CN215378929U - 一种长距离光模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种长距离光模块。包括接口单元、光发射单元和光接收单元；光发射单元包括激光器、驱动器和偏置电流电路，偏置电流电路与驱动器的偏置电流端口连接，其中，激光器为EML激光器；光接收单元包括：光探测器、放大器和时钟数据恢复，其中，光探测器为APD光探测器。本实用新型通过EML和APD的组合，能够保证的信号长距离传输的稳定，达到比现有光模块传输距离更长、信号稳定性更好、噪声更小的技术效果，并通过特定的偏置电流避免了光模块的漏光，通过驱动器和MCU的实现了信号和功率的双重告警。

Description

一种长距离光模块

【技术领域】

本实用新型涉及光通信领域，特别是涉及一种长距离光模块。

【背景技术】

随着5G通信网络的发展，光模块已经广泛应用于5G信号基站的建设中。在5G前传中，细波分复用(LAN Wavelength Division Multiplexin g，简写为LWDM)长距离光模块具有很高的市场前景。在4G时代，前传网络对光模块的需求以单模10G为主。进入5G时代，由于通信速率的提升，对于通信带宽的需求进一步提升，对更高性能的光模块的使用需求增多。

现有的单模光模块，带宽主要为25G、50G、100G。但是，在实际网络部署中，50G光模块和100G光模块的传输性能较高，但成本和功耗较高。对于某些传输速率需求较低的场合，使用50G或100G光模块会造成性能浪费和成本浪费。同时，目前常用的光模块方案，因为色散过大等原因，无法达到长距离传输的信号要求。

鉴于此，如何克服该现有技术所存在的缺陷，在节约成本和降低功耗的前提下满足5G长距离通信中对光模块的性能需求，是本技术领域亟待解决的问题。

【实用新型内容】

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型解决了现有高带宽光模块传输距离较短、信号质量较低的问题。

本实用新型实施例采用如下技术方案:

第一方面，本实用新型提供了一种长距离光模块，包括接口单元10、光发射单元20和光接收单元30：光发射单元20包括激光器21、驱动器2 2和偏置电流电路23，驱动器22的信号输入接口与接口单元10的第一端口连接，驱动器22的信号输出接口与激光器21的输入接口连接，激光器 21的输出接口作为光发射单元20的光输出端口，偏置电流电路23与驱动器22的偏置电流端口连接，其中，激光器21为EML激光器；光接收单元 30包括：光探测器31、放大器32和时钟数据恢复33，光探测器31的输入端口与放大器32的输入端口连接，光探测器31通过输出端口向放大器 32输出与外部光信号对应的电信号，放大器32的输出端口与时钟数据恢复33的输入端口连接，时钟数据恢复33的输出端口作为光接收单元30 的外部输出端口，其中，光探测器31为APD光探测器。

优选的，偏置电流电路23包括减法器24、偏流监控电路25和开关电路26，具体的：减法器24与偏流监控电路25的第一输入端口连接，开关电路26与偏流监控电路25的第二输入端口和输出端口连接。

优选的，减法器24包括数模转换器24-1、第一运算放大器24-2、第一电阻24-3和第二电阻24-4，具体的：数模转换器24-1与第一运算放大器24-2的反相输入端连接，第一运算放大器24-2的同相输入端通过第一电阻24-3连接输入端电压，第一运算放大器24-2的同相输入端通过第二电阻24-4接地，第一运算放大器24-2的反相输入端与第一运算放大器24 -2的输出端连接，第一运算放大器24-2的输出端口与偏流监控电路25连接。

优选的，减法器24还包括第一电容24-5、第三电阻24-6和第四电阻 24-7，具体的：第一电容24-5并联在第一电阻24-3两端，第三电阻24-6 连接在数模转换器24-1和第一运算放大器24-2的反相输入端之间，第四电阻24-7连接在第一运算放大器24-2的反相输入端和输出端之间。

优选的，偏流监控电路25包括模数转换器25-1、第二运算放大器25 -2和偏流监控电阻25-3，具体的：模数转换器25-1和第二运算放大器25 -2的反相输入端连接，第二运算放大器25-2通过偏流监控电阻25-3接地，第二运算放大器25-2的反相输入端和输出端与开关电路连接。

