CN200994139Y - 采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块 - Google Patents

采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块 Download PDF

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CN200994139Y CNU2006201701090U CN200620170109U CN200994139Y CN 200994139 Y CN200994139 Y CN 200994139Y CN U2006201701090 U CNU2006201701090 U CN U2006201701090U CN 200620170109 U CN200620170109 U CN 200620170109U CN 200994139 Y CN200994139 Y CN 200994139Y
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胡毅
高繁荣
罗剑峰
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Abstract

本实用新型公开了一种采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块，涉及一种光纤通信领域中的光电转发模块。本实用新型的结构是前置放大电路器件(1)，第1射频连接转接器(6.1)，主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)依次连接组成发射链路；激光器与电吸收外调制器件(3)，第2射频连接转接器(6.2)，驱动器(4)，第3射频连接转接器(6.3)和时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)依次连接组成接收链路。本实用新型信号传输路径最短，降低了传输损耗；传输阻抗匹配很好，信号质量很好，避免了信号的反射和辐射；电磁兼容性和抗电磁干扰特性良好；由于有效地保证了40Gb/s高速信号传输过程中的信号完整性，适用于40Gb/s光电转发模块。

Description

采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块
技术领域
本实用新型涉及一种光纤通信领域中的Transponder模块(光电转发模块)，尤其涉及一种采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s Transponder模块。
背景技术
40Gb/s Transponder模块，是40Gb/s光纤传输系统的关键模块之一。主要产品分为两类：一是应用于超高速路由器和交换机互联的短距离2km 40Gb/s1310nm的Transponder模块；二是应用于长距离波分复用系统和城域网波分复用系统的40Gb/s特定波长的Transponder模块。
40Gb/s Transponder模块还有其它应用领域，特别是短距离数据通信领域的应用，如超级计算机之间的通信，需要实时传输大量数据的领域等。
如图1，通常的40Gb/s Transponder模块是一个双向的模块器件，用于为同步数字等级(SDH)光物理层和电段层之间提供兼容的电/光接口。该模块集成了一个40Gb/s光发射机和一个40Gb/s光接收机，并带有必要的16通道的复用与解复用功能，它将高速(40Gb/s)电信号全部在模块内部处理，外部电接口为2.5Gb/s的数据信号。模块中还包含时钟综合电路和时钟恢复电路。
通常的40Gb/s Transponder模块的电路实现方式，是在印制电路板(PCB)上安装各电路功能部件，在PCB上走线，传输高速信号，这种结构方式对于40Gb/s高速电信号，存在着以下严重缺点：
1、由于40Gb/s的高速信号是以微波场的形式传输，高速信号的传输衰减与传输距离的平方成反比，传输距离稍长，40Gb/s信号强度和能量将急剧下降，传输损耗剧烈；
2、由于40Gb/s的高速信号的传输线，传输阻抗匹配要求很高。阻抗稍不匹配，将引起信号畸变，高速信号大量反射和辐射。
3、40Gb/s高速信号在PCB上走线，由于存在空间电磁场，信号极易受到外界电磁波的干扰，电磁兼容性和抗电磁干扰特性较差。
由于上述严重缺点，严重影响了的信号完整性。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的上述缺点和不足，提供一种采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s Transponder模块。
本实用新型的目的是这样实现的：
如图2，本实用新型包括光探测器与前置放大电路器件(1)，主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)，激光器与电吸收外调制器件(3)，驱动器(4)和时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)；设置有第1射频连接转接器(6.1)，第2射频连接转接器(6.2)和第3射频连接转接器(6.3)；
前置放大电路器件(1)，第1射频连接转接器(6.1)，主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)依次连接组成发射链路；激光器与电吸收外调制器件(3)，第2射频连接转接器(6.2)，驱动器(4)，第3射频连接转接器(6.3)和时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)依次连接组成接收链路。
本实用新型的工作原理是：
本实用新型是一个双向的模块器件，用于为SDH光物理层和电段层之间提供SDH兼容的电/光接口。该模块集成了一个40Gb/s光发射机和一个40Gb/s光接收机，并带有必要的16通道的电复用与解复用功能，它将高速(40Gb/s)电信号全部在模块内部处理，外部电接口为2.5Gb/s的数据信号。模块中还包含时钟综合电路和时钟恢复电路。
在发射链路部分，16路较低速率差分2.5Gb/s数据和一路差分2.5GHz并行时钟输入信号，经并/串转换(同步复用)、再定时输出40Gb/s数据信号，经GPPO型射频接头输出，采用GPPO(F)型-V(M)型射频转接头硬连接，由驱动器放大，经V型射频接头输出后，再采用GPPO(F)型-V(M)型射频转接器硬连接激光器的电输入口，实现电/光转换，发送出40Gb/s调制光信号。
