CN214337910U - 模拟光传输模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种模拟光传输模块，包括N个双向传输光信号接收和发射组合部件、金手指、接收电路、发射电路、N个发射传输通道和N个接收传输通道，每个双向传输光信号接收和发射组合部件均包括发射TO和接收TO，发射TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的电信号转换成光信号输出，接收TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的光信号转换成电信号输出；金手指、接收电路、发射电路均设置于印刷电路板中，接收电路的微带线的一端与金手指电气连接，发射电路的微带线的一端与金手指电气连接；第K发射传输通道的一端与发射电路的微带线的另一端电气连接。它能减少多通道之间信号串扰，体积小。

Description

模拟光传输模块

技术领域

本申请涉及通信领域，具体涉及一种模拟光传输模块。

背景技术

光载无线通信radio-over-fiber（RoF）技术是应高速大容量无线通信需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信结合起来的无线接入技术。在中心站将微波调制到激光上，之后调制后的光波通过复杂的光纤链路进行传输，到达基站后，光电转换将微波信号解调，再通过天线发射供用户使用。光纤传输的射频（或毫米波）信号提高了无线带宽，但天线发射后在大气中的损耗会增大，利用光纤作为传输链路，具有低损耗、高带宽和防止电磁干扰的特点。正是这些优点，使得RoF技术在未来无线宽带通信、卫星通信以及智能交通系统等领域有着广阔的应用前景。与传统的系统相比，RoF系统有着更广的蜂窝覆盖、更宽的带宽、较低的成本、较低的功耗和易安装等优点。

现有的模拟光模块需要使用专用的射频头进行信号传输，成本较高，难以实现小型化，从而限制了模拟光模块的大批量运用。模拟光传输模块对通道间的隔离度要求较高，目前没有多通道的小型模拟光模块。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能减少多通道之间信号串扰的小型化模拟光传输模块，

一种模拟光传输模块，包括N个双向传输光信号接收和发射组合部件、金手指、接收电路、发射电路、N个发射传输通道和N个接收传输通道，每个双向传输光信号接收和发射组合部件均包括发射TO和接收TO，发射TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的电信号转换成光信号输出，接收TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的光信号转换成电信号输出；金手指、接收电路、发射电路均设置于印刷电路板中，接收电路的微带线的一端与金手指电气连接，发射电路的微带线的一端与金手指电气连接；第K发射传输通道的一端与发射电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO的输出端电气连接；第K接收传输通道的一端与接收电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的接收TO的输入端电气连接；其中，N为大于等于1的正整数，K=1、2、…、N。

所述双向传输光信号接收和发射组合部件为发射和接收分离的BOSA结构。

所述金手指的地彼此电气连接在一起。

所述金手指的模拟射频信号使用单端的信号传输方式进行传输。

所述金手指的尺寸兼容标准DSFP协议。

所述发射传输通道为发射柔性电路板，所述接收传输通道为接收柔性电路板。

所述接收TO为TO33或者TO46，所述发射TO为TO38或TO56。

N=2。

还包括底壳、上盖，金手指的上层、下层分别设置于印刷电路板一端相背的两表面；2个双向传输光信号接收和发射组合部件并排竖直设置于底壳内并分别通过标准LC套筒固定在底壳的两个法兰面卡口上，印刷电路板设置于底壳的后端内，上盖盖合于底壳，通过上盖前端凸点和底壳的凹槽进行限位固定，后端通过第一固定螺钉和第二固定螺钉紧固。

还包括：

热沉，其设置于双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO与底壳之间并分别与发射TO、底壳接触。

本申请的有益技术效果是：

本申请本案采用发射和接收分离的BOSA方案，每个TO信号用单独的发射传输通道和接收传输通道对信号传输，同时使用发射传输通道和接收传输通道直接固定在金手指附近，能减少射频信号在印制电路板传输过程中的串扰；本案采用金手指传输多通道模拟信号，在SFP封装尺寸下实现多路模拟信号的传输，减小体积增加传输密度，具有通用适配性。

附图说明

图1为本申请实施例提供的一种模拟光传输模块的电气结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种模拟光传输模块的结构图；

图3为本申请实施例提供的一种用于兼容并排放置BOSA的结构示意图

图4为本申请实施例提供的一种模拟光传输模块的爆炸图；

图5为本申请实施例提供的一种模拟光传输模块的外部连接器的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种带金手指的可插拔电路板组件连接器配对插入后的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种BOSA的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种用于兼容并排放置BOSA的印刷电路板的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的一种SFP+笼子、本申请的模拟光传输模块和光纤连接示意图；