优选的，偏流监控电路25还包括第五电阻25-4和第六电阻25-5，具体的：第五电阻25-4连接在模数转换器25-1和第二运算放大器25-2的反相输入端之间，第六电阻25-5连接在第二运算放大器25-3的输出端和开关电路26之间。

优选的，开关电路26包括第一场效应管26-1、第二场效应管26-2、限流电阻26-3和上拉电阻26-4，具体的：偏流监控电路25的输出端与偏流监控电路25连接，第一场效应管26-1的栅极通过上拉电阻26-4与外部压电源连接，第一场效应管26-1的源极和第二运算放大器25-2的反相输入端通过限流电阻26-3与外部压电源连接，第二场效应管26-2的源极与第一场效应管26-1的漏极连接，第二场效应管26-2的栅极与外部使能信号连接，第二场效应管26-2的漏极作为偏置电流电路23的偏置电流输出口。

优选的，光探测器31包括雪崩光电二极管34和跨阻放大器35，具体的：雪崩光电二极管34的输入端口与光探测器31的输入端口耦合，雪崩光电二极管34的输出端口和跨阻放大器35的输入端口耦合，跨阻放大器 35的输出端口作为光探测器31的输出端口。

优选的，还包括微控制单元40，具体的：微控制单元40的第一引脚通过驱动器22与光模块的金手指连接，微控制单元40的第二引脚与光模块的金手指连接。

优选的，接口单元10包括至少一个电接口11，具体的：电接口11作为光模块的外部电接口，外部输入的电信号由电接口11输入至接口单元1 0，其中，电接口11为25G NRZ电接口。

与现有技术相比，本实用新型实施例的有益效果在于：通过EML激光器和APD光探测器的组合，能够保证的信号长距离传输的稳定，达到比现有光模块传输距离更长、信号稳定性更好、噪声更小的技术效果。进一步的，本实施例提供的光模块通过特定的偏置电流电路的电路设计，在提供偏置电流的基础上，还避免了光模块的漏光；并采用驱动器和MCU双重控制，实现了信号告警与功率告警的结合，提高了光模块的使用稳定性。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述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他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种长距离光模块结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种长距离光模块结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的另一种长距离光模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的长距离光模块偏置电路的电路示意图；

图5是本实用新型实施例提供的另一种长距离光模块结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的另一种长距离光模块中双重告警的流程图；

图7是本实用新型实施例提供的长距离光模块在通信系统中集成方式示意图；

其中，附图标记如下：

10：接口单元，11：电接口，

20：光发射单元，21：激光器，22：驱动器，23：偏置电流电路，

24：减法器，24-1：数模转换器，24-2：第一运算放大器,24-3：第一电阻：24-4：第二电阻，24-5：第一电容，24-6：第三电阻，24-7：第四电阻，

25：偏流监控电路，25-1：模数转换器，25-2：第二运算放大器，25 -3：偏流监控电阻，25-4：第五电阻，25-5：第六电阻，

26：开关电路，26-1：第一场效应管，26-2：第二场效应管，26-3：限流电阻，26-4：上拉电阻，

30：光接收单元，31：光探测器，32：限幅放大器，33：时钟数据恢复，34：雪崩光电二极管，35：跨阻放大器，

40：微控制单元，

50：分波器，60：合波器。

【具体实施方式】

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型是一种特定功能系统的体系结构，因此在具体实施例中主要说明各结构模组的功能逻辑关系，并不对具体软件和硬件实施方式做限定。

此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。下面就参考附图和实施例结合来详细说明本实用新型。

实施例1：

在5G长距离信号传输的场景中，现有的光模块存在色散大、信号稳定性差等问题，影响了通信带宽的提升。本实施例提供了一种基于SFP28的长距离光模块来满足5G前传中长距离光模块需求问题。

