CN209982499U - 一种25g光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种25G光模块，包括：PIN电接口、供电单元、驱动单元、光发射组件、光接收组件及主控制器。PIN电接口与供电单元连接；供电单元与升压电路、驱动单元、光发射组件、光接收组件及主控制器连接。驱动单元与光发射组件及光接收组件连接。主控制器与驱动单元连接，主控制器获取驱动单元、光发射组件及光接收组件的工作参数信息；主控制器与PIN电接口连接，主控制器并提供数字诊断信号给PIN电接口。本实用新型提供的25G光模块，具有高速光电转换功能，采用集成芯片集成度高，性能稳定、功率较低，极大地降低了生产成本，满足光网络数据传输的需求。

Description

一种25G光模块

技术领域

本实用新型涉及通信技术领域，特别涉及一种25G光模块。

背景技术

随着光通信行业的发展和技术的提升，传统的通信技术已很难满足传输容量及传输速度的要求，25G光模块的在一定程度上弥补了高速率光模块价格过高、功耗过大，而低速光模块速率又不能满足用户需求的缺陷。25G SFP28光模块主要用于数据中心服务器和交换机的互连，是一个具有多种优势的新型以太网标准，能够将带宽和端口密度最大化，还可以通过减少交换机和线缆数量来节约运营成本，提供最节能的方式来满足下一代数据中心网络日益增长的需求。目前使用的25G光模块结构复杂、信号传输质量差以及功耗较大。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供了一种25G光模块。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种25G光模块，包括：PIN电接口、供电单元、驱动单元、光发射组件、光接收组件及主控制器；

所述PIN电接口与所述供电单元连接，所述PIN电接口为所述供电单元提供输入电压；

所述供电单元与所述驱动单元、光发射组件、光接收组件及所述主控制器连接，所述供电单元用于提供电源输入；

所述驱动单元与所述光发射组件连接，所述驱动单元为所述光发射组件提供偏置电流和调制电流；所述光发射组件将输入的电信号转化为光信号输出到光网络系统；

所述驱动单元与所述光接收组件连接，所述驱动单元用于调节处理输入或输出所述光接收组件的电信号；所述光接收组件将接收的光信号转换为电信号，电信号经所述驱动单元处理后传输至所述PIN电接口输出；

所述主控制器与所述驱动单元连接，所述主控制器获取所述驱动单元、光发射组件及所述光接收组件的工作参数信息；所述主控制器与所述PIN电接口连接，所述主控制器并提供数字诊断信号给所述PIN电接口。

进一步的，所述供电单元包括：缓启动电路及升压电路；

所述PIN电接口通过所述缓启动电路与所述升压电路连接；

所述升压电路与所述驱动单元连接。

进一步的，所述驱动单元包括：驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路；

所述驱动电路通过所述均衡器与所述放大器连接；

所述放大器通过所述数据时钟恢复电路与所述光发射组件和光接收组件连接。

进一步的，还包括：故障检测电路；所述故障检测电路与所述驱动电路及所述主控制器连接。

进一步的，还包括：LOS信号检测电路；所述LOS信号检测电路与所述驱动电路及所述主控制器连接。

进一步的，所述主控制器通过I2C总线与所述驱动单元连接。

进一步的，所述主控制器通过I2C总线与所述PIN电接口连接。

进一步的，所述PIN电接口为20PIN电PIN电接口。

进一步的，所述主控制器为单片机。

本实用新型提供的25G光模块至少具备以下有益效果：

本实用新型提供的25G光模块，外部电信号由PIN电接口进入光模块，送至驱动电路，经过驱动电路处理，通过DA值来设置偏置电流和调制电流来驱动光发射组件发光，从而将电信号转化为光信号传输到光网络系统，另一方面，光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件，光接收组件将光信号转化为电信号，电信号通过PIN电接口传送到外部系统。具有高速光电转换功能，采用集成芯片集成度高，性能稳定、功率较低，极大地降低了生产成本，满足光网络数据传输的需求。