图10为本申请金手指在印刷电路板上的结构示意图；

图11为本申请下层的金手指的PIN脚定结构示意图；

图12为本申请上层的金手指的PIN脚定结构示意图；

图13为本申请上、下层的金手指的PIN脚定定义表；

图14为本申请实施例提供的一种性能模拟结果示意图。

具体实施方式

下面给出的实例是对本申请的具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本申请作进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第K”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第K”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请的一种模拟光传输模块，其用于传输宽频的模拟信号，频率范围为10M～20G，其包括N个双向传输光信号接收和发射组合部件、金手指、接收电路、发射电路、N个发射传输通道和N个接收传输通道，每个双向传输光信号接收和发射组合部件均包括发射TO和接收TO，发射TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的电信号转换成光信号输出，接收TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的光信号转换成电信号输出；金手指、接收电路、发射电路均设置于印刷电路板中，接收电路的微带线的一端与金手指电气连接，发射电路的微带线的一端与金手指电气连接；第K发射传输通道的一端与发射电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO的输出端电气连接；第K接收传输通道的一端与接收电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的接收TO的输入端电气连接；其中，N为大于等于1的正整数，K=1、2、…、N。其中，双向传输光信号接收和发射组合部件为发射和接收分离的BOSA结构。发射传输通道为发射柔性电路板，接收传输通道为接收柔性电路板。

金手指21的地彼此电气连接在一起。为进一步减少模拟信号之间的串扰，本申请对金手指21的地进行了过孔处理，使得金手指上、下层的地通过过孔电气连接在一起，能有效屏蔽通道串扰。金手指的模拟射频信号使用单端的信号传输方式进行传输。金手指的尺寸兼容标准DSFP协议。

后文以N=2为例对本申请进一步说明。

本申请提供一种模拟光传输模块，能够实现多路宽带信号的传输，实现信号频率从10M到20G的稳定传输。如图1所示，本申请实施例中的多通道模拟光模块可以包括金手指端口、两个双向传输光信号接收和发射组合部件(Bi-direction Optical Subassembly，BOSA)、发射电路、接收电路以及印刷电路板组件。其接收电路和发射电路同时控制两个BOSA，即有两个信号发射链路，两个信号接收链路；

如图2所示，本申请实施例提供一种模拟光收发模块。此结构为一款全新小型热插拔模拟光模块，对比SFP/SFP+/DSFP等封装形式，这个结构可以在不增加模块长度和宽度的基础上，并排竖直放置两个BOSA结构，如图3所示；本申请尺寸的长和宽方向也可以符合SFF-8432Rev5.2协议标准，本申请的高度方向比SFF-8432Rev5.2协议标准高2mm左右；模块后端的设计和印刷电路板6的高度符合SFP/SFP+/DSFP协议；如此，本申请在结构方面可以兼容现有的连接器和LC光纤跳线，具有通用性。

在一个实施例中，如图2-4所示，第一BOSA 7和第二BOSA 8通过标准LC套筒14固定在底壳1的两个法兰面卡口上，在光口中的位置前后一致，可以兼容标准的LC光纤连接器，可插拔，如图9所示。印刷电路板6设置于底壳1的后端内。上盖5盖合于底壳，通过上盖5前端凸点和底壳1的凹槽进行限位固定，后端只需使用第一固定螺钉 9和第二固定螺钉 11两颗螺钉即可完成底壳1、上盖5之间的紧固固定，使光模块结构简单可靠，便于组装和返修处理。EMI屏蔽弹片2大致呈U型，U型开口处具有相向对置凸起的卡抓，底壳1前端位于EMI屏蔽弹片2内，EMI屏蔽弹片2的卡抓扣住上盖5，EMI屏蔽弹片2包裹在底壳1、上盖5外，用于模块的锁定。拉环3设置于底壳1前端，用于拉拔本申请。底壳1、上盖5构成的壳体用于本申请内部的器件形成保护和电磁信号的隔离。弹簧10安装在上盖5上，用于释放弹力。滑块4安装在上盖5上并将弹簧10容纳于内，弹簧10提供滑块4滑动后回复初始位置的弹力。底壳1还包括光口，用于放置BOSA的输出光端。

在一个实施例中，射频连接端口可以为可热插拔结构，如图5、6所示，便于安装与维修本申请的模拟光传输模块。插头的一端可为带金手指的可插拔电路板组件12，另一端与外部连接器13装配，可插拔电路板组件12尺寸可兼容小型可插拔光信号接收和发射器(Small form-factor pluggable transceiver plus，SFP+)/双小型可插拔光信号接收和发射器(Dual Small form-factor pluggable transceiver，DSFP )等。在一个实施例中，外部连接器13可兼容标准SFP+/DSFP连接器，提高了兼容性，保证了射频连接器的通用性；带金手指的可插拔电路板组件12中的金手指21可以通过直流电流信号连接到接收电路23和发射电路22，也可以通过宽带射频信号连接到第一BOSA 7和第二BOSA 8。如图10所示，金手指21的上层、下层分别设置于印刷电路板一端相背的两表面，上层、下层的地通过过孔电气连接在一起。金手指21的PIN脚定义如图11-13所示。

