CN108681002B - 一种光模块及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块及通信设备，光模块包括：上壳体、下壳体、光口以及电口，上壳体和下壳体形成用于容置光口和电口的容置腔；还包括：第一磁环，设置在容置腔内、且位于光口或电口处，第一磁环的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反，通过设置一个第一磁环就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，保证了光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时首先经过第一磁环，使得在光口或电口处的相对磁导率降低，进而降低内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时的电磁波能量，进而降低其周围的电磁能量辐射和阻碍外部电磁能量向光模块内部的辐射，从而优化光模块的EMC特性，降低电磁干扰。

Description

一种光模块及通信设备

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光模块及通信设备。

背景技术

在光通信技术领域，EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)是指设备能够在自身环境下正常工作并且同时不会对此环境中任何其他设备产生强烈电磁干扰的性能，随着单板光模块密度增大和运营商分布的增加，对于光模块EMC的要求越来越高。

光模块中电器和电子设备工作时会有间歇或连续性电压电流变化，有时变化速率相当快，导致在不同频率内或一个频带间产生电磁能量，而相应的电路则会将这种能量发射到周围的环境中，一方面是信号辐射，通过外壳的缝、槽、开孔或其他缺口泄漏出去；另一方面是信号传导，通过耦合到电源、信号和控制线上离开外壳，电磁能量在开放的空间中自由辐射，从而产生干扰造成EMC问题。

目前，为解决EMC问题主要采用两种方式，方式一：采用屏蔽的手段，将结构组件设计加工到足够密封，以至于无论的传导辐射还是空间辐射都不会泄露，同时内部器件不受外部干扰，但是受限于结构件设计、加工精度、结构件与器件的匹配等因素的影响，在这种方式中结构件达到理想的密封状态是不现实的；方式二：采用吸收的手段，在结构件某些部位增加导电泡棉和吸波材料，导电泡棉和吸波材料通过将电磁波变换为热能以消耗影响系统的电磁波，但是这种方式中导电泡棉和吸波材料的加入在增加装配难度的同时也增加了整机的成本，且改善过程需要反复验证和足够的装配一致性，可靠性较低且不利于大规模生产。

基于上述现状，如何通过一种有效且简单可行的方式改善光模块的EMC问题，有效优化光模块的EMC性能，降低电磁干扰，是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种光模块及通信设备，该光模块通过设置一个第一磁环就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，有效优化光模块的EMC性能，降低电磁干扰。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种光模块，包括：上壳体、下壳体、光口以及电口，所述上壳体和所述下壳体形成用于容置所述光口和电口的容置腔；还包括：

第一磁环，设置在所述容置腔内、且位于所述光口或电口处，所述第一磁环的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反。

本发明提供的光模块，通过设置一个第一磁环就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，由于第一磁环设置在容置腔内的光口或电口处，保证了光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时首先经过第一磁环，而由于第一磁环的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反，使得在光口或电口处的相对磁导率降低，降低光口或电口处的电磁辐射能量，进而降低光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时的电磁波能量，进而降低其周围的电磁能量辐射和阻碍外部电磁能量向光模块内部的辐射，从而优化光模块的EMC特性，降低电磁干扰。

另外，本发明还提供了一种通信设备，包括如上述技术方案任一项所述的光模块。

在上述通信设备中，由于光模块通过设置一个第一磁环就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，有效优化光模块的EMC性能，降低电磁干扰，因此，上述光通信设备的EMC性能较好。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种光模块的另一种结构示意图。

图中：

1-上壳体 2-下壳体

3-电路板 31-电口

4-第一磁环 41-通孔

5-光发射接收组件 51-光口

6-第二磁环

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1以及图2所示，一种光模块，包括：上壳体1、下壳体2、光口51以及电口31，上壳体1和下壳体2形成用于容置光口51和电口31的容置腔内；还包括：

第一磁环4，设置在容置腔内、且位于光口51或电口31，第一磁环4的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反。

本发明提供的光模块，通过设置一个第一磁环4就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，由于第一磁环4设置在容置腔内的光口51或电口31处，保证了光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时首先经过第一磁环4，而由于第一磁环4的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反，使得在光口51或电口31处的相对磁导率降低，降低光口51或电口31处的电磁辐射能量，进而降低光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射时的电磁波能量，进而降低其周围的电磁能量辐射和阻碍外部电磁能量向光模块内部的辐射，从而优化光模块的EMC特性，降低电磁干扰。