下面结合图1说明本实用新型提供的长距离光模块的具体结构：

光模块包括：接口单元10、光发射单元20和光接收单元30。电信号转换为光信号时，接口单元10使用电接口11作为外部电接口。光模块通过电接口11接入电信号后，将电信号加载到光发射单元20中的驱动器(Diver)22，驱动器22对其电压电流进行放大，同时驱动器22对电压电流信号的时钟数据进行恢复以减少抖动，驱动器22放大后的电压电流信号驱动激光器21，发出相应零色散波长的光信号，输出给外部光输出端口TX。光信号转换为电信号时，光接收单元30的光输入端口RX接收到光纤传输光信号，通过光探测器31内部的雪崩光电二极管34转换成电流信号，再通过跨阻放大器(trans-impedance amplifier，简写为TIA)35 将电流信号转换为电压信号，再经过限幅放大器(limiting amplifier，简写为LA)将信号放大后，通过时钟数据恢复(Clock and Data ReCover y，简写为CDR)33将电信号输出至外部。

光模块的接口单元10连接外部单元，将外部电信号输出至光发射单元20。接口单元10具体包括至少一个电接口11，电接口11作为光模块的外部电接口，外部电信号由电接口11输入至接口单元10。

为了提升现网10G光模块的传输性能，可以使用25G、50G、100G的接口。相对于50G系统，25G SFP28光模块可以用2条光纤通道达到50G 的传输速率，但有更佳的均用成本；相比100G系统，25G光模块具有更低的功耗。在本实施例的优选方案中，电接口11使用25G NRZ电接口，能够收发25G高速NRZ编码电信号，在提升光模块性能的同时，使光模块具有较低的功耗和性能。在优选方案中，使用25G NRZ作为光模块的电接口，25G SFP28光模块的最佳输入/输出(I/O)性能和光纤容量是4G现网10G光模块以太网性能的2.5倍，具有更高的端口密度和较少的交换机和线缆数量，有着更匹配5G的性能优势；在需要更高带宽的场合可以通过多个25G光模块组合使用满足更高的性能需求，使用场合更广泛，使用更灵活；另一方面，25G光模块相对于50G和100G系统成本和功耗更低。

光发射单元20将接口单元10处理后的电信号转化为高速光信号并将其输出。光发射单元20的输入端口与接口单元10的第一端口连接，外部电信号经接口单元10的第一端口输入光发射单元20中，光发射单元20 的光输出端口作为光模块的外部光输出端口，光发射单元20通过光输出端口向外部输出与电信号对应的光信号。

具体的，光发射单元20包括：激光器21、驱动器(Diver)22和偏置电流电路23。驱动器22的信号输入接口作为光发射单元20的输入接口，与接口单元10的第一端口连接，驱动器22的信号输出接口与激光器 21的输入接口连接，激光器21的输出接口作为光发射单元20的光输出端口，偏置电流电路23与驱动器22的偏置电流端口连接。驱动器22将接收的电信号放大后输出给激光器21，激光器21将电信号转换为光信号。

光接收单元30将接收到的高速光信号转化为高速电信号输入光模块内部，再经接口单元10的电接口11输出。光接收单元30的光输入端口作为光模块的外部光输入端口，外部光信号经光输入端口进入光接收单元 30，光接收单元30的输出端口与接口单元10的第二端口连接，光接收单元30通过输出端口向接口单元10输出与外部光信号对应的电信号。

本实施例中，激光器21使用电吸收调制激光器(Electlro-absorpti onModulated Laser,简写为EML)，使用电吸收调制激光器能够减小色散代价和啁啾。

如图1所示，光接收单元20具体包括：光探测器31、放大器32和C DR 33。光探测器31的输入端口作为光接收单元20的光输入端口，光探测器31的输出端口与放大器32的输入端口连接，光探测器31通过输出端口向放大器32输出与外部光信号对应的电信号，放大器32的输出端口与时钟数据恢复33的输入端口连接，时钟数据恢复33的输出端口作为光接收单元30的输出端口。接收单元20中光探测器31接收到光信号后将其转换化为电信号，再通过限幅放大器32将信号进行放大处理，然后通过CDR 33进行数据信号的时钟恢复，最后对光信号进行输出。在本实施例中，在光接收单元中增加CDR 33，能够减小信号的抖动，提高信号传输精度。

进一步的，本实施例中，光探测器31为APD光探测器，使用APD光探测器可以提高光探测的灵敏度。具体的，如图2所示，光探测器31具体包括雪崩光电二极管34和跨阻放大器35。雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode，简写为APD)34的输入端口与光探测器31的输入端口耦合，雪崩光电二极管34的输出端口和跨阻放大器35的输入端口耦合，跨阻放大器35的输出端口作为31的输出端口。光信号通过APD转化为电流信号，再通过TIA转化为电压信号，APD由于其雪崩效应接收灵敏度也大大提高，为接收长距离传输信号提供保障。

