CN209803398U - 一种小型光电转换模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种小型光电转换模块，包括外壳，所述的外壳内具有依次相连的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元，所述的电接口单元与主板进行电通讯，所述的光电转换单元用于将光信息及电信息相互转换，所述的监控管理单元用于光信息及电信息的读入及写出，所述的光口单元用于连接光纤，所述的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元集成于可弯折的电路板上。本实用新型的一种小型光电转换模块，内部各单元折合于外壳中，缩短了长度，从而在单位面积的通讯设备上可以承载更多的光模块。

Description

一种小型光电转换模块

技术领域

本实用新型涉及一种通信模块，特别涉及一种小型光电转换模块。

背景技术

目前，光模块(optical module)由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。简单的说，光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。光模块按照封装形式分类，常见的有SFP、SFP+、SFF、千兆以太网路界面转换器(GBIC)等，现有常规模块的尺寸较大，传统的光模块长度约60mm，不能满足小型设备的需求，人们需要更短长度，更小型化的光模块，以便单位面积的通讯设备上可以承放更多的光模块。

实用新型内容

为了解决以上的问题，本实用新型提供一种更短长度、更小型化的小型光电转换模块。

本实用新型公开了一种小型光电转换模块，包括外壳，所述的外壳内具有依次相连的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元，所述的电接口单元与主板进行电通讯，所述的光电转换单元用于将光信息及电信息相互转换，所述的监控管理单元用于光信息及电信息的读入及写出，所述的光口单元用于连接光纤，所述的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元集成于可弯折的电路板上。

进一步地，所述的电路板包括通过柔性电路板连接的第一PCB板及第二PCB板，所述第一PCB板及第二PCB板通过所述的柔性电路板实现折合。

进一步地，所述的监控管理单元及光口单元集成于所述的第一PCB板上，所述的电接口单元、光电转换单元集成于所述的第二PCB板上。

进一步地，所述的光电转换单元包括发射单元和接收单元，所述的发射单元由包括依次相连的CDR、发射驱动、激光器；所述的接收单元包括依次相连的接收PD、跨阻放大器、限幅放大器、CDR。

进一步地，所述的监控管理单元包括外部I2C单元和与所述外部I2C单元连接的内部I2C单元，所述的外部I2C单元实现所述的光电转换模块与外界设备的通信功能，所述的内部I2C单元实现监控及选择电接口单元的控制脚位及寄存器。

进一步地，所述的内部I2C单元包括设置单元及监控单元，所述的设置单元用于设置所述的电接口单元的控制引脚及寄存器的状态、光功率大小、告警阈值，所述的监控单元用于监控所述的小型光电转换模块的工作状态。

进一步地，所述的外壳包括包括底座装置、顶盖装置、解锁装置，所述的顶盖装置用于盖合所述的底座装置，所述的解锁装置通过螺丝活动固定所述的底座装置及顶盖装置。

实施本实用新型的一种小型光电转换模块，具有以下有益的技术效果：

区别于现有技术中光电转换模组体形过长，内部模块不够紧凑的不足，本技术方案中的小型光电转换模块内部模块折合于外壳中，缩短了长度，从而在单位面积的通讯设备上可以承载更多的光模块。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种小型光电转换模块的外观立体图；

图2为本实用新型实施例一种小型光电转换模块的模块功能图。

图3为图2中小型光电转换模块的各单元的电路模块实物图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2及图3，本实用新型的实施例，一种小型光电转换模块1，包括外壳10，外壳10内具有依次相连的电接口单元20、光电转换单元30、监控管理单元40及光口单元50。

电接口单元20与主板进行电通讯，光电转换单元30用于将光信息及电信息相互转换，监控管理单元40用于光信息及电信息的读入及写出，光口单元50用于连接光纤，电接口单元20、光电转换单元30、监控管理单元40及光口单元50集成于可弯折的电路板上。

本模块尺寸大小仅为现有常规模块的一半，且采用直接焊接方式，不需要连接器进行转接，更大地节省了设备空间。本模块实现小尺寸封装的光电模块设计，且带有数据自动诊断功能，进行实时监控，当光模块发生故障时能实时显示。

电路板包括通过柔性电路板60连接的第一PCB板70及第二PCB板80，第一PCB板70及第二PCB板80通过柔性电路板60实现折合。

柔性电路板60(FPC)通过焊接的方式接合第一PCB板70及第二PCB板80。

柔性电路板(Flexible Printed Circuit简称FPC)是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。

监控管理单元40及光口单元50集成于第一PCB板70上，电接口单元20、光电转换单元30集成于第二PCB板80上。

光电转换单元30包括发射单元和接收单元，发射单元由包括依次相连的CDR、发射驱动、激光器；接收单元包括依次相连的接收PD(光电二极管，Photo-Diode)、跨阻放大器、限幅放大器、CDR。

CDR指时钟和数据恢复，其根据数据信号的特点，找到采样数据的最佳时钟相位，使数据恢复稳定可靠。

监控管理单元40包括外部I2C(inter-integrated circuit)单元和与外部I2C单元连接的内部I2C单元，外部I2C单元实现光电转换模块与外界设备的通信功能，内部I2C单元实现监控及选择电接口单元的控制脚位及寄存器。

