CN107453818B - 一种光模块及光通信系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种光模块及光通信系统,该光模块包括:驱动器、激光器和电阻器件。其中,所述驱动器用于驱动所述激光器;所述激光器用于在所述驱动器的驱动下产生激光,并且,所述激光器设置在激光器电路板上;所述驱动器和所述激光器通过第一高速信号线和第二高速信号线相连接;所述电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板上的第一焊接管脚相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板上的第二焊接管脚相连接。通过电阻器件能够调节焊接管脚造成的阻抗突变,增加光模块的阻抗匹配程度,从而提高光模块的性能。并且,本发明实施例的方案在无需采用较高精度加工光模块,即可提高光模块的性能。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域,尤其涉及一种光模块及光通信系统。
背景技术
光模块是一种用于光电转换的装置。作为无线网和以太网的重要支撑产品,光模块具有广泛的应用。
其中,光模块中包括驱动器和激光器等多个部件,驱动器用于驱动激光器,激光器作为光模块的发射端,用于在驱动器的驱动下,发出合适光功率的激光。例如,当前应用较为普遍的光模块采用DML(Directly Modulated Laser,直接调制激光器)和外置的驱动器相结合的技术,该光模块中,驱动器与直接调制激光器耦合连接,能够驱动所述直接调制激光机发出激光。
但是,发明人在本申请的研究过程中发现,目前的大部分加工技术对光模块的加工精度有限,例如,大部分厂商对光模块的加工精度只能保障在+/-10%左右,特别的,在进行批量生产时,加工精度往往更低,而受到加工精度的影响,往往会导致光模块的性能下降;但是若为了保障光模块的性能,采用较高精度对光模块进行加工,则会提高光模块的生产成本。
发明内容
本发明提供了一种光模块及光通信系统,以解决现有技术中,受到加工精度的影响,光模块的性能下降的问题。
本发明的第一方面,公开一种光模块,包括:
驱动器、激光器和电阻器件;
其中,所述驱动器用于驱动所述激光器;
所述激光器用于在所述驱动器的驱动下产生激光,并且,所述激光器设置在激光器电路板上;
所述驱动器和所述激光器通过第一高速信号线和第二高速信号线相连接;
所述电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板上的第一焊接管脚相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板上的第二焊接管脚相连接。
本发明的第二方面,公开一种光通信系统,包括:
如上所述的光模块。
本发明实施例公开一种光模块及光通信系统。该光模块包括:驱动器、激光器和电阻器件。其中,所述驱动器用于驱动所述激光器;所述激光器用于在所述驱动器的驱动下产生激光,并且,所述激光器设置在激光器电路板上;所述驱动器和所述激光器通过第一高速信号线和第二高速信号线相连接;所述电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板上的第一焊接管脚相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板上的第二焊接管脚相连接
在光模块的加工过程中,受到加工精度的影响,光模块中往往会出现阻抗突变点。例如,在光模块电路板的焊接管脚处,通常会出现阻抗突变点,导致光模块的链路出现阻抗不匹配的问题,影响到光模块的性能。为了解决这一问题,本发明实施例公开的光模块中,设置了电阻器件,通过电阻器件能够调节焊接管脚造成的阻抗突变,增加光模块的阻抗匹配程度,从而提高光模块的性能。
另外,现有技术中,若要保障光模块的性能,需要采用较高精度对光模块进行加工,这会导致光模块的生产成本提高。而本发明实施例公开的方案中,在光模块中设置电阻器件,通过该电阻器件即可调节阻抗突变点处的阻抗,也就是说,本发明实施例的方案在无需采用较高精度加工光模块,即可提高光模块的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种光模块的装配示意图;
图2为本发明实施例公开的一种光模块的电路原理示意图;
图3为本发明实施例公开的又一种光模块的电路原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明的实施例进行描述。
本发明实施例公开一种光模块及光通信系统,以解决现有技术中,受到加工精度的影响,光模块的性能下降的问题,以及解决通过较高精度加工光模块,导致光模块的生产成本提高的问题。
本发明第一实施例公开一种光模块。参见图1所示的装配示意图,该光模块包括:驱动器、激光器和电阻器件110。
其中,所述驱动器用于驱动所述激光器。
所述激光器用于在所述驱动器的驱动下产生激光,并且,所述激光器设置在激光器电路板120上。该激光器电路板可为软板,当然也可以采用其他形式的电路板,本发明实施例对此不做限定。
另外,驱动器设置在驱动器电路板上。在实际应用中,所述驱动器电路板和所述激光器电路板可以为两块独立的电路板,或者,所述驱动器电路板和所述激光器电路板也可以为同一电路板上的两个部分。