进一步，本实用新型提供的25G光模块，供电单元包括：缓启动电路及升压电路，缓启动电路可实现光模块的缓启动，升压电路可提供稳定的电压，使光模块稳定工作，延长了光模块的使用寿命。

进一步，本实用新型提供的25G光模块，驱动单元包括：驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路。外部电信号经过均衡器和数据时钟恢复电路后传送至激光器驱动、通过设置DA值来设置激光器驱动的偏置电流和调制电流来驱动光发射组件发光，从而将电信号转化为光信号传输到光网络系统；光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件，经过光电转换、均衡器均衡处理，放大处理和数据时钟采样和缓存处理后，电信号通过20PIN电接口传送到外部系统。经过驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路处理，提高了电信号的传输质量。

进一步，本实用新型提供的25G光模块，设置有故障检测电路，当检测到相关元器件电压超过门限值时，驱动电路输出故障指示给主控制器，主控制器发出控制信号控制驱动电路关断发射端，保证了光模块的使用安全。

进一步，本实用新型提供的25G光模块，设置有LOS信号检测电路， LOS信号检测电路可对光接收组件的电信号幅值进行监测，防止光接收组件的电信号幅值超过门限值。

进一步，主控制器通过I2C总线与驱动单元连接，主控制器通过I2C总线与PIN电接口连接，I2C总线是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的25G光模块内部结构框图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

100-PIN电接口，200-供电单元，201-缓启动电路，202-升压电路，300- 驱动单元，301-驱动电路，302-均衡器，303-放大器，304数据时钟恢复电路， 400-主控制器，500-光发射组件，600-光接收组件。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

参见图1，本实用新型实施例提供了一种25G光模块，包括：PIN电接口100、供电单元200、驱动单元300、光发射组件500、光接收组件600及主控制器400。其中：

PIN电接口100为20PIN电接口100，20PIN电接口100为现有技术，可参考文献SFF-8431。PIN电接口100与供电单元200连接，PIN电接口100 为供电单元200提供输入电压。

具体的，PIN电接口与驱动单元连接，为光模块提供输入/输出电信号的接口；PIN电接口与主控制器连接，与主控制器进行I2C通信，驱动单元内部集成激光驱动器和限幅放大器，当电信号通过驱动单元中的激光驱动器加载至光发射组件时，光发射组件将其转化成光信号并传送进光缆，光缆另一端通过光接收组件将光信号转换成电信号，电信号通过驱动单元中的限幅放大器后传输给外界设备，这样就完成了光电转换过程。

供电单元200与驱动单元300、光发射组件500、光接收组件600及主控制器400连接；供电单元200用于为驱动单元300、光发射组件500、光接收组件600及主控制器400提供电源输入。

驱动单元300采用MAX24033芯片，MAX24033芯片内部主要由发射端均衡器、发射端CDR激光驱动、LOS检测电路、限幅放大器、接收端均衡器、接收端CDR电路组成。光发射组件500由TOSA构成，光接收组件600 由ROSA组成。驱动单元300与光发射组件500连接，驱动单元300为光发射组件500提供偏置电流和调制电流；光发射组件500将输入的电信号转化为光信号输出到光网络系统。驱动单元300与光接收组件600连接，驱动单元300用于调节处理输入或输出光接收组件600的电信号。光接收组件600 将接收的光信号转换为电信号，电信号经驱动单元300处理后传输至PIN电接口100输出。

主控制器400采用EFM8LB1单片机，该单片机非常适合高速模拟密集型光收发器，广泛应用于电信和数据通信领域，高集成度模拟功能减少整体系统BOM成本和PCB面积，增强了系统性能。主控制器400通过I2C总线与驱动单元300连接，主控制器400获取驱动单元300、光发射组件500及光接收组件600的工作参数信息；主控制器400通过I2C总线与PIN电接口 100连接，主控制器400并提供数字诊断信号给PIN电接口100。主控制器 400具有数字诊断功能，采集处理和监控光模块数据，内部存储器存储模块信息和用户信息。数字诊断监控用于监测光模块性能参数，监控的参数有光模块的发射光功率、接收光功率、温度、工作电压、及偏置电流。当发射光功率、接收光功率、温度、工作电压或偏置电流的实时检测值超过数字诊断门限值时，主控制器400发出报警和告警信息并传送给外界设备，同时发出控制信号控制模块的关断。此外，主控制器400中设有A0h寄存器和A2h 寄存器，其中A0h寄存器中用于存储固定信息，例如光模块的产品类型、生产日期、厂商名称、传输距离等，A2h寄存器则用于存储与数字诊断监控相关的信息，方便外界设备快速读取光模块的参数和状态。

