CN203117475U - 电环回光收发一体模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电环回光收发一体模块，用于在光通信系统设备进行测试时连接光通信系统设备的光模块接口，在所述电环回光收发一体模块中设置有接口、交流耦合电容和处理器；在所述接口中设置有信号发送管脚、信号接收管脚和光模块选择管脚；所述交流耦合电容串联在所述的信号发送管脚与信号接收管脚之间；所述光模块选择管脚连接所述的处理器。采用本实用新型的电环回光收发一体模块代替常规的光模块，插接到光通信系统设备的光模块接口上，进行系统设备的测试，不仅可以降低成本，提高光通信系统设备的可靠性，而且在测试过程中不需要使用光纤和衰减器，因此降低了操作难度，提高了设备测试结果的准确度。

Description

电环回光收发一体模块

技术领域

 本实用新型属于光通信技术领域，具体地说，是涉及一种在对光通信设备进行系统测试过程中所使用的光收发一体模块。

背景技术

目前市场上的光通信系统设备在进行系统测试时，所采用的方法都是在设备的光口上插接常规的光模块。这里的光口，是指光通信系统设备上用于与光模块的电接口相连接的端子，也可称为光模块接口。插接上所述的光模块后，需要使用光纤跳线将常规光模块的光信号发送端子和接收端子连接起来，以实现光信号的环回，参见图1所示。由于通过光模块中的激光器发出的光信号的强度较高，不能直接返回光模块中的接收器进行接收，因此还需要进一步在光纤跳线上加装衰减器，此后才能开始进行系统设备的运行测试，由此导致操作过程繁琐复杂。

另一方面，每一套光通信系统设备在出厂前都要经过严格的系统测试，在测试过程中一个不可缺少的重要环节就是高温标模，即要求系统单板在高温环境中运行一段相当长的时间，并在此期间内测试单板的功能和性能指标。待测设备的光接口板在高温标模测试过程中，其基本要求之一就是要保证不能出现各种业务告警和误码，因此，必须在光接口板上配置完整的光模块才能进行高温标模测试。但是，光模块在出厂前已经经过老化处理，因而这种测试方法会造成光模块的过度老化，导致其寿命缩短，故障率增加，并最终导致整个光通信系统设备的可靠性降低。

发明内容

本实用新型为了解决现有的光通信系统设备在进行测试时需要连接常规的光模块，由此导致操作复杂、容易造成光模块过度老化的问题，提供了一种电环回光收发一体模块，用此替代常规的光模块对光通信系统设备进行测试，可以降低操作难度，提高设备的可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种电环回光收发一体模块，用于在光通信系统设备进行测试时连接光通信系统设备的光模块接口，在所述电环回光收发一体模块中设置有接口、交流耦合电容和处理器；在所述接口中设置有信号发送管脚、信号接收管脚和光模块选择管脚；所述交流耦合电容串联在所述的信号发送管脚与信号接收管脚之间；所述光模块选择管脚连接所述的处理器。

进一步的，所述信号发送管脚和信号接收管脚为差分信号传输管脚，其中，正极性的差分信号发送管脚通过一路串联的交流耦合电容连接正极性的差分信号接收管脚；负极性的差分信号发送管脚通过另外一路串联的交流耦合电容连接负极性的差分信号接收管脚。

为了实现数据信号的阻抗匹配，优选在所述正极性的差分信号发送管脚和负极性的差分信号发送管脚之间跨接电阻。

优选的，所述交流耦合电容优选采用0.1μF的贴片陶瓷电容；所述电阻优选采用精度在5%、阻值为100Ω的匹配电阻。

为了符合QSFP+ MSA标准的要求，在所述接口中设置有四组所述的信号发送管脚和信号接收管脚。

又进一步的，在所述接口中还设置有接收器信号丢失状态管脚和发送器禁止输出状态管脚，两个管脚通过导线直接连通。

再进一步的，在所述接口中还设置有中断信号管脚和光模块接入状态管脚；其中，中断信号管脚通过上拉电阻连接电环回光收发一体模块内部的直流电源；光模块接入状态管脚接地。

更进一步的，在所述电环回光收发一体模块的内部电路板上，其PCB走线中的差分信号线对的差分阻抗为100Ω±10%，单端信号线的单端阻抗为50Ω±10%。

优选的，所述电环回光收发一体模块的接口优选设计成金手指接口，模块采用QSFP+封装形式,符合QSFP+ MSA协议标准。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：采用本实用新型的电环回光收发一体模块代替常规的光模块，插接到光通信系统设备的光模块接口上，进行系统设备的测试，不仅可以降低成本，提高光通信系统设备的可靠性，而且在测试过程中不需要使用光纤和衰减器，因此降低了操作难度，提高了设备测试结果的准确度。

