CN115826163B - 防止sfp-dd光模块漏光的电路结构及光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种防止SFP‑DD光模块漏光的电路结构及光模块，包括金手指、缓启动电路一和二、单片机、激光器驱动电路一和二、激光器一和二；所述金手指的电源管脚向两个缓启动电路提供电源，缓启动电路一向单片机和激光器驱动电路一提供电源，缓启动电路二向激光器驱动电路二提供电源；所述单片机用于向激光器驱动电路一和二的使能管脚提供电平；所述激光器驱动电路一用于控制激光器一的发光，激光器驱动电路二用于控制激光器二的发光；上述方案解决了SFP‑DD光模块漏光问题，从而使得这种近几年才兴起的高密度光模块使用效果更佳，减轻系统商维护成本，更有利于此高密度新品种光模块被市场所接受。

Description

防止SFP-DD光模块漏光的电路结构及光模块

技术领域

本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构及光模块。

背景技术

SFP-DD是最近几年兴起的一种高端光模块封装形态，与传统的基于SFP28/SFP56封装的光模块相比，SFP-DD封装形态能提供更优异的信号完整性，可释放更多 PCB 及面板空间，更为重要地是，它可使通道密度和传输数据速度提升一倍，并且可以往下兼容传统的SFP28/SFP56封装光模块，因此越来越受到市场的青睐。

SFP-DD双通道光模块，包括如附图1所示的金手指，该金手指在兼容传统SFP28/SFP56封装光模块管脚的基础上，新增了一排管脚，在实际商用环境下，该金手指需要配合如附图2所示的SFP-DD连接器，即金手指要插入连接器内部。对于连接器管脚，附图3只展示了与本申请方案相关的管脚20-11和管脚40-31。当SFP-DD光模块金手指插入连接器后，和本申请相关联的金手指各管脚和连接器各管脚接触互通，一一对应关系如附图4所示。

对于传统单通道SFP28/56光模块而言，其金手指的电源管脚（即第16和15管脚-电源1）及其它功能块电路设计如附图5所示。针对该电路设计，传统单通道SFP28/56光模块上电发光过程如下（属于常规，正常的工作模式）：单通道SFP28/56光模块的单通道金手指插入单通道连接器后，第16和15电源管脚得电，缓启动电路正常工作，输出电压从输出电源管脚OUT输出，一路给单片机供电，一路通过磁珠隔离后给激光器驱动电路供电，单片机在正常初始化完成后，将高低电平输出管脚GPIO1置为低电平，从而使得激光器驱动电路能正常提供调制信号电流和偏置直流给到激光器，使得激光器发出带调制信息的光信号，从而实现光模块发射端最核心的功能。

如背景技术开头所述，由于双通道SFP-DD光模块，是在传统的SFP28/56光模块基础上，使得内部发射和接收通道都各自增加了一倍（由于接收通道跟本申请方案关系不大，故而未体现在附图中），所以SFP-DD在设计时，沿用传统的SFP28/56的设计思路，即双通道SFP-DD光模块的电路结构如附图6所示。

采用图6所示电路设计时，SFP-DD光模块插入SFP-DD连接器的过程，分为三个重要阶段：

阶段1，首先是SFP-DD光模块金手指的第40-31管脚先跟连接器的第20-11管脚接触，如附图7所示，那么光模块金手指第36和35这两个电源管脚分别跟连接器的第16和15管脚接触互通，此时金手指第36和35管脚就会得电，使得缓启动电路开始工作，输出电压从OUT管脚输出，一路给单片机供电，一路通过磁珠隔离后给激光器驱动电路_1和激光器驱动电路_2供电，单片机在正常初始化完成后，将高低电平输出管脚GPIO1和GPIO2管脚置为低电平，从而使得激光器驱动电路_1和激光器驱动电路_2分别提供调制信号电流和偏置直流给到激光器_1和激光器_2，使得激光器_1和激光器_2都发光；

阶段2，随着SFP-DD光模块的金手指往连接器深处插入，会出现金手指第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚没有电气连接，如附图8所示，那么金手指的第16/15及36/35电源管脚都不会得电，则激光器_1和激光器_2都从发光状态变成不发光状态；

