CN201383811Y - 采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用射频头软连接方式的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：光探测器与前置放大电路器件(1)，第1射频头软连接器(6.1)和主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)依次连接组成接收链路；时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)，第3射频头软连接器(6.3)，驱动器(4)，第2射频头软连接器(6.2)和激光器与电吸收外调制器件(3)依次连接组成发射链路。本实用新型信号传输路径最短，降低了传输损耗；电磁兼容性和抗电磁干扰特性良好；体积变小，便于连接，灵活性更大；有效地保证了信号完整性，适用于40Gb/sTransponder模块。
Description
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头软连接方式的40Gb/s光电转发模块。
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，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。
4、采用射频转接器硬连接的40G/s的Transponder连接时必须采用轴对称连接，相对来说体积比较大，灵活性较小。(见《采用射频转接器硬连接方式的40Gb/s光电转发模块》，专利号ZL200620170109.0，授权公告号CN200994139Y。)
由于上述缺点，严重影响了的信号完整性，小型性，可连接性以及可靠性。
发明内容
本实用新型的目的就在于克服现有技术中存在的上述缺点和不足，提供一种采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块。
本实用新型的目的是这样实现的：
在CN200994139Y的基础上，将硬连接方式改为软连接方式。
具体地说，本实用新型包括现有的光探测器与前置放大电路器件，主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件，激光器与电吸收外调制器件，驱动器和时钟倍频电路与复用集成电路部件；
设置有第1、2、3射频头软连接器；
光探测器与前置放大电路器件，第1射频头软连接器和主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件依次连接组成接收链路；
时钟倍频电路与复用集成电路部件，第3射频头软连接器，驱动器，第2射频头软连接器和激光器与电吸收外调制器件依次连接组成发射链路。
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。
本实用新型具有下列优点和积极效果：
1、由于40Gb/s的高速信号只在电缆中传输，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。
3、由于软连接的采用，使得40Gb/s光模块的体积变小，便于连接，灵活性更大。
4、由于40Gb/s光模块的各个功能器件的热膨胀系数不同，温度变化时各个器件会产生不同的应力，这样就有可能对器件造成不同程度的物理损害，如：对硬连接头的损害，对器件管壳的损害等，进而影响到信号的传输，而软连接的采用可以很好地解决这一问题。
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为现有的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：
0-印制电路板；
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射频头电缆软连接器；
6.2-第2射频头电缆软连接器；
6.3-第3射频头电缆软连接器。
英译汉：
1、Transponder：光电转发；
2、GPPO(M)：射频GPPO型公接头；
3、GPPO(F)：射频GPPO型母接头；
4、V(M)：射频V型公接头；
5、V(F)：射频V型母接头；
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、MUX-电复用电路。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明：
一、总体
选用模块化、高集成度的芯片和器件、部件分开布板；再通过选取合适的射频头电缆软连接器连接，实现40Gb/s Transponder模块的功能。
如图2，本实用新型包括现有的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、2、3射频头软连接器6.1、6.2、6.3；
光探测器与前置放大电路器件1，第1射频头软连接器6.1和主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件2依次连接组成接收链路；
时钟倍频电路与复用集成电路部件5，第3射频头软连接器6.3，驱动器4，第2射频头软连接器6.2和激光器与电吸收外调制器件3依次连接组成发射链路。
此外，如果采用集成驱动器的激光器与电吸收外调制器，则第2射频软连接器6.2可以省略掉。
二、各功能块
1、新设置的
1)第1射频头电缆软连接器6.1
第1射频头电缆软连接器6.1的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO(F)型-GPPO(F)型或V(F)型-V(F)型。
2)第2射频头电缆软连接器6.2
第2射频头电缆软连接器6.2的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO(F)型-GPPO(F)型或V(F)型-V(F)型。
3)第3射频头电缆软连接器6.3
第3射频头电缆软连接器6.3的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO(F)型-GPPO(F)型或V(F)型-V(F)型。
2、现有的常用部件
1)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。
该器件的电信号输出接头是射频公接头，选用GPPO(M)型或V(M)型。
2)主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件2
该部件的主要作用是将40G信号通过解复用和时钟提取电路转化成16路2.5G的电信号和一路2.5G的时钟信号。
电信号输入、输出接头均是射频公接头，选用GPPO(M)型或V(M)型。
3)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。
该器件的电信号输入接头是射频公接头，选用GPPO(M)型或V(M)型。
4)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。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。
电信号输入、输出接头均是射频公接头，选用GPPO(M)型或V(M)型。
5)时钟倍频电路与复用集成电路部件5
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、输出接头均是射频公接头，选用GPPO(M)型或V(M)型。
综上所述，在接收链路部分，40Gb/s光信号经光探测器与前置放大电路器件1转换成40Gb/s电信号，经射频公接头输出后，采用第1射频头电缆软连接器6.1软连接至主放、时钟恢复电路与解复用集成电路部件2的射频公接头，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。
在发射链路部分，时钟倍频电路与复用集成电路部件5中，16路差分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，经射频公接头输出后，采用第3射频头电缆软连接器6.3软连接至驱动器4的射频公接头，经驱动器4放大后，又经其射频公接头输出后，再通过第2射频头电缆软连接器6.2软连接至激光器与电吸收外调制器件3的射频公接头，实现电/光转换，发送出40Gb/s调制光信号。
Claims (4)
1、一种采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块，包括现有的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、2、3射频头电缆软连接器(6.1、6.2、6.3)；
光探测器与前置放大电路器件(1)，第1射频头电缆软连接器(6.1)和主放与时钟恢复电路与解复用集成电路部件(2)依次连接组成接收链路；
时钟倍频电路与复用集成电路部件(5)，第3射频头电缆软连接器(6.3)，驱动器(4)，第2射频头电缆软连接器(6.2)和激光器与电吸收外调制器件(3)依次连接组成发射链路。
2、按权利要求1所述的一种采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块，其特征在于：
第1射频头电缆软连接器(6.1)的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO母型-GPPO母型或V母型-V母型。
3、按权利要求1所述的一种采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块，其特征在于：
第2射频头电缆软连接器(6.2)的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO母型-GPPO母型或V母型-V母型。
4、按权利要求1所述的一种采用射频头软连接方式的40Gb/s光电转发模块，其特征在于：
第3射频头电缆软连接器(6.3)的结构是射频母接头、电缆和射频母接头依次连接，选用GPPO母型-GPPO母型或V母型-V母型。
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