在一个实施例中，第一BOSA 7和第二BOSA 8分别设置增加了热沉18，热沉18设置于双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO与底壳1之间并分别与发射TO、底壳1接触。具体的，如图8所示，热沉18上表面显凹形，用于接触第一BOSA7的反射TO17，接触部分一般会填充散热胶片或者硅胶，以提高散热效果；热沉18下表面与底壳 1进行接触，一般地，接触部分会填充散热胶片或者硅胶，以提高散热效果，此热沉可以为不同导热系数的金属，提高促进模块散热，保护BOSA光器件，所述热沉18也可以根据不同的封装尺寸调整结构和形状，以匹配不同的光模块封装；在另一实施例中，热沉使用底壳同样的材质直接长在底壳1上，用于省却组装步骤。第二BOSA 8设置热沉的方式与第一BOSA7的相同。

在一个实施例中，对于上述第一BOSA 7和第二BOSA 8部分，如图7，第一BOSA由接第一收TO15、第一BOSA壳体16、第一发射TO17组成。第一接收TO15为TO33（TO33为一种TO底座的尺寸标准），第一发射TO17为TO38（TO38为一种TO底座的尺寸标准），使用小尺寸的TO可以把整体结构做小，兼容SFP的封装；第一BOSA壳体16为金属结构件，用于固定第一接收TO15和第一发射TO17，同时第一BOSA壳体16内部有滤光片，实现不同波长的分光合光作用；TO38 发射端为没有制冷功能，但是体积很小，容易组装在壳体1里面。第二BOSA由接第二收TO、第二BOSA壳体、第二发射TO组成，接第二收TO、第二BOSA壳体、第二发射TO的连接结构和第一BOSA 7的一样，具体参见前述第一BOSA 7的连接结构的描述。

在一个实施例中，对于上述第一BOSA 7和第二BOSA 8，如图7所示，第一BOSA 7外部由第一发射柔性电路板19、第一接收柔性电路板20和第一BOSA光口LC套筒14组成，第一发射柔性电路板19一端固定在印制电路板6上，与发射电路22相连，第一接收柔性电路板20一端固定在印制电路板6上，与接收电路23相连；第一发射柔性电路板19另一端固定在第一BOSA7的第一发射TO17管脚上，第一接收柔性电路板20另一端固定在第一接收TO15管脚上。同样的，第二BOSA也有第二发射柔性电路板、第二接收柔性电路板和第二BOSA光口LC套筒，其与第一BOSA 7的相同。前述固定可以但不限于为高温焊料焊接。第一、二发射柔性电路板和第一、二接收柔性电路板可以通过直流电信号，也可以通过宽带射频信号；第一BOSA光口LC套筒14、第二BOSA光口LC套筒可以实现光的接入和发射，即单纤双向传输信号，可以同时传输1270nm(1260-1280nm)的发射光信号和1330nm(1320-1340nm)的接收光信号，也可以同时传输1330nm(1320-1340nm)的发射光信号和1270nm(1260-1280nm))的接收光信号。如果第一BOSA7传输1270nm(1260-1280nm)的发射光信号和1330nm(1320-1340nm)的接收光信号，则第二BOSA8传输1330nm(1320-1340nm)的发射光信号和1330nm(1320-1340nm)的接收光信号；反之，如果第二BOSA7传输1270nm(1260-1280nm)的发射光信号和1330nm(1320-1340nm)的接收光信号，则第一BOSA8传输1330nm(1320-1340nm)的发射光信号和1330nm(1320-1340nm)的接收光信号。

在另一个实施例中，上述波长也可以传输1270nm(1260-1280nm)和1350nm(1340-1360nm)，或者12900nm(1280-1300nm)和1350nm(1340-1360nm)，类似的波长间隔大于或者等于60nm的光收发模块。

在另一个实施例中，为使发射TO的稳定输出，发射TO也可以使用带制冷的TO56（TO56为一种TO底座的尺寸标准），相对于TO38发射，TO56发射的尺寸更大，发热也更大，但是有TEC控温，在恶劣的环境温度情况下，具有更稳定的性能输出。TO56发射也可以集成在BOSA里，然后安装在壳体1的结构里。