阶段3，随着SFP-DD金手指进一步地往连接器深处进插入，SFP-DD金手指的第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚一一对应，如图9所示，电气连接上，那么金手指的第16/15及36/35电源管脚都会得电，使得缓启动电路正常工作，输出电压源给到单片机及激光器驱动电路_1和激光器驱动电路_2，并且单片机将GPIO1和GPIO2管脚置为低电平，则激光器_1和激光器_2都发光，实现光模块的正常工作状态。

综合上述3个阶段可知，目前SFP-DD光模块的电路设计方案，在插拔光模块时，会存在短暂发光、短暂不发光、正常长时间发光三种状态，前面两种状态即称为漏光。正常情况下，应该是在插拔光模块时，如传统的SFP28/56光模块，在得电后就正常长时间发光这一个状态，这也是系统设计所需要的。而SFP-DD光模块在目前的电路结构中，多了短暂发光和短暂不发光两个状态，这两种状态会造成系统误判，增加系统维护成本。

基于此，本案由此提出。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，使得SFP-DD光模块的使用效果更佳，并减轻系统商维护成本，提高SFP-DD光模块的市场接受度。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，包括金手指、缓启动电路一和二、单片机、激光器驱动电路一和二、激光器一和二；

所述金手指包括电源一管脚和电源二管脚，其中电源一管脚与缓启动电路一的电源输入管脚和使能管脚电连接，电源二管脚与缓启动电路二的电源输入管脚和使能管脚电连接；

所述缓启动电路一的输出电源管脚分别与单片机和激光器驱动电路一的电源输入管脚电连接；所述缓启动电路二的输出电源管脚与激光器驱动电路二的电源输入管脚电连接；

所述单片机包括高低电平输出管脚一和二，其中高低电平输出管脚一和激光器驱动电路一的使能管脚电连接，高低电平输出管脚二和激光器驱动电路二的使能管脚电连接；

所述激光器驱动电路一用于控制激光器一的发光，激光器驱动电路二用于控制激光器二的发光。

进一步的，所述缓启动电路一的输出电源管脚与激光器驱动电路一的电源输入管脚之间电连接有磁珠。

本发明的目的之二在于提供另一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，使得SFP-DD光模块的使用效果更佳，并减轻系统商维护成本，提高SFP-DD光模块的市场接受度。

为了实现上述目的，本发明的另一种技术方案如下：

一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，包括金手指、缓启动电路一和二、单片机、激光器驱动电路一和二、激光器一和二；

所述金手指包括电源一管脚和电源二管脚，其中电源一管脚与缓启动电路一的电源输入管脚和使能管脚电连接，电源二管脚与缓启动电路二的电源输入管脚电连接；

所述缓启动电路一的输出电源管脚分别与单片机和激光器驱动电路一的电源输入管脚电连接；所述缓启动电路二的输出电源管脚与激光器驱动电路二的电源输入管脚电连接；

所述单片机包括高低电平输出管脚一至三，其中高低电平输出管脚一和激光器驱动电路一的使能管脚电连接，高低电平输出管脚二和激光器驱动电路二的使能管脚电连接，高低电平输出管脚三和缓启动电路二的使能管脚电连接；

所述激光器驱动电路一用于控制激光器一的发光，激光器驱动电路二用于控制激光器二的发光。

进一步的，所述缓启动电路一的输出电源管脚与激光器驱动电路一的电源输入管脚之间电连接有磁珠。

进一步的，所述单片机的高低电平输出管脚三和缓启动电路二的使能管脚之间电连接有下拉电阻。

本发明的目的之三在于提供一种光模块，包括上述防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

本发明的优点在于：

1. 在现有电路结构的基础上，增加了一路缓启动电路，同时将单片机的供电来源设置为与金手指第16和15管脚电连接的缓启动电路一，来解决SFP-DD光模块漏光问题，从而使得这种近几年才兴起的高密度光模块使用效果更佳，减轻系统商维护成本，更有利于此高密度新品种光模块被市场所接受；

2. 作为上述优点1的改进，还将缓启动电路二的使能管脚与单片机的高低电平输出管脚电连接，并设置下拉电阻，进一步优化了防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