其中，供电单元200包括：缓启动电路201及升压电路202。PIN电接口100通过缓启动电路201与升压电路202连接；升压电路202与驱动单元 300连接。PIN电接口100与缓启动电路201连接，PIN电接口100为供电单元200提供输入电压；缓启动电路201与升压电路202连接，缓启动电路201 为升压电路202提供电源输入。

具体的，缓启动电路201及升压电路202均为本领域常用的电路组件，其具体结构不再展开说明；缓启动电路201的作用是防止电路中出现大的冲击电流，保证整个系统的稳定。该缓启动电路201采用集成芯片实现，芯片内部集成MOS管，周围外接少量元器件构成缓启动电路，通过设置外接电阻可以设置软启动时间和电流幅值，设置外接电容可以设置电流上升快慢。升压电路202的输入端与缓启动电路201的输出端连接，升压电路202的输出端与驱动单元300连接。升压电路202采用集成芯片，芯片内部集成功率型MOS管，芯片外接电感从而构成升压电路，通过PWM控制MOS管的开关使电感两端产生感应电动势达到升压目的，调节外接电阻值可以调节输出电压大小。

进一步，驱动单元300包括：驱动电路301、均衡器302、放大器303及数据时钟恢复电路304；其中，驱动电路301、均衡器302、放大器303及数据时钟恢复电路304均集成在MAX24033芯片内部，其具体结构不再展开说明。驱动电路301通过均衡器302与放大器303连接；放大器303通过数据时钟恢复电路304与光发射组件500和光接收组件600连接。驱动电路301 接收PIN电接口100输入的电信号经过均衡器302均衡处理和放大器303放大处理，同时进行数据时钟采样和缓存处理，将电信号送入光发射组件500，光发射组件500将输入的电信号转化为光信号输出到光网络系统。光接收组件600将接收到的光信号转化为电信号，经过均衡器302，限幅放大电路和数据时钟恢复电路304，进行数据时钟采样和缓存处理，转换后的电信号传送到PIN电接口100。

本实用新型实施例中，参见图1，该25G光模块还包括：故障检测电路；故障检测电路集成在MAX24033内部，其具体结构不再展开说明；故障检测电路与驱动电路301及主控制器400连接。当检测到相关引脚电压超过门限值时，驱动电路301输出故障指示给主控制器400，主控制器400发出控制信号控制驱动电路301关断发射端。

实用新型实施例中，参见图1，该25G光模块还包括LOS信号检测电路；LOS信号检测电路集成在MAX24033内部，LOS信号检测电路与驱动电路 301和主控制器400连接。LOS信号检测电路检测光接收组件600的电信号幅值，同时将检测值与设置的门限值比较，如果检测值小于设置门限电压， LOS信号置1。

本实用新型实施例提供的25G光模块的工作过程如下：参见图1，外部电信号由PIN电接口100进入光模块，送至驱动电路301，经过连续时间均衡器302均衡处理、放大器303进行信号放大和数据时钟恢复电路304处理后传送至激光器驱动、通过设置DA值来设置激光器驱动的偏置电流和调制电流来驱动光发射组件500发光，从而将电信号转化为光信号传输到光网络系统；另一方面，光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件600，经过光电转换、均衡器302均衡处理、放大器303信号放大处理和数据时钟采样和缓存处理后，电信号通过PIN电接口100传送到外部系统。