内部I2C单元包括设置单元及监控单元，设置单元用于设置电接口单元的控制引脚及寄存器的状态、光功率大小、告警阈值，所述的监控单元用于监控所述的小型光电转换模块的工作状态。

外壳10包括包括底座装置、顶盖装置、解锁装置，顶盖装置用于盖合所述的底座装置，所述的解锁装置通过螺丝活动固定所述的底座装置及顶盖装置。

下面详细介绍如下：

电接口单元20：包含一块微型0.4mm厚的电路基板及分布在基板上的焊盘组成。其中封装形式类似于BGA形式，电路基板采用散热好、损耗小的板材制作，确保可焊性和参数性能；分布在基板上的焊盘包括：发射信号脚TD+、TD-；接收信号脚RD+、RD-；+3.3V电源和GND引脚；SCL、SDA通信引脚；TX_DIS控制引脚等。各类控制信号均可通过I2C进行处理，降低了设计时LAYOUT难度。电接口具备良好的可焊性，不会造成贴片不良；

光电转换单元30：包括发射单元和接收单元。其中发射单元由CDR、发射驱动、激光器三部分组成；接收单元由接收PD、跨阻放大器、限幅放大器、CDR四部分组成。这些部件采用die封装形式的裸片，进行邦定工艺设计，实现产品功能的同时，满足微型设计要求，更利于模块的扩容。

监控管理单元40：由MCU设计，遵循I2C总线协议，完成对光电转换单元芯片控制脚位及寄存器的设置和与外部设计的I2C通信配套接口。

MCU的产品型号为：LQFP32L。

光接口单元50：包含光口固定装置和光纤适配器，光接口固定装置稳定可靠，满足震动方面的可靠性要求。

本技术方案的工作过程为：

发射过程：主板电信号通过传输模块的电接口进入发射驱动电路，发射驱动电路驱动光器件单元的发射激光器发光，发射信号在补偿单元的发射信号补偿网络进行补偿后被调制进入激光器，激光器发光后通过滤光片、LC插芯适配器、金属固定件等装置与外部光纤连接，实现光信号的输出。发射单元还能通过使能控制，对激光器发光与否进行控制，当发射单元出现故障时，会产生故障指示。

接收过程：外部带调制信号的光信号通过光器件单元的金属固定件，插芯适配器，滤光片等装置进入传输模块的PD，PD接收到光之后转换为光电流，光电流通过跨阻放大器，形成电信号，电信号进一步经过限幅放大器整形放大，最终通过电接口到主板，完成光信号的接收。接收ADC采样通过采样补偿的自动控制，实现监控的精准性。

控制过程：监控管理单元40(控制单元)通过对光电转换单元芯片控制脚位及寄存器的设置，可以调节输出光功率大小、告警阈值等，另外可通过状态监控出微型模组的工作状态，包括TX_FAULT、RX_LOS等，还可进一步监控微型模组工作的温度、电压等信息。外部模块则可以通过I2C总线从控制单元获取这些信息和做客制化的调试。

实施本实用新型的一种小型光电转换模块，具有以下有益的技术效果：

区别于现有技术中光电转换模组体形过长，内部模块不够紧凑的不足，本技术方案中的小型光电转换模块内部模块折合于外壳中，缩短了长度，从而在单位面积的通讯设备上可以承载更多的光模块。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种小型光电转换模块，包括外壳，所述的外壳内具有依次相连的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元，所述的电接口单元与主板进行电通讯，所述的光电转换单元用于将光信息及电信息相互转换，所述的监控管理单元用于光信息及电信息的读入及写出，所述的光口单元用于连接光纤，其特征在于，所述的电接口单元、光电转换单元、监控管理单元及光口单元集成于可弯折的电路板上。

2.根据权利要求1所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的电路板包括通过柔性电路板连接的第一PCB板及第二PCB板，所述第一PCB板及第二PCB板通过所述的柔性电路板实现折合。

3.根据权利要求2所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的监控管理单元及光口单元集成于所述的第一PCB板上，所述的电接口单元、光电转换单元集成于所述的第二PCB板上。

4.根据权利要求1所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的光电转换单元包括发射单元和接收单元，所述的发射单元由包括依次相连的CDR、发射驱动、激光器；所述的接收单元包括依次相连的接收PD、跨阻放大器、限幅放大器、CDR。

5.根据权利要求1所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的监控管理单元包括外部I2C单元和与所述外部I2C单元连接的内部I2C单元，所述的外部I2C单元实现所述的光电转换模块与外界设备的通信功能，所述的内部I2C单元实现监控及选择电接口单元的控制脚位及寄存器。

6.根据权利要求5所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的内部I2C单元包括设置单元及监控单元，所述的设置单元用于设置所述的电接口单元的控制引脚及寄存器的状态﹑光功率大小﹑告警阈值，所述的监控单元用于监控所述的小型光电转换模块的工作状态。

7.根据权利要求1所述的小型光电转换模块，其特征在于，所述的外壳包括底座装置、顶盖装置、解锁装置，所述的顶盖装置用于盖合所述的底座装置，所述的解锁装置通过螺丝活动固定所述的底座装置及顶盖装置。