结合附图阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是采用常规光模块进行光通信系统设备测试时的系统架构图；

图2是本实用新型所提出的电环回光收发一体模块的一种实施例的电路原理图；

图3是采用图2所示电环回光收发一体模块进行光通信系统设备测试时的系统架构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

本实用新型为了在不使用常规光模块的前提下实现光通信系统设备的运行测试，提出了一种电环回光收发一体模块用来替代功能正常的实际光模块，实现通讯数据在电环回光收发一体模块内部的自动环回。将其安装在待测试的光通信系统设备的光接口板上，便可以对该系统设备进行测试和老化处理。在设备经过测试和老化处理后，将电环回光收发一体模块从光接口板上取下，换上实际的常规光模块，便可形成完整的光通信系统设备，进行光信号的收发处理。

下面通过一个具体的实施例来详细阐述所述电环回光收发一体模块的具体电路组建结构及其工作原理。

实施例一，参见图2所示，本实施例的电环回光收发一体模块为了能够与光通信系统设备上用于插接常规光模块的光口匹配插接，仿照常规光模块的电接口的管脚定义方式对电环回光收发一体模块的接口进行匹配设计和管脚定义，包括信号发送管脚、信号接收管脚、光模块选择管脚MODSELL以及各种状态信号传输管脚等等。

为了使本实施例的电环回光收发一体模块符合QSFP+ MSA标准（即四通道小型可插拔多来源协议标准），在所述电环回光收发一体模块的接口中设置有4组信号发送管脚和信号接收管脚，在每一组信号发射管脚和信号接收管脚之间均串联有交流耦合电容。由于目前的光通信系统设备都是以差分信号的形式传输通信数据的，因此，在本实施例的电环回光收发一体模块的接口设计中，将信号发送管脚和信号接收管脚设计成差分形式的信号传输管脚，即图2中的TX1P、TX1N和RX1P、RX1N；TX2P、TX2N和RX2P、RX2N；TX3P、TX3N和RX3P、RX3N；TX4P、TX4N和RX4P、RX4N。其中，正极性的差分信号发送管脚TX1P、TX2P、TX3P、TX4P分别通过串联的交流耦合电容C1、C4、C8、C6与正极性的差分信号接收管脚RX1P、RX2P、RX3P、RX4P一一对应连接；负极性的差分信号发送管脚TX1N、TX2N、TX3N、TX4N分别通过串联的交流耦合电容C2、C3、C7、C5与负极性的差分信号接收管脚RX1N、RX2N、RX3N、RX4N一一对应连接。在光通信系统设备进行测试时，电环回光收发一体模块通过其差分信号发送管脚TX1P/TX1N、TX2P/TX2N、TX3P/TX3N、TX4P/TX4N接收光通信系统设备发出的四路电信号形式的通信数据，经过内部环回后，分别从其差分信号接收管脚RX1P/RX1N、RX2P/RX2N、RX3P/RX3N、RX4P/RX4N返回给光通信系统设备，光通信系统设备通过与其连接的通信业务测试仪即可检测出系统运行是否正常。

在本实施例中，所述交流耦合电容C1~C8可以采用容值为0.1μF的贴片陶瓷电容进行电路设计。

为了实现上述差分通信数据电信号的阻抗匹配，本实施例在四组正、负极性的差分信号发送管脚TX1P/TX1N、TX2P/TX2N、TX3P/TX3N、TX4P/TX4N之间分别跨接了一个匹配电阻R1、R2、R3、R4，如图2所示，以确保信号传输的准确性。所述匹配电阻R1~R4可以采用精度在5%、阻值为100Ω的电阻实现，进行100欧姆匹配，本实施例并不仅限于以上举例。

本实施例的电环回光收发一体模块，其接口中的光模块选择管脚MODSELL连接处理器，例如单片机MCU，，参见图2所示，用于完成光模块与系统板之间的通讯功能，使电环回光收发一体模块实现QSFP+MSA协议规定的光模块选择功能。

为了使本实施例的电环回光收发一体模块在插接到光通信系统设备的光模块接口上后，系统设备能够正常运行，收发通信数据，以进行系统设备的测试，需要对电环回光收发一体模块接口中的各路状态管脚的电位状态进行具体设置，即设置为固定的有效状态或者无效状态，本实施例采用了如下管脚配置方式：