在上述光模块的基础上，为了能够较好地阻挡电磁波能量的辐射、且便于定位安装，一种优选实施方式中，如图1以及图2所示，第一磁环4为设有与光口51或电口31相匹配的通孔41的屏蔽板，第一磁环4通过通孔41套设在光口51或电口31上。

在上述光模块中，安装时，将光口51或电口31插入第一磁环4的通孔41，安装方便，第一磁环4套设在光口51或电口31上，便于磁环与光口51或电口31的定位安装，第一磁环4通过通孔41套设在光口51或电口31上第一磁环4与光口51或电口31之间的间隙较小，从通孔41位置辐射的电磁波能量较少，第一磁环4的其他位置能够较好地阻挡电磁波能量由外向内或由内向外的辐射。

为了保证屏蔽板的边缘导电接地，具体地，下壳体2上靠近光口51或电口31的一侧设有凹槽，屏蔽板插接在凹槽内、且屏蔽板在光口51或电口31面上的投影覆盖光口51或电口31。

在上述光模块中，屏蔽板插接在下壳体2上靠近光口51或电口31的一侧设有的凹槽内，可以方便快捷地固定屏蔽板，同时，屏蔽板与凹槽相接触能够实现屏蔽板的边缘导电接地，降低电磁干扰，提高光模块的EMC特性；如图1所示，而屏蔽板在光口51面上的投影覆盖光口51能够更好地屏蔽光模块，以减少光模块内部的电磁能量向外辐射以及外部电磁能量向光模块内部的辐射，从而优化光模块的EMC特性，降低电磁干扰。

具体地，屏蔽板与上壳体1一体成型，或，屏蔽板与下壳体2一体成型。

在上述光模块中，屏蔽板与上壳体1或下壳体2可以设计成一体，屏蔽板与上壳体1一体成型，屏蔽板也可以与下壳体2一体成型，安装方便快捷，屏蔽板与上壳体1、下壳体2也可以分开设置，屏蔽板与上壳体1、下壳体2的具体结构形式根据光模块的实际情况进行选择。

另外，上壳体1和下壳体2用于密封其内部的主板3和固定主板3上的光器件，屏蔽板与上壳体1、下壳体2的结构尺寸满足光膜SFF-8432协议，但不限该协议。

在实际的工程应用中，需要首先确认光模块整机的EMC问题主要是由外部电磁能量向光模块内部传导辐射引起的还是内部的电磁能量向外空间辐射引起的，在确认主因后根据其辐射点电磁波形态进行电磁仿真计算光口51或电口31处电磁波形态，通过实验测试电磁波的极化方向，综合电磁波的极化方向和光口51或电口31处的电磁波形态设计第一磁环4的形状以及磁力线的方向，进而达到最优的EMC改善。

一种优选实施方式中，电磁波包括外部辐射到容置腔内的电磁波。

在上述光模块中，在确认光模块整机的EMC问题主要是由外部电磁能量向光模块内部传导辐射引起的时，通过仿真计算可以得出外部辐射到容置腔内的电磁波在光口51或电口31附近的电磁场形态和磁场的极化方向，通过对光口51或电口31处第一磁环4的形状和安装方向的设计，使得第一磁环4的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向在光口51或电口31相反，即第一磁环4在光模块光口51或电口31处产生一个方向一定的恒定磁场、且该恒定磁场的磁场方向与电磁波感生的磁场方向在某一个区域内极性相反，第一磁环4产生的磁场会阻碍感生磁场在此区域内的变化，降低附近的磁导率，使得光口51或电口31处的相对磁导率率会降低进而降低，在磁场强度足够的强且频率特性足够好时，相对磁导率有可能降至0，降低电磁波在此区域产生的电磁能量，进而可以降低外部辐射到模块内部的电磁波能量，优化整机的EMC性能。

一种优选实施方式中，如图1以及图2所示，光模块还包括主板3，主板3包括电路板3和光发射接收组件5，电路板3与光发射接收组件31通过柔性板相连接，光发射接收组件5包括TOSA(光发射次模块)和ROSA(光接收次模块)，TOSA和ROSA构成光口51，电路板3包括金手指，所述金手指构成电口31，电磁波还包括电路板3形成的电磁波。