在本实施例中，通过EML激光器和APD光探测器的共同使用，能够保证的信号长距离传输的稳定，达到比现有光模块传输距离更长、信号稳定性更好、噪声更小的技术效果。

进一步的，光模块在实际使用时，接收上报有分段式补偿功能，由于 APD的接收光功率在不同的温度下为非线性的，需要在-40°-0°、0°-5 0°、50°-85°三个不同温度段分别设定不同的补偿系数，具体使用中，可以通过在不同温度段的多点温度和接收上报测试，通过最小二乘法曲线拟合，得到每个温度段的补偿系数。

另一方面，如图3所示，光发射单元20内有偏置电流电路23，给激光器21提供一个可调的稳定的偏置电流，使激光器21发射光的光功率稳定，保证传输数据的质量和效率。偏置电流电路23具体包括减法器24、偏流监控电路25和开关电路26，实现了一种可用数字控制调节的微电流源电路。使用本实施例提供的偏置电流电路23，相对于现有的偏置电路，不仅能够提供偏置电流调控功能，还能提供电流监控的功能。

具体的，如图4所示，为偏置电流电路23的一种可用的实现形式。以下以图4中的电路结构为例，阐述本实施例提供的偏置电流电路23的工作原理。在实际实施中，也可以根据实际需要，按照本实施例阐述的工作原理，对具体的电路结构进行调整。

减法器24包括数模转换器24-1，第一运算放大器24-2、第一电阻24 -3和第二电阻24-4，具体的，数模转换器24-1与第一运算放大器24-2 的反相输入端连接，第一运算放大器24-2的同相输入端通过第一电阻24- 3连接输入端电压，第一运算放大器24-2的同相输入端通过第二电阻24- 4接地，第一运算放大器24-2的反相输入端与第一运算放大器24-2的输出端连接，第一运算放大器24-2的输出端口与偏流监控电路25连接，第一运算放大器24-2的负向输入端与地线耦合。数模转换器24-1将输入电压输出到第一运算放大器24-2的反相输入端，而第一运算放大器24-2的同相输入端通过第一电阻24-3和第二电阻24-4分压。在第一电阻24-3 的电阻值为R1，第二电阻24-4的电阻值为R2的情况下，将同相输入电压偏置在VCC*R1/(R1+R2)。当第一电阻24-3和第二电阻24-4的阻值相同时，第一运算放大器24-2的同相输入端电压为VCC/2。同时，将第一运算放大器24-2的输出端电压反馈到第一运算放大器24-2反相输入端，形成一个减法器，得到第一运算放大器24-2的输出电压为VCC-VBIAS。在实际使用中，减法器24中还可以包括第一电容24-5、第三电阻24-6和第四电阻24-7。第一电容24-5并联在第一电阻24-3两端，第三电阻24-6连接在数模转换器24-1和第一运算放大器24-2的反相输入端之间，第四电阻 24-7连接在第一运算放大器24-2的反相输入端和输出端之间。第一电容 24-5用于过滤第一运算放大器24-2输入端的噪声，避免噪声被放大到第一运算放大器24-2的输出端，导致电流不稳定。

偏流监控电路25包括模数转换器25-1、第二运算放大器25-2和偏流监控电阻25-3。模数转换器25-1和第二运算放大器25-2的反相输入端连接，第二运算放大器25-2通过偏流监控电阻25-3接地，第二运算放大器 25-2的反相输入端和输出端与开关电路连接。偏流监控电路25通过偏流监控电阻25-3对偏置电流进行调控。进一步的，偏流监控电路25还包括第五电阻25-4和第六电阻25-5。第五电阻25-4连接在模数转换器25-1 和第二运算放大器25-2的反相输入端之间，第六电阻25-5连接在第二运算放大器25-2的输出端和开关电路26之间。