附图说明

图1为SFP-DD双通道光模块的金手指示意图，该示意图仅展示了20-11管脚和40-31管脚；

图2为SFP-DD双通道光模块的连接器示意图；

图3为图2中连接器的管脚示意图，该示意图仅展示了20-11管脚和40-31管脚；

图4为SFP-DD光模块的金手指插入连接器后，20-11管脚和40-31管脚的对应示意图；

图5为传统单通道SFP28/56光模块的金手指第16和15管脚与其它模块的电路结构示意图；

图6为SFP-DD光模块的金手指第16和15、第36和35管脚与其它模块的电路结构示意图；

图7为SFP-DD光模块插入连接器时第一阶段的位置示意图；

图8为SFP-DD光模块插入连接器时第二阶段的位置示意图；

图9为SFP-DD光模块插入连接器时第三阶段的位置示意图；

图10为实施例1中防止SFP-DD光模块漏光的电路结构；

图11为实施例2中防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

附图中的英文注释：

VCCIN：缓启动电路/单片机/激光器驱动电路的电源输入管脚；

EN：缓启动电路的使能管脚；

OUT：缓启动电路的输出电源管脚；

GPIO：单片机的高低电平输出管脚；

TX_DIS：激光器驱动电路的输入使能管脚；

SFP28/56：传输速率为28Gbps或56Gbps的小型化可热插拔光模块；

SFP-DD： 传输速率为2*28Gbps或2*56Gbps的小型化可热插拔双通道光模块；

Gbps：每秒钟传输10^9个比特数。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例一

本实施例提出一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，如图10所示，包括金手指、缓启动电路_1、缓启动电路_2、单片机、激光器驱动电路_1、激光器驱动电路_2、激光器_1和激光器_2。金手指包括第16管脚、第15管脚、第36管脚和第35管脚，第16管脚和第15管脚作为电源一管脚，第36管脚和第35管脚作为电源二管脚，其中电源一管脚与缓启动电路_1的电源输入管脚VCCIN1_1和使能管脚EN1_1电连接，电源二管脚与缓启动电路_2的电源输入管脚VCCIN1_2和使能管脚电EN1_2电连接。缓启动电路_1的输出电源管脚OUT_1分别与单片机的电源输入管脚VCCIN2和激光器驱动电路一的电源输入管脚VCCIN3_1电连接；所述缓启动电路_2的输出电源管脚OUT_2与激光器驱动电路_2的电源输入管脚VCCIN3_2电连接。单片机包括高低电平输出管脚GPIO1和高低电平输出管脚GPIO2，其中高低电平输出管脚GPIO1和激光器驱动电路_1的使能管脚TX_DIS_1电连接，高低电平输出管脚GPIO2和激光器驱动电路_2的使能管脚TX_DIS_2电连接。激光器驱动电路_1用于控制激光器_1的发光，激光器驱动电路_2用于控制激光器_2的发光。

采用上述电路方案后，光模块插入连接器的过程，同样分为三个阶段：

阶段一：首先是金手指的第40-31管脚先跟连接器的第20-11管脚接触，如图7所示，那么金手指的第36和35这两个电源管脚分别跟连接器的第16和15管脚接触互通，此时金手指第36和35管脚就会得电，那么缓启动电路_2开始工作，输出电压从OUT_2管脚输出给激光器驱动电路_2供电，但由于单片机的供电电压没有接到OUT_2，故此时单片机不会工作，那么单片机的高低电平输出管脚GPIO2为高阻态，从而使得激光器驱动电路_2无调制信号电流和偏置直流输出给到激光器_2，激光器_2就不发光。同时，此时的金手指第20-11管脚跟连接器没有电气接触，所以电源管脚第16和15管脚没有得电，缓启动电路_1、激光器驱动电路_1、单片机都没有工作，那么激光器_1也不发光。也就是说在阶段一光模块没有发光输出，符合要求。

阶段二：随着金手指往连接器深处插入，会出现金手指第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚没有电气连接，如图8所示，那么金手指的第16和第15管脚及第36和第35管脚都不会得电，则激光器_1和激光器_2继续保持不发光状态，符合要求；

阶段三：随着金手指进一步地往连接器深处进插入，SFP-DD金手指第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚一一对应，电气连接上，如图9所示，那么金手指的第16和第15管脚及第36和第35管脚都会得电，此时，缓启动电路_1和缓启动电路_2都正常工作。其中，缓启动电路_1输出电压源给到后级的单片机和激光器驱动电路_1，单片机随后将高低电平输出管脚GPIO1和GPIO2管脚置为低电平，则激光器_1发光；缓启动电路_2输出电压源给到后级的激光器驱动电路_2，同时由于单片机的高低电平输出管脚GPIO2为低电平，则激光器_2都发光。也就是在阶段三，激光器_1和激光器_2，都正常发光，符合要求。