所述驱动器和所述激光器通过第一高速信号线和第二高速信号线相连接。
所述电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板120上的第一焊接管脚130相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板120上的第二焊接管脚140相连接。
其中,第一高速信号线通过第一焊接管脚与激光器相连接,第二高速信号线通过第二焊接管脚与激光器相连接。第一焊接管脚和第二焊接管脚往往导致光模块出现阻抗突变,为光模块中的阻抗突变点。电阻器件分别与第一焊接管脚和第二焊接管脚相连接,能够调节第一焊接管脚和第二焊接管脚导致的阻抗突变。
另外,本发明实施例中,所述电阻器件可以只包括一个电阻,或者,所述电阻器件还可以由多个电阻构成,多个电阻之间通过并联或串联的方式实现连接。
并且,所述电阻器件中的电阻可以为阻抗值固定的电阻,也可以为阻抗值可调的可调电阻,本发明实施例对此不作限定。
在光模块的加工过程中,受到加工精度的影响,光模块中往往会出现阻抗突变点。例如,在光模块电路板的焊接处,通常会出现阻抗突变点,导致光模块的链路出现阻抗不匹配的问题,影响到光模块的性能。
为了解决这一问题,本发明实施例公开的光模块中,设置了电阻器件,通过电阻器件能够调节焊接管脚造成的阻抗突变,增加光模块的阻抗匹配程度,从而提高光模块的性能。
另外,现有技术中,若要保障光模块的性能,需要采用较高精度对光模块进行加工,这会导致光模块的生产成本提高。而本发明实施例公开的方案中,在光模块中设置电阻器件,即可调节阻抗突变点处的阻抗,也就是说,本发明实施例的方案在无需采用较高精度加工光模块,即可提高光模块的性能。
光模块中,第一高速信号线通过第一焊接管脚与激光器相连接,第二高速信号线通过第二焊接管脚与激光器相连接。这种情况下,第一焊接管脚与第二焊接管脚往往成为阻抗突变点,导致阻抗增大。
在本发明实施例中,电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板上的第一焊接管脚相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板上的第二焊接管脚相连接,这种情况下,电阻器件与激光器之间的电路原理示意图如图2所示。
图2中,包括电阻器件110,并且,还包括第一高速信号线210、第二高速信号线220,以及激光器230。其中,TD+和TD-分别为第一高速信号线210和第二高速信号线220与驱动器相连接的管脚。
根据图2可知,将电阻器件110的一端与第一焊接管脚130相连接,并且电阻器件110的另一端与第二焊接管脚140相连接之后,则实现了将电阻器件与第一焊接管脚和第二管脚造成的阻抗突变点的并联,从而能够降低该阻抗突变点所在链路的阻抗,减少阻抗突变点对链路的影响,提高光模块的性能。
进一步的,在本发明实施例公开的光模块中,所述电阻器件设置在所述激光器电路板的顶层。
其中,将电阻器件设置在激光器电路板的顶层,便于对电阻器件进行安装和拆卸,从而提高光模块的加工效率。进一步的,若该电阻器件包括可调电阻,将电阻器件设置在激光器电路板的顶层,也便于对该可调电阻的阻抗值进行调节。
设定驱动器通过第一高速信号线和第二高速信号线传输至激光器的信号为高速信号,经过试验表明,光模块采用DML和外置的驱动器相结合的技术,受到第一焊接管脚与第二焊接管脚导致的阻抗突变的影响,第一高速信号线和第二高速信号线之间的差分阻抗可能达到50ohm,经过仿真测试可知,2ohm的阻抗差异将会使激光器收到的高速信号的完整性遭到极大的破坏,严重影响激光器的性能,导致激光器出现电信号振荡、反射、衰减等问题的出现,甚至出现电阻器件的眼图抖动大、眼图模板余量小,以及接收到的高速信号出现上升下降沿扭曲等现象。
而通过本发明实施例公开的方案,能够减少阻抗突变点的影响,提高阻抗匹配程度,保障激光器接收到的高速信号的完整性,从而并且在提高光模块的性能的同时,无需提高光模块的加工精度,即可提高光模块的性能。
进一步的,在本发明实施例公开的光模块中,设定所述电阻器件的阻抗值为Rt,Rt满足以下条件:
R=(Rs+⊿R)*Rt/(Rs+⊿R+Rt)。
其中,⊿R为所述激光器所在链路的阻抗突变值,Rs为所述激光器所在链路的等效阻抗值,R为所述激光器所在链路的理想阻抗值。
上述公式中,⊿R的具体数值可通过对光模块进行TDR(Time Domain Reflector,时域反射)测试得到。
另外,Rs为所述激光器所在链路的等效阻抗值,指的是光模块性能良好的情况下,激光器所在链路的等效阻抗值。并且,可通过对性能良好的光模块进行TDR测试,获取Rs的具体数值。
在实际的应用场景中,激光器所在链路的理想阻抗值R可在一定范围内浮动,例如,光模块性能良好的情况下,激光器所在链路的等效阻抗值Rs为48Ω,浮动范围为0.5Ω,则R理想的取值范围可以取为47.5Ω—48.5Ω。在确定⊿R、Rs和R的具体数值后,即可根据上述公式确定Rt,从而确定电阻器件的阻抗值。
例如,若Rs为48Ω,受到第一焊接管脚和第二焊接管脚的影响,激光器所在链路的阻抗突变值⊿R为3Ω,通过上述公式计算得到Rt为800Ω时,R为47.5Ω,在理想的取值范围内,这种情况下,可将电阻器件的阻抗值Rt设置为800Ω,即可达到调节阻抗的目的,获得阻抗匹配的效果。