开关电路26包括第一场效应管26-1、第二场效应管26-2、限流电阻 26-3和上拉电阻26-4。偏流监控电路25的输出端与第一场效应管26-1 的栅极连接，第一场效应管26-1的源极和第二运算放大器25-2的反相输入端通过限流电阻26-3与外部压电源连接，第一场效应管26-1的栅极通过上拉电阻26-4与外部压电源连接，第二场效应管26-2的源极与第一场效应管26-1的漏极连接，第二场效应管26-2的栅极与外部使能信号连接，第二场效应管26-2的漏极作为偏置电流电路23的偏置电流输出口。第一运算放大器24-2的输出连接到第二运算放大器25-2的同相输入端，而第二运算放大器25-2的反相输入端通过限流电阻26-3连接到VCC，同时也接到第一场效应管26-1的源极，第二运算放大器25-2输出端通过第六电阻25-5连到第一场效应管26-1的栅极，用来控制第一场效应管26-1 的导通和关断。同时，增加一个上拉电阻26-4到VCC，保证打开电压源时，上拉电阻26-4的Vgs电压大于上拉电阻26-4的阈值电压，这样可以保证第一场效应管26-1的导通。根据运算放大器的虚短、虚断特性，流经第二运算放大器25-2输入端的电流相比流过限流电阻26-3的电流非常小，可以认为流过限流电阻26-3的电流等于流过负载的电流。当限流电阻26-3的电流值为R3，加在限流电阻26-3两端的电压为VBIAS时，偏置电流电路23输出的电流值可近似为VBIAS/R3。

偏置电流电路23开始工作前，外部使能信号(Enable)输入一个高电平，第二场效应管26-2关闭，电路的输出电流I_out为0。第二运算放大器25-2的同相输入端电压为VCC-BIAS，反相输入端的电压为VCC，输出电压为0。当Enable输入一个低电平时，第二场效应管26-2导通，偏置电流电路23开始工作，流经上拉电阻26-4的电流逐渐增大，直到运放第二运算放大器25-2的反相输入端电压等于同相输入端电压，电流保持稳定，当上拉电阻26-4的电阻值为R4时，输出的电流为VBIAS/R4,如果电流超过VBIAS/R4，第二运算放大器25-2的反相输入电压会小于同相输入电压，输出一个高电压VCC，第一场效应管26-1关断。如果电流I_out 小于VBIAS/R4,第二运算放大器25-2的反相输入电压会大于同相输入电压，给第一场效应管26-1提供一个很大的Vgs，由于场效应管的特性，Id 是Vgs的函数，当Vgs变大时，Id也会变大，流过场效应管的电流将会稳定，电流的大小为VBIAS/R4。

进一步的，在光模块的实际使用中，光器件会存在微弱的暗电流，即使偏置电路23没有电流输出，也会有很小光的发出，产生漏光现象，提高功耗，降低光模块的使用寿命。第二场效应管26-2的源极连接第一场效应管26-1的漏极，输入信号Enable连接第一场效应管26-1的栅极，第一场效应管26-1的漏极则直接连接到负载。当Enable为高电平VCC 时，第一场效应管26-1不导通，当Enable为低电平0时，第一场效应管 26-1导通，从而控制电源VCC的开关。在本实施例中，通过第二场效应管26-2的关断，使得光模块能完全关断，避免了漏光现象。

使用上述的偏置电流电路23，能够通过硬件电路自动完成激光器21 的偏置电流调控，并通过外部Enable信号完成光模块的出光电流开关功能。

为了在光模块工作异常时进行告警，如图5所示，本实施例提供的光模块还包括微控制单元(Microcontroller Unit，简写为MCU)40，即单片机。微控制单元40的第一引脚通过驱动器22与光模块的金手指连接，微控制单元40的第二引脚与光模块的金手指连接，MCU40通过IIC接口与时钟数据恢复33连接。增加MCU后，本实施例提供的光模块能够通过M CU和Drive双重控制，提供信号告警与功率告警相结合的告警方式。

(1)当光模块在接收光功率大于-24db时为功率告警方式，MUC的带中断功能的引脚做为RX_LOS直接与金手指的RX_LOS引脚相连，RX_LOS输出低电平。

(2)在模块接收光功率小于-27db时为信号告警方式，MCU带中断功能的引脚作为RX_LOS连到DRIVE 22的RX_LOS引脚，再与金手指上的RX_ LOS引脚相连。