作为优选，缓启动电路_1的输出电源管脚OUT_1与激光器驱动电路_1的电源输入管脚VCCIN3_1之间电连接有磁珠。磁珠可用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。

通过上述电路结构，通过增加一个低成本缓启动芯片，将金手指第16/15和第36/35电源管脚分开，分别给不同的后级电路供电，同时将MCU的供电来源特意设置为缓启动电路_1，即来自金手指第16和15管脚，可有效解决SFP-DD光模块在插拔或者掉电开电时的漏光问题。

本实施例还提出了一种光模块，包括本实施例提出的一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

实施例二

实施例1的电路方案可解决SFP-DD光模块在插拔或者掉电开电时漏光问题，但并不能达到根除的效果。如图10所示，由于缓启动电路_2的电源输入管脚VCCIN1_2和使能管脚电EN1_2均有金手指的第36和第35管脚供电，当处于金手指插入连接器的第一阶段时，缓启动电路_2是处于工作状态的，则缓启动电路_2会输出电压给激光器驱动电路_2，虽然此时单片机的高低电平输出管脚GPIO2为高阻态，但激光器_2仍然会发出微弱的光，即漏光现象仍然存在，只是变的很微弱，以至于不被发现。

作为对实施例1电路方案的改进，本实施例提出了另一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，如图11所示，包括金手指、缓启动电路_1、缓启动电路_2、单片机、激光器驱动电路_1、激光器驱动电路_2、激光器_1和激光器_2。

金手指包括第16管脚、第15管脚、第36管脚和第35管脚，第16管脚和第15管脚作为电源一管脚，第36管脚和第35管脚作为电源二管脚，其中电源一管脚与缓启动电路_1的电源输入管脚VCCIN1_1和使能管脚EN1_1电连接，电源二管脚与缓启动电路_2的电源输入管脚VCCIN1_2电连接。缓启动电路_1的输出电源管脚OUT_1分别与单片机的电源输入管脚VCCIN2和激光器驱动电路一的电源输入管脚VCCIN3_1电连接；所述缓启动电路_2的输出电源管脚OUT_2与激光器驱动电路_2的电源输入管脚VCCIN3_2电连接。单片机包括高低电平输出管脚GPIO1、高低电平输出管脚GPIO2、高低电平输出管脚GPIO3，其中高低电平输出管脚GPIO1和激光器驱动电路_1的使能管脚TX_DIS_1电连接，高低电平输出管脚GPIO2和激光器驱动电路_2的使能管脚TX_DIS_2电连接，高低电平输出管脚GPIO3和缓启动电路_2的使能管脚EN1_2电连接。激光器驱动电路_1用于控制激光器_1的发光，激光器驱动电路_2用于控制激光器_2的发光。

采用上述电路方案后，光模块插入连接器的过程，同样分为三个阶段：

阶段1，首先是金手指的第40-31管脚先跟连接器的第20-11管脚接触，如图7所示，那么金手指第36和第35这两个电源管脚分别跟连接器的第16和第15管脚接触互通，此时金手指第36和35管脚就会得电，输出电压源给缓启动电路_2的电源输入管脚VCCIN1_2，但由于金手指的第16和第15管脚不得电，因此缓启动电路_1不工作，则单片机和激光器驱动电路_1也不工作，单片机的高低电平输出管脚GPIO1~3均为高阻态，故缓启动电路_2也不工作，使得激光器驱动电路_2也不工作。可见，阶段1时，激光器驱动电路_1和激光器驱动电路_2均不工作，则激光器_1和激光器_2也不发光，也就是说在阶段1，光模块没有发光输出，符合要求；

阶段2，随着金手指往连接器深处插入，会出现金手指第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚没有电气连接，如图8所示，那么金手指的第16/15及第36/35电源管脚都不会得电，则激光器_1和激光器_2继续保持不发光状态，符合要求。

