CN206920660U - 一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，所述的小型金属外壳内设置小封装光电转换模块和系统板，所述的小封装光电转换模块内设置有限幅放大器、激光驱动器、激光器和激光接收器所述的系统板上设置有控制器，所述的限幅放大器、激光驱动器和控制器分别与电接口相连接，所述的限幅放大器通过激光接收器与第一光纤接口相连接，所述的激光驱动器通过激光器与第二光纤接口相连接。通过上述方式，本实用新型比现通用小型化光电转换模块外形尺寸减小一半，且信号传输密度成倍提高，提高安装地可靠性，解决了光电转换模块在系统板上抗震动性的问题，满足航天及类似工控采样设备的设计要求。

Description

一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块

技术领域

本实用新型涉及航天测控传输系统应用及工业自动化控制系统的技术领域，尤其涉及一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块。

背景技术

光纤通信具有电绝缘性能高、抗干扰能力强、容量大、传输质量高等优点，所以在雷达测控系统、工业自动化测控传输系统中应用光纤通信就可以实现通信的高效、安全和稳定运行。

普通的小型化小封装光电转换模块存在以下不足：

第一：普通小型化小封装光电转换模块的外形尺寸比较大，且装配时必须用笼子固定并散热，笼子占用系统板空间大，不利于密集装配；不利于控制设备的小型化；不能满足高密度安装尺寸要求；

第二：普通小型化小封装光电转换模块和系统板的连接是金手指接插方式连接，抗震动性较差。不能在严酷环境条件下应用；

第三：普通小型化小封装光电转换模块在万兆传输速率下，灵敏度较低，动态范围不足。

超小封装万兆高灵敏度光电转换模块（以下简称超小型万兆高灵敏度光模块）把用户系统板高速差分电信号，转换为光信号，通过光纤传送出去；也可以将光纤传送来的光信号转换为高速差分电信号，提供给用户系统板。在满足大容量高速数据传输要求的同时，解决系统中电磁兼容、电气隔离、抗干扰等问题。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，比现通用小型化光电转换模块外形尺寸减小一半，且信号传输密度成倍提高，另外无论从装配的方便性，还是户外严酷环境的抗震性等方面的可靠性都有很好的改进，提高安装地可靠性，解决了光电转换模块在系统板上抗震动性的问题，满足航天及类似工控采样设备的设计要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，包括小型金属外壳、电接口以及光纤接口，所述的电接口和光纤接口分别设置在小型金属外壳的左右两端，所述的光纤接口包括第一光纤接口和第二光纤接口，所述的小型金属外壳内设置小封装光电转换模块和系统板，所述的小封装光电转换模块内设置有限幅放大器、激光驱动器、激光器和激光接收器所述的系统板上设置有控制器，所述的限幅放大器、激光驱动器和控制器分别与电接口相连接，所述的限幅放大器通过激光接收器与第一光纤接口相连接，所述的激光驱动器通过激光器与第二光纤接口相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的电接口内设置有排针，所述的光纤接口内设置有光纤电缆。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的排针选用小型化12PIN的高频信号带地保护的排针。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的电接口和系统板的连接方式采用12脚的表面贴装方式，所述的小封装光电转换模块和系统板的连接方式采用焊针固定方式。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的光纤接口兼容小封装光电转换模块多元协议。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的小封装光电转换模块的光功率预算动态范围在万兆速率保证10-12E误码率的测试条件下满足大于20dB。

本发明的有益效果是：本实用新型的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，比现通用小型化光电转换模块外形尺寸减小一半，且信号传输密度成倍提高，另外无论从装配的方便性，还是户外严酷环境的抗震性等方面的可靠性都有很好的改进，提高安装地可靠性，解决了光电转换模块在系统板上抗震动性的问题，满足航天及类似工控采样设备的设计要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1 是本实用新型超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块的一较佳实施例的外观结构示意图；

图2是图1的电原理图；

附图中的标记为：1、小型金属外壳，2、电接口，3、光纤接口，4、排针，5、光纤电缆，11、小封装光电转换模块，12、系统板，13、限幅放大器，14、激光驱动器，15、激光器，16、激光接收器，17、控制器，31、第一光纤接口，32、第二光纤接口。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型实施例包括：

一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，包括小型金属外壳1、电接口2以及光纤接口3，所述的电接口2和光纤接口3分别设置在小型金属外壳1的左右两端，所述的光纤接口3包括第一光纤接口31和第二光纤接口32，所述的小型金属外壳1内设置小封装光电转换模块11和系统板12，所述的小封装光电转换模块11内设置有限幅放大器13、激光驱动器14、激光器15和激光接收器16，所述的系统板12上设置有控制器17，所述的限幅放大器13、激光驱动器14和控制器17分别与电接口2相连接，所述的限幅放大器13通过激光接收器16与第一光纤接口31相连接，所述的激光驱动器通过激光器与第二光纤接口相连接。