(3)-24dBm至-27dBm为滞回区间。使用双重告警方式能够满足不同情况下的告警需求，提高光模块的运行稳定性，避免因告警不及时导致的通信故障。

其中，RX_LOS为CDR 33的LOS输出，当RX_LOS为低时光模块不告警，当RX_LOS为高时光模块告警。当RX_POWER小于-21db大于-24db 时，CDR 33的极性状态保持之前的状态不变，RX_LOS的输出方式也保持不变。

双重告警的具体图过程如图6所示，可以通过以下步骤实现。

步骤101：MCU 36通过IIC读取CDR 33的LOS状态。

步骤102：判断CDR 33的LOS是否为1。若不为1，转步骤103；若为1，转步骤104。

步骤103：MCU 36通过IIC设置CDR 33的寄存器和CDR 33的LOS极性为高，RX_LOS为低。

步骤104：MCU 36读取CDR 33的RX_POWER。

步骤105：判断PX_POWER是否大于等于-21db。若是，转步骤106；若否，转步骤107。

步骤106：MCU 36设置CDR 33的LOS极性为低，RX_LOS为低。

步骤107：判断RX_POWER是否小于等于-24db。若是，转步骤108。

步骤108：MCU 36设置CDR 33的LOS极性为高。

通过步骤101-步骤108，可以同时通过CDR 33的LOS状态和RX_POWE R的值判断光模块是否正常工作，并在出现故障时进行告警。

在本实施例的具体使用中，可以通过基于以太网的波分复用(LAN WD M，简写为LWDM)技术，将单个光模块带宽进行扩展。LWDM是800GHz的通道间隔，从已有的8波扩展到12波，其通道间隔与200-800GHz，此范围介于DWDM(100GHz、50GHz)和CWDM(约3THz)之间，同时LWDM采用了位于0-band范围的12个波长，间隔为4nm，这些波长的位于零色散附件，色散小，稳定性好，可用于长距离的传输。同时，该方案还适用于一些短波DWDM的波长，如：1290.81nm、1289.15nm、1295.83nm、1295.00n m、1296.68nm、1283.35nm等。

具体的，如图7所示，可以使用分波器50和合波器60对多个本实施例提供的长距离光模块进行组合，以进一步提高带宽。在有源天线单元(A ctive Antenna Unit，简写为AAU)部分电信号通过本实施例提供的长距离光模块转化为不同波长的光信号，通过合波器将不同波长的光信号合在一起通过光纤传输，在分布单元(Distributed Unit，简写为DU)的前端会有分波器将合成的光信号分成不同波长的光信号，再通过长距离光模块进行接收，然后转化为电信号进行输入。通过该方式，能够将光模块的带宽成倍提升。使用优选方案的25G光模块的情况下，能够在均用成本和功耗更低的情况下提供与50G、100G光模块相同的以太网性能。

本实施例提供的光模块适用于WDM前传承载方案，能够提供高带宽的长距离信号传输，并能够通过多个光模块的分波/合波进行带宽扩展。在优选方案中，利用独立的偏置电流电路来保证光功率的稳定，再通过EML和L WDM技术保证模块在长距离传输的信号质量完整，同时极大的节省了光纤资源和机房成本。另一方面，本实施例提供的光模块采用信号告警与功率告警相结合的告警方式，满足了不同情况下的告警需求，并通过最小二乘法对APD的接收上报进行分段补偿，保证工业级温度条件中全时段的接收上报精准。

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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长距离光模块，包括接口单元(10)、光发射单元(20)和光接收单元(30)，其特征在于：

光发射单元(20)包括激光器(21)、驱动器(22)和偏置电流电路(23)，驱动器(22)的信号输入接口与接口单元(10)的第一端口连接，驱动器(22)的信号输出接口与激光器(21)的输入接口连接，激光器(21)的输出接口作为光发射单元(20)的光输出端口，偏置电流电路(23)与驱动器(22)的偏置电流端口连接，其中，激光器(21)为EML激光器；