在上述光模块中，在确认光模块整机的EMC问题主要是由光模块内部的电磁能量向外空间辐射引起的时，通过分割测试和仿真计算可以得出光模块主板3辐射的电磁波在光口51或电口31附近的电磁场形态和磁场的极化方向，通过对光口51或电口31处第一磁环4的形状和安装方向的设计，使得第一磁环4的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向在光口51或电口31相反，即第一磁环4在光模块光口51或电口31处产生一个方向一定的恒定磁场、且该恒定磁场的磁场方向与电磁波感生的磁场方向在某一个区域内极性相反，第一磁环4产生的磁场会阻碍感生磁场在此区域内的变化，降低附近的磁导率，使得光口51或电口31处的相对磁导率率会降低进而降低，在磁场强度足够的强且频率特性足够好时，相对磁导率有可能降至0，降低电磁波在此区域产生的电磁能量，进而可以降低从内部辐射到外部的电磁波能量，改善自身的EMI(Electro Magnetic Interference，电磁干扰)特性。

更具体地，如图2所示，光模块还包括第二磁环6，第二磁环6的磁场方向与外部辐射到容置腔内的电磁波感生磁场的磁场方向在同一位置相反，第一磁环5设置在光口51处，第二磁环6设置在6电口31处。

在上述光模块为低速模块时，为了降低光模块受外界电磁辐射的风险，可以在容置腔内，且靠近电路板3的金手指端设置第二磁环6，保证了外部电磁能量向光模块内部的辐射时首先经过第二磁环6，而由于第二磁环6的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向在金手指端同一位置相反，使得在金手指端处的相对磁导率降低，降低金手指端处的电磁辐射能量，进而降低外部电磁能量向光模块内部的辐射时的电磁波能量，进而降阻碍外部电磁能量向光模块内部的辐射，从而优化光模块的EMC特性，降低电磁干扰。

在上述光模块为高速模块时，可以仅设置一个第一磁环5，第一磁环5最好设置在光口位置，也可以在在光口处设置第一磁环5，在电口处设置第二磁环6。位于光口处的第一磁环为具有两个圆形通孔的屏蔽板，屏蔽板通过两个圆形通孔套设在圆柱状的TOSA和ROSA上，位于电口处的第二磁环为具有长条状方形通孔的屏蔽板，屏蔽板通过方形通孔套设在金手指上。

为了便于加工制造，更具体地，第二磁环6与下壳体2一体成型。

在上述光模块中，第二磁环6与下壳体2可以设计成一体，第二磁环6可以与下壳体2一体成型，便于加工制造，且光模块的安装方便快捷，第二磁环6与上壳体1、下壳体2也可以分开设置，第二磁环6与上壳体1、下壳体2的具体结构形式根据光模块的实际情况进行选择。

更具体地，第一磁环4和第二磁环6均为永磁性金属件。

在上述光模块中，光模块的上壳体1、下壳体2为金属件，其材料可以为锌合金，并在表面镀镍，第一磁环4和第二磁环6均为永磁性金属件，可以采用铝镍钴系永磁合金、铁铬钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料制备，用于屏蔽电磁波，降低磁导率，减少电磁波辐射。

另外，本发明还提供了一种通信设备，包括如上述技术方案任一项的光模块。

在上述通信设备中，由于光模块通过设置一个第一磁环4就能够有效且简单可行地改善光模块的EMC问题，有效优化光模块的EMC性能，降低电磁干扰，因此，上述通信设备的EMC性能较好。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光模块，包括：上壳体、下壳体、光口以及电口，所述上壳体和所述下壳体形成用于容置所述光口和电口的容置腔；其特征在于，还包括：

第一磁环，设置在所述容置腔内、且位于所述光口或电口处，所述第一磁环的磁场方向与电磁波感生磁场的磁场方向相反；

其中，所述电磁波来自于所述容置腔内或所述容置腔的外部。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一磁环为设有与所述光口或电口相匹配的通孔的屏蔽板，所述第一磁环通过通孔套设在所述光口或电口上。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述下壳体上靠近所述光口或电口的一侧设有凹槽，所述屏蔽板插接在所述凹槽内、且所述屏蔽板在所述光口处面上的投影覆盖所述光口或电口。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述屏蔽板与所述上壳体一体成型，或，所述屏蔽板与所述下壳体一体成型。

5.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，还包括电路板、光发射接收组件，所述电路板与所述光发射接收组件通过柔性板相连接，所述光发射接收组件包括TOSA和ROSA，所述TOSA和ROSA构成光口，所述电路板包括金手指，所述金手指构成电口，所述电磁波包括所述电路板形成的电磁波。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，还包括第二磁环，所述第二磁环的磁场方向与外部辐射到所述容置腔内的电磁波感生磁场的磁场方向在同一位置相反，所述第一磁环设置在所述光口处，所述第二磁环设置在所述电口处。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二磁环与所述下壳体一体成型。

8.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第一磁环和所述第二磁环均为永磁性金属件。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电磁波包括外部辐射到所述容置腔内的电磁波。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光模块。

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