进一步的,参见图3所示的电路原理示意图,在本发明实施例公开的光模块中,除了包括驱动器、电阻器件110和激光器310之外,还包括:主控芯片320。
其中,所述主控芯片320与所述光模块中的驱动器相连接,所述主控芯片320用于控制所述光模块的工作状态。具体的,该主控芯片320可以处理接收到的各条指令,并上报光模块的各项参数,处理光模块的异常状态,以及存储光模块的信息和存储客户写入光模块的信息等。
进一步的,在本发明实施例公开的光模块中,还包括:符合光模块协议的金手指330。其中,所述光模块协议可以为SPF-8432等协议。所述金手指330分别与所述主控芯片320和所述驱动器相连接。所述金手指330在接收到所述主控芯片320传输的激光器操控信号后,将所述激光器操控信号传输至所述驱动器。
另外,主控芯片320还可对金手指330供电。其中,金手指330包括高速信号引脚(如图3中的TD+和TD-),并且,还包括Tx_di sable、Tx_fault、Rx_Los、RS0和RS1等多个管脚,分别用于控制激光器开启和关闭、监控激光器的异常状态、检测光模块收端信号是否丢失,以及作为速率选择电平输入管脚。
进一步的,在本发明实施例公开的光模块中,还包括:时钟数据恢复部件(CDR,clock data recovery)。
其中,所述时钟数据恢复部件分别与所述主控芯片和所述金手指相连接。所述时钟数据恢复部件用于对接收到的信号进行时钟恢复。
在图3中,该时钟数据恢复部件与驱动器集成为一体,成为时钟数据恢复部件+驱动器340。
进一步的,在本发明实施例公开的光模块中,还包括:光接收模块(ROSA,ReceiverOptical Subassembly)350。
其中,所述光接收模块350分别与所述主控芯片320和所述时钟数据恢复部件相连接。所述光接收模块350用于将接收到的光信号转换成电信号。
所述光接收模块350为光模块的接收端,在将光信号转换成电信号之后,再将所述电信号传输至时钟数据恢复部件,然后再通过所述时钟数据恢复部件和金手指330将电信号传输到主控芯片320。
另外,光接收模块350通常包括光电二极管(PD,photo diode)或雪崩光电二极管(APD,Avalanche Photo Diode)等。
图3所公开的光模块,除了包括驱动器、激光器、主控芯片、金手指、时钟数据恢复部件和光接收模块以外,还设置有电阻器件。该电阻器件能够调节阻抗突变点出的阻抗,解决光模块加工精度有限,从而存在的阻抗不匹配的问题,提高光模块的性能。
相应的,在本发明另一实施例中,还公开一种光通信系统,该光通信系统中包括上述实施例中所述的光模块。
另外,该光通信系统通常还包括光纤等。该光通信系统相对于现有技术来说,无需提高光模块的加工精度,即可提高传输性能。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解,本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品可以存储在存储介质中,如ROM/RAM、磁碟、光盘等,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于……实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。
Claims (7)
1.一种光模块,其特征在于,包括:
驱动器、激光器和电阻器件;
其中,所述驱动器用于驱动所述激光器;
所述激光器用于在所述驱动器的驱动下产生激光,并且,所述激光器设置在激光器电路板上;
所述驱动器和所述激光器通过第一高速信号线和第二高速信号线相连接;
所述电阻器件的一端与所述第一高速信号线在所述激光器电路板上的第一焊接管脚相连接,所述电阻器件的另一端与所述第二高速信号线在所述激光器电路板上的第二焊接管脚相连接;
设定所述电阻器件的阻抗值为Rt,Rt满足以下条件:
R=(Rs+⊿R)*Rt/(Rs+⊿R+Rt);
其中,⊿R为所述激光器所在链路的阻抗突变值,Rs为所述激光器所在链路的等效阻抗值,R为所述激光器所在链路的理想阻抗值。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,
所述电阻器件设置在所述激光器电路板的顶层。
3.根据权利要求1至2任一项所述的光模块,其特征在于,还包括:
主控芯片;
所述主控芯片与所述光模块中的驱动器相连接;
所述主控芯片用于控制所述光模块的工作状态。
4.根据权利要求3所述的光模块,其特征在于,还包括:
符合光模块协议的金手指;
所述金手指分别与所述主控芯片和所述驱动器相连接;
所述金手指在接收到所述主控芯片传输的激光器操控信号后,将所述激光器操控信号传输至所述驱动器。
5.根据权利要求4所述的光模块,其特征在于,还包括:
时钟数据恢复部件;
所述时钟数据恢复部件分别与所述主控芯片和所述金手指相连接;
所述时钟数据恢复部件用于对接收到的信号进行时钟恢复。
6.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,还包括:
光接收模块;
所述光接收模块分别与所述主控芯片和所述时钟数据恢复部件相连接;
所述光接收模块用于将接收到的光信号转换成电信号。
7.一种光通信系统,其特征在于,包括:
权利要求1至6任一项所述的光模块。
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