光接收单元(30)包括：光探测器(31)、放大器(32)和时钟数据恢复(33)，光探测器(31)的输入端口与放大器(32)的输入端口连接，光探测器(31)通过输出端口向放大器(32)输出与外部光信号对应的电信号，放大器(32)的输出端口与时钟数据恢复(33)的输入端口连接，时钟数据恢复(33)的输出端口作为光接收单元(30)的外部输出端口，其中，光探测器(31)为APD光探测器。

2.根据权利要求1所述的长距离光模块，其特征在于，所述偏置电流电路(23)包括减法器(24)、偏流监控电路(25)和开关电路(26)，具体的：

减法器(24)与偏流监控电路(25)的第一输入端口连接，开关电路(26)与偏流监控电路(25)的第二输入端口和输出端口连接。

3.根据权利要求2所述的长距离光模块，其特征在于，所述减法器(24)包括数模转换器(24-1)、第一运算放大器(24-2)、第一电阻(24-3)和第二电阻(24-4)，具体的：

数模转换器(24-1)与第一运算放大器(24-2)的反相输入端连接，第一运算放大器(24-2)的同相输入端通过第一电阻(24-3)连接输入端电压，第一运算放大器(24-2)的同相输入端通过第二电阻(24-4)接地，第一运算放大器(24-2)的反相输入端与第一运算放大器(24-2)的输出端连接，第一运算放大器(24-2)的输出端口与偏流监控电路(25)连接。

4.根据权利要求3所述的长距离光模块，其特征在于，所述减法器(24)还包括第一电容(24-5)、第三电阻(24-6)和第四电阻(24-7)，具体的：

第一电容(24-5)并联在第一电阻(24-3)两端，第三电阻(24-6)连接在数模转换器(24-1)和第一运算放大器(24-2)的反相输入端之间，第四电阻(24-7)连接在第一运算放大器(24-2)的反相输入端和输出端之间。

5.根据权利要求2所述的长距离光模块，其特征在于，所述偏流监控电路(25)包括模数转换器(25-1)、第二运算放大器(25-2)和偏流监控电阻(25-3)，具体的：

模数转换器(25-1)和第二运算放大器(25-2)的反相输入端连接，第二运算放大器(25-2)通过偏流监控电阻(25-3)接地，第二运算放大器(25-2)的反相输入端和输出端与开关电路连接。

6.根据权利要求5所述的长距离光模块，其特征在于，所述偏流监控电路(25)还包括第五电阻(25-4)和第六电阻(25-5)，具体的：

第五电阻(25-4)连接在模数转换器(25-1)和第二运算放大器(25-2)的反相输入端之间，第六电阻(25-5)连接在第二运算放大器(25-2)的输出端和开关电路(26)之间。

7.根据权利要求2所述的长距离光模块，其特征在于，所述开关电路(26)包括第一场效应管(26-1)、第二场效应管(26-2)、限流电阻(26-3)和上拉电阻(26-4)，具体的：

偏流监控电路(25)的输出端与开关电路(26)连接，第一场效应管(26-1)的栅极通过上拉电阻(26-4)与外部压电源连接，第一场效应管(26-1)的源极和第二运算放大器(25-2)的反相输入端通过限流电阻(26-3)与外部压电源连接，第二场效应管(26-2)的源极与第一场效应管(26-1)的漏极连接，第二场效应管(26-2)的栅极与外部使能信号连接，第二场效应管(26-2)的漏极作为偏置电流电路(23)的偏置电流输出口。

8.根据权利要求1所述的长距离光模块，其特征在于，所述光探测器(31)包括雪崩光电二极管(34)和跨阻放大器(35)，具体的：

雪崩光电二极管(34)的输入端口与光探测器(31)的输入端口耦合，雪崩光电二极管(34)的输出端口和跨阻放大器(35)的输入端口耦合，跨阻放大器(35)的输出端口作为光探测器(31)的输出端口。

9.根据权利要求1所述的长距离光模块，其特征在于，还包括微控制单元(40)，具体的：

微控制单元(40)的第一引脚通过驱动器(22)与光模块的金手指连接，微控制单元(40)的第二引脚与光模块的金手指连接。

10.根据权利要求1所述的长距离光模块，其特征在于，所述接口单元(10)包括至少一个电接口(11)，具体的：

电接口(11)作为光模块的外部电接口，外部输入的电信号由电接口(11)输入至接口单元(10)，其中，电接口(11)为25G NRZ电接口。

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