阶段3，随着金手指进一步地往连接器深处进插入，SFP-DD金手指第20-11及第40-31管脚跟连接器的第20-11及第40-31管脚一一对应，如图9所示，电气连接上，那么金手指的第16/15及第36/35电源管脚都会得电，那么缓启动电路_1和缓启动电路_2，都会正常工作。其中，缓启动电路_1输出电压源给到后级的单片机及激光器驱动电路_1，单片机随后将高低电平管脚GPIO1~3置为低电平，则激光器_1发光。缓启动电路_2的电源输入管脚VCCIN1_2和使能管脚EN1_2均得电，则缓启动电路_2工作，输出电压源给到后级的激光器驱动电路_2，同时由于高低电平管脚GPIO2为低电平，则激光器_2都发光。也就是在阶段3，激光器_1和激光器_2都正常发光，符合要求。

作为优选，缓启动电路_1的输出电源管脚OUT_1与激光器驱动电路_1的电源输入管脚VCCIN3_1之间电连接有磁珠。磁珠可用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力。

作为优选，缓启动电路_2的使能管脚EN1_2与单片机的高低电平管脚GPIO3之间下拉一个10K的电阻，以增加电路稳定性。

本实施例通过增加一个低成本缓启动芯片，将金手指第16/15和第36/35电源管脚分开，分别给不同的后级电路供电，将单片机的供电来源特意设置为缓启动电路_1，即来自金手指第16和15管脚，同时将缓启动电路_2的使能管脚EN1_2连接到单片机的高低电平管脚GPIO3上，使得光模块在插入的第一阶段事，缓启动电路_2处于不工作状态，达到彻底根除漏光的目的。

本实施例还提出了一种光模块，包括本实施例提出的一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

上述实施例仅用于解释说明本发明的构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，其特征在于：包括金手指、缓启动电路一和缓启动电路二、单片机、激光器驱动电路一和激光器驱动电路二、激光器一和激光器二；

所述金手指包括电源一管脚和电源二管脚，其中电源一管脚与缓启动电路一的电源输入管脚和使能管脚电连接，电源二管脚与缓启动电路二的电源输入管脚电连接；

所述缓启动电路一的输出电源管脚分别与单片机和激光器驱动电路一的电源输入管脚电连接；所述缓启动电路二的输出电源管脚与激光器驱动电路二的电源输入管脚电连接；

所述单片机包括高低电平输出管脚一、高低电平输出管脚二和高低电平输出管脚三，其中高低电平输出管脚一和激光器驱动电路一的使能管脚电连接，高低电平输出管脚二和激光器驱动电路二的使能管脚电连接，高低电平输出管脚三和缓启动电路二的使能管脚电连接；

所述激光器驱动电路一用于控制激光器一的发光，激光器驱动电路二用于控制激光器二的发光；

光模块插入连接器的过程包括：

阶段一，金手指的电源二管脚得电，输出电压源给缓启动电路二的电源输入管脚，而此时电源一管脚不得电，缓启动电路一不工作，则单片机和激光器驱动电路一不工作，单片机的高低电平输出管脚一至三均为高阻态，缓启动电路二的使能管脚不得电，则缓启动电路二不工作，使激光器驱动电路二也不工作，激光器一和激光器二均不发光；

阶段二，随着金手指往连接器深处插入，金手指的电源一管脚和电源二管脚均不得电，则激光器一和激光器二继续保持不发光状态；

阶段三，随着金手指进一步地往连接器深处进插入，金手指的电源一管脚和电源二管脚均得电，缓启动电路一的电源输入管脚和使能管脚均得电，则缓启动电路一正常工作，缓启动电路一输出电压源给到后级的单片机及激光器驱动电路一，单片机随后将高低电平管脚一至三置为低电平，则激光器一发光；

缓启动电路二的电源输入管脚和使能管脚均得电，则缓启动电路二正常工作，输出电压源给到后级的激光器驱动电路二，同时由于高低电平管脚二为低电平，则激光器二发光。

2.如权利要求1所述的一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，其特征在于：所述缓启动电路一的输出电源管脚与激光器驱动电路一的电源输入管脚之间电连接有磁珠。

3.如权利要求1所述的一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构，其特征在于：所述单片机的高低电平输出管脚三和缓启动电路二的使能管脚之间电连接有下拉电阻。

4.一种光模块，其特征在于，包括如权利要求1至3任一所述的一种防止SFP-DD光模块漏光的电路结构。

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