结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明所述的一种28G SFP封装的光模块作进一步说明。
以下是本发明所述的的最佳实例,并不因此限定本发明的保护范围。
图1示出了本发明所述的一种28G SFP封装的光模块的结构框图,其包括电接口电路、与电接口电路连接的驱动集成电路、以及分别与驱动集成电路连接的28G激光器和28G光探测器;还包括一微控制器,所述驱动集成电路包括接收时钟恢复电路、发射时钟恢复电路、接收限幅放大电路和激光驱动电路;所述接收时钟恢复电路和发射时钟恢复电路分别连接电接口电路,所述接收时钟恢复电路连接有一接收限幅放大电路,所述接收限幅放大电路连接到一28G光探测器,在本实施例中,为了获得足够好的光信号输出质量,在接收限幅放大电路与28G光探测器间采用柔性PCB连接,如此就能够保证信号在传输中获得良好的信号完整性,所述28G光探测器连接有第一电源管理电路;所述发射时钟恢复电路连接有激光驱动电路,所述激光驱动电路连接28G激光器,激光驱动电路设置于28G激光器的外部,减少激光器的功耗,保证了光芯片优良的热性能。为了保证传输线上良好的特性阻抗,设计中需要保证传输线上各点的阻抗连续,需减少传输线上分离元件的数量,在本实施例中,所述激光驱动电路与28G激光器间采用直流耦合方式连接,采用此方式,在传输线上可以不再增加分离元件,从而保证了传输线上特性阻抗连续,所述激光驱动电路还连接有第二电源管理电路。
所述电接口电路为标准的SFI接口,所述电信号通过电接口电路输入到发射时钟恢复电路,再由激光驱动电路经柔性PCB将放大后的信号输出到28G激光器;所述28G光探测器接收到光信号后转换为电信号,经柔性PCB将电信号传输到接收限幅放大电路,再由接收时钟恢复电路输出到电接口电路。
在本实施例中,所述第一电源管理电路和第二电源管理电路都采用DC-DC升压电路,所述第一电源管理电路升压后输出电压对28G光探测器进行供电,可以获得更优的接受灵敏度;由光电二极管的结构可知,光敏面越大结电容越大,而较大的结电容会导致光电二极管带宽下降,在本实施例中,对28G光探测器采用4.5~6V供电,电压升高后可以增大PN结长度,从而减小结电容大小,以满足增大带宽的作用。在本实施例中该DC-DC电压输出可控,在光模块调试过程中,测试系统读取固定光功率条件下的误码率,根据误码率,调节DC-DC输出电压幅值,对比不同电压幅值下的灵敏,选取灵敏度最优条件下的电压幅值并保存,完成模块生产调试。
作为优选的,所述发射时钟恢复电路输出信号经过激光驱动电路放大,驱动28G激光器发光,从而使28G激光器输出调制光信号,所述光信号速率为24.33~28.05G。
作为优选的,所述28G光探测器接收到光信号,输出电信号到接收限幅放大电路进行信号放大再输出,接收时钟恢复电路对输入信号进行时钟恢复,进行数据整形,输出24.33~28.05G的电信号。
作为优选的,所述SFI接口输入供电电压为3.3V,所述第一电源管理电路将输入电压3.3V升高到4.5~6V,对28G光探测器供电,所述第二电源管理电路将输入电压3.3V升高到3.5~4V,对激光驱动电路供电。
所述第二电源管理电路升压后输出的电压对激光驱动电路供电,从而为激光驱动电路中的激光调制解调器提供足够的headroom,保证电路工作在良好的偏置电压下,在28G激光器在实际使用中,LD+到LD-间的压差为1.3V,激光驱动电路与28G激光器间采用直耦的方式连接,导致LD-端较LD+端电压低1.3V,在SFI接口的SFP模块中,系统供电为3.3V,采用3.3V电源直接对LD+供电,LD-端的headroom不足,将影响信号质量,故在本设计中,使用DC-DC升压电路将LD供电升高,从而提高LD-端headroom,保证良好的光信号输出。
在本实施例中使用MAX24033作为驱动器,该芯片集成发射时钟恢复电路、接收时钟恢复电路、接收限幅放大电路和激光驱动电路。
综上所述,本发明提供了一种28G SFP封装的光模块,具有低功耗、小封装、24.33~28.05G传输速率等优点,能用于25G以太网和5th Generation无线网络基站建设;本发明通过采用第一电源管理电路和第二电源管理电路分别对28G光探测器和28G激光器的输入电压进行管理,第一电源管理电路升压后的输出电压对28G光探测器的供电,以获得更优的接收灵敏度,第二电源管理电路升压后的输出电压对激光驱动电路供电,从而为激光调制器提供足够的headroom,保证电路工作在良好的偏置电压下;激光驱动电路与28G激光器间采用直流耦合方式连接,采用此方式,在传输线上可以不再增加分离元件,从而保证了传输线上特性阻抗连续;接收限幅放大电路与28G光探测器间采用柔性PCB连接,能够保证信号在传输中获得良好的信号完整性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (5)
1.一种28G SFP封装的光模块,其特征在于,包括电接口电路、与电接口电路连接的驱动集成电路、以及分别与驱动集成电路连接的28G激光器和28G光探测器,还包括一微控制器,所述微控制器用于控制驱动集成电路的运行;所述电接口电路为SFI接口;
所述驱动集成电路包括接收时钟恢复电路、发射时钟恢复电路、接收限幅放大电路和激光驱动电路;所述接收时钟恢复电路和发射时钟恢复电路分别连接电接口电路,所述接收时钟恢复电路连接有一接收限幅放大电路,所述接收限幅放大电路连接到一28G光探测器,所述发射时钟恢复电路连接有激光驱动电路,所述激光驱动电路连接28G激光器;
所述28G光探测器连接有第一电源管理电路,所述激光驱动电路还连接有第二电源管理电路,所述第一电源管理电路和第二电源管理电路都为DC-DC升压电路;所述接收限幅放大电路与28G光探测器间采用柔性PCB连接。
2.根据权利要求1所述的28G SFP封装的光模块,其特征在于,所述激光驱动电路与28G激光器间采用直流耦合方式连接,且所述激光驱动电路置于所述28G激光器外部。
3.根据权利要求1所述的28G SFP封装的光模块,其特征在于,所述发射时钟恢复电路输出信号经过激光驱动电路放大,驱动28G激光器发光,从而使28G激光器输出调制光信号,所述光信号速率为24.33~28.05G。
4.根据权利要求3所述的28G SFP封装的光模块,其特征在于,所述28G光探测器接收到光信号,输出电信号到接收限幅放大电路进行信号放大再输出,接收时钟恢复电路对输入信号进行时钟恢复,进行数据整形,输出24.33~28.05G的电信号。
5.根据权利要求1所述的28G SFP封装的光模块,其特征在于,所述SFI接口输入供电电压为3.3V,所述第一电源管理电路将输入电压3.3V升高到4.5~6V,对28G光探测器供电,所述第二电源管理电路将输入电压3.3V升高到3.5~4V,对激光驱动电路供电。
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