在接收链路部分，40Gb/s光信号经探测器转换成40Gb/s电信号，经V型射频接头输出后，采用V(M)型-GPPO(F)型射频转接头硬连接至40Gb/s电解复用输入口，并经时钟数据恢复电路(CDR)实现再定时还原出40Gb/s数据和时钟，最后经串/并转换输出16路较低速率2.5Gb/s数据和一路差分2.5GHz并行时钟。
本实用新型具有下列优点和积极效果：
1、由于40Gb/s的高速信号只在射频转接器中传输，不用经过PCB传输，信号传输路径最短，降低了传输损耗，40Gb/s信号强度和能量得以保持；
2、由于采用的是40GHz以上的标准射频转接器，传输阻抗匹配很好，信号质量很好，避免了信号的反射和辐射。
3、由于40Gb/s高速信号是在具有屏蔽和接地良好的射频转接器中传输，外界电磁波的干扰完全被屏蔽掉，同时屏蔽了40Gb/s高速信号的对外辐射，电磁兼容性和抗电磁干扰特性良好。
总之，本实用新型的上述优点有效地保证了40Gb/s高速信号传输过程中的信号完整性，适用于40Gb/s Transponder模块。
附图说明
图1为通常的40Gb/s Transponder模块的结构方框图。
图2为本实用新型的结构方框图。
其中：
1-光探测器与前置放大电路器件；
2-主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件；
3-激光器与电吸收外调制器件；
4-驱动器；
5-时钟倍频电路与复用集成电路部件；
6.1-第1射频连接转接器；
6.2-第2射频连接转接器；
6.3-第3射频连接转接器。
英译汉：
1、Transponder：光电转发；
2、EA(Electronics Absorb)：电吸收；
3、V(M)：射频V型公接头；
4、GPPO(F)：射频GPPO型母接头；
5、EML(Electronics Absorb Modulator Integrated Laser)：电吸收调制器集成激光器；
6、PIN-TIA：光探测器(PIN型)集成跨阻抗放大器(TIA)；
7、SDH：同步数字等级；
8、PCB：印制电路板；
9、CDR：时钟数据恢复电路；
10、DeMUX：电解复用电路；
11、MUX：电复用电路。
具体实施方式
如图2，选用模块化、高集成度的芯片部件和器件部件，并各功能单元分开布板；再通过选取合适的射频连接转接器，实现40Gb/s Transponder模块的功能。
1、第1射频连接转接器6.1
第1射频连接转接器6.1，选用V(M)型-GPPO(F)型，即选用射频V型公接头-射频GPPO型母接头。
2、第2射频连接转接器6.2
第2射频连接转接器6.2，选用GPPO(F)型-V(M)型，即选用射频GPPO型母接头-射频V型公接头。
3、第3射频连接转接器6.3
第3射频连接转接器6.3，选用V(M)型-GPPO(F)型，即选用射频V型公接头-射频GPPO型母接头。
4、激光器与电吸收外调制器件3
激光器与电吸收外调制器件3是输入40Gb/s高速调制信号，激光器发射出调制后的光信号。在40Gb/s Transponder模块中采用电吸收外调制技术，目前采用的部件是电吸收调制器(Electronics Absorb Modulator)与恒定光波激光器(Constant Wavelength Laser)集成在一起的部件，简称EML激光器。
该部件的电信号输入接头是GPPO型射频接头。
5、光探测器与前置放大电路器件1
光探测器与前置放大电路器件1是接收机的核心部件，光探测器在光电转换过程中所引入的噪声大小，对提高数字光接收机的主要性能指标起着十分重要的作用。在接收模块部分，主要是降低各种噪声指数，提高信噪比，以提高灵敏度等指标。
在40Gb/s Transponder模块中，目前采用的部件是光探测器(PIN型)与跨阻抗放大器(TIA)集成在一起的部件，简称PIN-TIA部件。该部件的电信号输出接头是V型射频接头。
6、驱动器4
激光器内的光源LD(激光二极管)只有注入偏置电流和调制电流才能发射光，驱动器4就是提供恒定的偏置电流和调制信号，并采用伺服回路以保持平均光功率恒定的电路，它主要由调制电路和控制电路组成。驱动器4的作用是消除温度变化和光源器件老化导致的输出光信号的变化。
在40Gb/s Transponder模块中，目前采用的驱动器4是40Gb/s射频信号放大电路部件。该部件的电信号输入输出接头都是V型射频接头。
7、主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件2，时钟倍频电路与复用集成电路部件5
在40Gb/s电解复用电路(DeMUX)部分，40Gb/s电信号，实现光/电转换经时钟数据恢复电路(CDR)实现再定时还原出40Gb/s数据和时钟，最后经串/并转换输出16路较低速率2.5Gb/s数据和一路差分2.5GHz并行时钟。
在40Gb/s电复用电路(MUX)部分，16路较低速率差分2.5Gb/s数据和一路差分2.5GHz并行时钟输入信号，经并/串转换(同步复用)、再定时输出40Gb/s数据信号。
电信号输入、输出接头均是GPPO型射频接头。

Claims (2)

1、一种采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块，包括光探测器与前置放大电路器件(1)，主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)，激光器与电吸收外调制器件(3)，驱动器(4)和时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)；其特征在于：
设置有第1射频连接转接器(6.1)，第2射频连接转接器(6.2)和第3射频连接转接器(6.3)；
前置放大电路器件(1)，第1射频连接转接器(6.1)，主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)依次连接组成发射链路；激光器与电吸收外调制器件(3)，第2射频连接转接器(6.2)，驱动器(4)，第3射频连接转接器(6.3)和时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)依次连接组成接收链路。
2、按权利要求1所述的一种采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块，其特征在于：
第1射频连接转接器(6.1)选用射频V型公接头-射频GPPO型母接头；
第2射频连接转接器(6.2)选用射频GPPO型母接头-射频V型公接头；
第3射频连接转接器(6.3)选用射频V型公接头-射频GPPO型母接头。
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