超小封装万兆高灵敏度小封装光电转换模块（以下简称超小型万兆高灵敏度光模块）把用户系统板高速差分电信号，转换为光信号，通过光纤传送出去；也可以将光纤传送来的光信号转换为高速差分电信号，提供给用户系统板。在满足大容量高速数据传输要求的同时，解决系统中电磁兼容、电气隔离、抗干扰等问题。

上述中，所述的电接口2内设置有排针4，所述的光纤接口3内设置有光纤电缆5。其中，所述的排针4选用小型化12PIN的高频信号带地保护的排针，装配采用表贴焊接工艺，保证万兆信号的信号传输完整性。

光纤接口3的方式和尺寸同普通的小封装光电转换模块兼容，长度缩小接近一半；所述的电接口2和系统板12的连接方式采用12脚的表面贴装方式，所述的小封装光电转换模块11和系统板12的连接方式采用焊针固定方式，满足更高的抗震性，提高严酷环境下工作的可靠性。

工作原理：采样的数据信号通过小封装光电转换模块11的数据口输入到激光驱动器14，激光驱动器14调制驱动激光器15发光实现采样信号的电光转换，输出的激光信号通过光纤接口3传输到远端的信号处理机，保证采样信号的快速可靠采集处理。

本实用新型使一个小封装光电转换模块11只需要占用普通小封装光电转换模块一半的空间可以传输采样信号，极大的提高了系统板的安装密度，实现设备的小型化设计，其中，小封装光电转换模块11的光功率预算动态范围在万兆速率保证10-12E误码率的测试条件下可满足大于20dB，大大方便多次转接、分路等高插损光互联系统的应用。

设计说明：

1、电路方案设计： M02193为大批量使用过的成熟集成电路，该芯片具有激光驱动、接收限放、DDM、APD升压等功能；选择电路板采用多层板设计，为了满足小空间设计，采用硬板设计软板过渡设计；

2、电接口设计：选用小型化12PIN的高频信号带地保护的排针，装配采用表贴焊接工艺，保证万兆信号的信号传输完整性；

3、光组件设计：采用结构稳定，散热可靠的管壳结构，根据设计指标选用FP或DFB激光器，耦合制作全温度范围工作稳定可靠的光组件；

4、小型金属外壳及装配设计：光纤接口兼容小封装光电转换模块（SFP MAS）多元协议，采用金属外壳，电隔离设计结构，电接口的排针采用后夹紧方式，保证装配好的光电转换模块整体稳定可靠。

本实用新型专利主要解决以下问题：

1）满足航天及类似工控采样设备的设计要求，实现了光电转换模块超小型化设计；满足密集装配要求；

2）本发明大幅度减小光电转换模块的安装尺寸，提高安装地可靠性，解决了光电转换模块在系统板上抗震动性的问题；

3）本发明采用高速APD升压电路，采用APD接收器件；提高了灵敏度，满足客户要求的动态范围；

4）本发明光连接口采样尾纤式，大大提高了狭小装配空间的可操作性及适应性；

5）本发明增加了数字监控功能，提高了系统应用过程对光模的智能化管理能力。

本发明设计一款超小尺寸的万兆高灵敏度带数字监控功能光模块，比现通用小型化光电转换模块外形尺寸减小一半，信号传输密度成倍提高。另外，新发明的光电转换模块和系统板的连接方式由插座接插方式改进为贴片焊接加铆钉焊接固定方式，无论从装配的方便性，还是户外严酷环境的抗震性等方面的可靠性都有很好的改进。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，包括小型金属外壳、电接口以及光纤接口，所述的电接口和光纤接口分别设置在小型金属外壳的左右两端，所述的光纤接口包括第一光纤接口和第二光纤接口，所述的小型金属外壳内设置小封装光电转换模块和系统板，所述的小封装光电转换模块内设置有限幅放大器、激光驱动器、激光器和激光接收器所述的系统板上设置有控制器，所述的限幅放大器、激光驱动器和控制器分别与电接口相连接，所述的限幅放大器通过激光接收器与第一光纤接口相连接，所述的激光驱动器通过激光器与第二光纤接口相连接。

2.根据权利要求1所述的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，所述的电接口内设置有排针，所述的光纤接口内设置有光纤电缆。

3.根据权利要求2所述的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，所述的排针选用小型化12PIN的高频信号带地保护的排针。

4.根据权利要求3所述的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，所述的电接口和系统板的连接方式采用12脚的表面贴装方式，所述的小封装光电转换模块和系统板的连接方式采用焊针固定方式。

5.根据权利要求1所述的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，所述的光纤接口兼容小封装光电转换模块多元协议。

6.根据权利要求1所述的超小封装万兆高灵敏度的光电转换模块，其特征在于，所述的小封装光电转换模块的光功率预算动态范围在万兆速率保证10-12E误码率的测试条件下满足大于20dB。