（1）将电环回光收发一体模块接口中的接收器信号丢失状态管脚RX_LOS和发送器禁止输出状态管脚TX_DIS通过导线直接连通，模块内部无上拉。因为接收器信号丢失状态管脚RX_LOS和发送器禁止输出状态管脚TX_DIS均为高电平有效，当需要发送器输出光信号时，发送器禁止输出状态管脚TX_DIS接收到的是低平信号，此低电平信号同时将接收器信号丢失状态管脚RX_LOS的电位置低，此时，光通信系统设备即认为接收器端未出现信号丢失现象，系统持续运行，符合测试逻辑。反之，当光通信系统设备禁止发送器输出光信号时，向发送器禁止输出状态管脚TX_DIS输出的是高平信号，此高电平信号直接传输至接收器信号丢失状态管脚RX_LOS，置该管脚也为高电平，此时，系统设备即认为接收器信号丢失，系统停止数据收发，同样符合测试逻辑。

（2）将电环回光收发一体模块接口中的中断信号管脚INTERRUPT通过上拉电阻R5与光模块内部的直流电源VCC相连接，使其置为高电平的无效状态，以免光通信系统设备中的单板软件误判，影响单板的正常工作。

（3）将电环回光收发一体模块接口中的光模块接入状态管脚MODPRSL（Module Present）在光模块内部接地，即置为低电平，使其处于有效状态，以免光通信系统设备中的单板软件误判，影响单板的正常工作。

为了进一步电环回光收发一体模块的内部PCB的整体设计，对收发数据差分线的PCB走线进行了特殊要求：在PCB上走差分线对时，要求其间的差分阻抗为100Ω±10%；走单端信号线时，要求单端阻抗为50Ω±10%。

为了使本实施例的电环回光收发一体模块符合QSFP+MSA标准，除了其外形和结构应符合QSFP+MSA的要求外，其内部的电源和接地的管脚连接也应符合QSFP+MSA的要求，其他未作特殊说明的细节也要符合QSFP+MSA的要求。

本实施例将电环回光收发一体模块的接口设计成金手指接口形式，且其管脚排列和PCB设计要符合QSFP+MSA的要求。

在对光通信系统设备进行测试时，将上述自环回光模块插接到系统设备上需要测试的光口上，然后按照常规的系统测试程序进行测试即可，其系统架构图参见图3所示。

采用本实施例的自环回光模块，在系统设备测试完成后，若对应的光口暂时不需要工作，则可以把电环回光收发一体模块当作光口塞插接在该光口上。

采用本实用新型的电环回光收发一体模块对系统设备发出的数据进行环回检测，克服了传统测试方式对常规光模块的依赖。由于在系统设备测试时不再需要插接常规的光模块，因此光纤和衰减器也无需连接，从而大大简化了操作过程，降低了成本，并且避免了常规光模块在高温标模测试过程中导致的过度老化问题，提高了系统设备的可靠性。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电环回光收发一体模块，用于在光通信系统设备进行测试时连接光通信系统设备的光模块接口，其特征在于：在所述电环回光收发一体模块中设置有接口、交流耦合电容和处理器；在所述接口中设置有信号发送管脚、信号接收管脚和光模块选择管脚；所述交流耦合电容串联在所述的信号发送管脚与信号接收管脚之间；所述光模块选择管脚连接所述的处理器。

2.根据权利要求1所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：所述信号发送管脚和信号接收管脚为差分信号传输管脚，其中，正极性的差分信号发送管脚通过一路串联的交流耦合电容连接正极性的差分信号接收管脚；负极性的差分信号发送管脚通过另外一路串联的交流耦合电容连接负极性的差分信号接收管脚。

3.根据权利要求2所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述正极性的差分信号发送管脚和负极性的差分信号发送管脚之间跨接有电阻。

4.根据权利要求3所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：所述交流耦合电容为0.1μF的贴片陶瓷电容；所述电阻为精度在5%、阻值为100Ω的匹配电阻。

5.根据权利要求3所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述接口中设置有四组所述的信号发送管脚和信号接收管脚。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述接口中还设置有接收器信号丢失状态管脚和发送器禁止输出状态管脚，两个管脚通过导线直接连通。

7.根据权利要求6所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述接口中还设置有中断信号管脚，通过上拉电阻连接电环回光收发一体模块内部的直流电源。

8.根据权利要求6所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述接口中还设置有光模块接入状态管脚，所述光模块接入状态管脚接地。

9.根据权利要求6所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：在所述电环回光收发一体模块的内部电路板上，其PCB走线中的差分信号线对的差分阻抗为100Ω±10%，单端信号线的单端阻抗为50Ω±10%。

10.根据权利要求6所述的电环回光收发一体模块，其特征在于：所述电环回光收发一体模块的接口为金手指接口，模块采用QSFP+封装形式，符合QSFP+ MSA协议标准。

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