在一个实施例中，如功能图8，印制电路板包括发射电路22、接收电路23、处理器芯片24、金手指21；发射电路22包括发射供电功能，增益自动均衡功能，微带传输功能；发射电路22通过第一发射柔性电路板19与第一发射TO17相连，发射电路另一端通过金手指连接到外部连接器13；发射电路22给第一BOSA7的第一发射TO17提供电源，实现供电功能；在外界环境温度变化时，发射电路22进行增益变化反馈实现增益均衡控制，使不同环境温度情况下保持增益基本一致；发射电路22中的微带线，把从金手指21过来的宽带射频信号传输到第一发射柔性电路板19。接收电路23包括接受TO供电功能和微带传输功能；接收电路23通过第一接收柔性电路板20与第一接收TO15相连，另一端通过金手指21连接到外部连接器13；接收电路23给第一BOSA7的第一接收TO15提供电源，实现供电功能；接收电路23中的微带线，把从第一接收柔性电路板20过来的宽带射频信号传输到金手指。印制电路板以和第一BOSA7同样的方式，通过第二发射柔性电路板和第二接收柔性电路板和第二BOSA8连接，即第二BOSA8通过第二发射柔性电路板、第二接收柔性电路板与发射电路22、接收电路23、处理器芯片24、金手指21的连接和第一BOSA7通过第一发射柔性电路板19、第一接收柔性电路板20与发射电路22、接收电路23、处理器芯片24、金手指21的连接相同。处理器芯片24用于对第一BOSA7和第二BOSA8工作状态的监控；金手指21用于电信号和宽带射频信号的传输。

图9为本申请实施例提供的而一种SFP+笼子26与本申请的模拟光传输模块25和光纤27连接示意图。

相对于数字光模块，模拟光模块属于宽带信号传输，需要保证在整个信号频率范围内的增益平坦，整个信号频率范围内的增益损失小；传统的模拟光模块需要专门的射频头进行宽带射频信号传输，本申请中首次使用价格相对便宜的金手指进行宽带射频信号传输，相对于数字模块使用差分的信号传输，本申请使用单端的信号传输，更好地实现了传输宽带射频信号。

本申请实现了10M~20G的宽带模拟信号传输，4个通道插损小，反射小，通道之间隔离度大，参见图14。

需要说明的是，上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何适合的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本申请对各种可能的组合方式不再进行描述。

上面参照实施例对本申请进行了详细描述，是说明性的而不是限制性的，在不脱离本申请总体构思下的变化和修改，均在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种模拟光传输模块，其特征在于，包括N个双向传输光信号接收和发射组合部件、金手指、接收电路、发射电路、N个发射传输通道和N个接收传输通道，每个双向传输光信号接收和发射组合部件均包括发射TO和接收TO，发射TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的电信号转换成光信号输出，接收TO用于将输入双向传输光信号接收和发射组合部件的光信号转换成电信号输出；金手指、接收电路、发射电路均设置于印刷电路板中，接收电路的微带线的一端与金手指电气连接，发射电路的微带线的一端与金手指电气连接；第K发射传输通道的一端与发射电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO的输出端电气连接；第K接收传输通道的一端与接收电路的微带线的另一端电气连接，其另一端与第K双向传输光信号接收和发射组合部件的接收TO的输入端电气连接；其中，N为大于等于1的正整数，K=1、2、…、N。

2.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述双向传输光信号接收和发射组合部件为发射和接收分离的BOSA结构。

3.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述金手指的地彼此电气连接在一起。

4.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述金手指的模拟射频信号使用单端的信号传输方式进行传输。

5.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述金手指的尺寸兼容标准DSFP协议。

6.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述发射传输通道为发射柔性电路板，所述接收传输通道为接收柔性电路板。

7.根据权利要求1所述模拟光传输模块，其特征在于，所述接收TO为TO33或者TO46，所述发射TO为TO38或TO56。

8.根据权利要求1-7任一项所述模拟光传输模块，其特征在于，N=2。

9.根据权利要求8所述模拟光传输模块，其特征在于，还包括底壳、上盖，金手指的上层、下层分别设置于印刷电路板一端相背的两表面；2个双向传输光信号接收和发射组合部件并排竖直设置于底壳内并分别通过标准LC套筒固定在底壳的两个法兰面卡口上，印刷电路板设置于底壳的后端内，上盖盖合于底壳，通过上盖前端凸点和底壳的凹槽进行限位固定，后端通过第一固定螺钉和第二固定螺钉紧固。

10.根据权利要求9所述模拟光传输模块，其特征在于，还包括：

热沉，其设置于双向传输光信号接收和发射组合部件的发射TO与底壳之间并分别与发射TO、底壳接触。

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