本实用新型实施例提供的25G光模块至少具备以下有益效果：

本实用新型实施例提供的25G光模块，外部电信号由PIN电接口进入光模块，送至驱动电路，经过驱动电路处理，通过DA值来设置偏置电流和调制电流来驱动光发射组件发光，从而将电信号转化为光信号传输到光网络系统；光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件，电信号通过PIN电接口传送到外部系统。具有高速光电转换功能，采用集成芯片集成度高，性能稳定、功率较低，极大地降低了生产成本，满足光网络数据传输的需求。

本实用新型实施例提供的25G光模块，供电单元包括：缓启动电路及升压电路，缓启动电路可实现光模块的缓启动，升压电路可提供稳定的电压，使光模块稳定工作，延长了光模块的使用寿命。

本实用新型实施例提供的25G光模块，驱动单元包括：驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路。外部电信号经过均衡器和数据时钟恢复电路后传送至激光器驱动、通过设置DA值来设置激光器驱动的偏置电流和调制电流来驱动光发射组件发光，从而将电信号转化为光信号传输到光网络系统；光网络中的光信号通过光纤传输到光接收组件，经过光电转换、均衡器均衡处理，放大处理和数据时钟采样和缓存处理后，电信号通过20PIN电接口传送到外部系统。经过驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路处理，提高了电信号的传输质量。

本实用新型实施例提供的25G光模块，设置有故障检测电路，当检测到相关元器件电压超过门限值时，驱动电路输出故障指示给主控制器，主控制器发出控制信号控制驱动电路关断发射端，保证了光模块的使用安全。

本实用新型实施例提供的25G光模块，设置有LOS信号检测电路，LOS 信号检测电路可对光接收组件的电信号幅值进行监测，防止光接收组件的电信号幅值超过门限值。

本实用新型实施例提供的25G光模块，主控制器通过I2C总线与驱动单元连接，主控制器通过I2C总线与PIN电接口连接，I2C总线是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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 (9)

1.一种25G光模块，其特征在于，包括：PIN电接口、供电单元、驱动单元、光发射组件、光接收组件及主控制器；

所述PIN电接口与所述供电单元连接，所述PIN电接口为所述供电单元提供输入电压；

所述供电单元与驱动单元、光发射组件、光接收组件及所述主控制器连接，所述供电单元用于提供电源输入；

所述驱动单元与所述光发射组件连接，所述驱动单元为所述光发射组件提供偏置电流和调制电流；所述光发射组件将输入的电信号转化为光信号输出到光网络系统；

所述驱动单元与所述光接收组件连接，所述驱动单元用于调节处理输入或输出所述光接收组件的电信号；所述光接收组件将接收的光信号转换为电信号，电信号经所述驱动单元处理后传输至所述PIN电接口输出；

所述主控制器与所述驱动单元连接，所述主控制器获取所述驱动单元、光发射组件及所述光接收组件的工作参数信息；所述主控制器与所述PIN电接口连接，所述主控制器并提供数字诊断信号给所述PIN电接口。

2.根据权利要求1所述的25G光模块，其特征在于，所述供电单元包括：缓启动电路及升压电路；所述PIN电接口通过所述缓启动电路与所述升压电路连接；

所述升压电路与所述驱动单元连接。

3.根据权利要求2所述的25G光模块，其特征在于，所述驱动单元包括：驱动电路、均衡器、放大器及数据时钟恢复电路；所述驱动电路通过所述均衡器与所述放大器连接；

所述放大器通过所述数据时钟恢复电路与所述光发射组件和光接收组件连接。

4.根据权利要求3所述的25G光模块，其特征在于，还包括：故障检测电路；所述故障检测电路与所述驱动电路及所述主控制器连接。

5.根据权利要求4所述的25G光模块，其特征在于，还包括：LOS信号检测电路；所述LOS信号检测电路与所述驱动电路和所述主控制器连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的25G光模块，其特征在于，所述主控制器通过I2C总线与所述驱动单元连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的25G光模块，其特征在于，所述主控制器通过I2C总线与所述PIN电接口连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的25G光模块，其特征在于，所述PIN电接口为20PIN电PIN电接口。

9.根据权利要求1-5任一项所述的25G光模块，其特征在于，所述主控制器为单片机。