一種基於XFP長距離傳輸的光模塊的製作方法

2023-10-06 03:52:24 2

本發明涉及光模塊收發系統，特別涉及一種基於XFP長距離傳輸的光模塊。

背景技術：

現有的10G XFP長距離模塊都是採用成本昂貴的日本或美國進口的1550nm製冷型雷射器,雷射器驅動電路的方案也是成本比較高的製冷型雷射器專用驅動電路。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是提供一種基於XFP長距離傳輸的光模塊，在保證傳輸距離的情況下，降低整體光模塊的成本。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種基於XFP長距離傳輸的光模塊，包括殼體，所述殼體內設置有主晶片、分布式反饋雷射器、光接收組件和MCU控制器；所述光接收組件包括:雪崩光電二極體和跨阻放大器；所述主晶片內集成有均衡器、第一時鐘數據恢復電路、限幅放大器、分布式反饋雷射器驅動器和第二時鐘數據恢復電路；所述均衡器、第一時鐘數據恢復電路和所述分布式反饋雷射器驅動器依次連接，所述分布式反饋雷射器驅動器與所述分布式反饋雷射器電連接；所述雪崩光電二極體、所述跨阻放大器、所述限幅放大器和所述第二時鐘數據恢復電路依次連接；所述MCU控制器與所述主晶片、分布式反饋雷射器和光接收組件分別連接。

本發明的有益效果是：本發明採用分布式反饋雷射器替代先用成本昂貴的製冷型雷射器，並根據需要替換雷射器驅動器，且傳輸距離也可以達到60km，在保證傳輸距離的情況下降低整體光模塊成本，而且降低了設計的複雜度減少了器件的數量，降低了製作工藝難度。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述主晶片內還集成有自動功率控制電路，所述自動功率控制電路與所述分布式反饋雷射器電連接。

採用上述進一步方案的有益效果是：通過自動功率控制電路對分布式反饋雷射器驅動器發出的雷射器偏置電流進行控制，避免雷射器偏置電流波動使雷射器的功率不穩，而導致的雷射器溫度升高。

進一步，所述殼體內還設置有電源裝置，所述電源裝置包括：3.3V電源和5V電源，所述電源裝置通過MCU控制器分別與所述主晶片、光發射組件、光接收組件電連接。

採用上述進一步方案的有益效果是：電源裝置在為各個部件供電時，按照預定順序依次進行加電，以保護本發明在熱插拔的時候不會因電壓突變收到損傷。

進一步，所述MCU控制器還與上位機通信連接。

採用上述進一步方案的有益效果是：MCU控制器與各個部件連接，獲取雷射器溫度值、驅動器發出的偏置電流、調製電流、雪崩光電二極體接收到的光功率和雪崩光電二極體是否接收到光，並將獲取到的各項數值發送到上位機中進行顯示。

進一步，所述殼體表面設置有數據接口，所述主晶片通過所述數據接口與外接設備連接，所述外接設備包括：交換機。

進一步，所述主晶片的型號為GN2010D。

進一步，所述MCU控制器的型號為ADUC7023。

採用上述進一步方案的有益效果是：採用ADUC7023型號的MCU控制器實現對各個部件的監控。

進一步，分布式反饋雷射器發射的雷射波長的範圍為1310納米-1320納米。

採用上述進一步方案的有益效果是：通過發射波長較長的的雷射進行傳輸，減少雷射的損耗，提高傳輸效率。

進一步，所述分布式反饋雷射器驅動器的功率為1W。

採用上述進一步方案的有益效果是：傳統的製冷型雷射器專用驅動電路功耗是2W,而採用分布式反饋雷射器進行光電轉換進行數據傳輸，其驅動器功耗只有1W。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種基於XFP長距離傳輸的光模塊連接示意圖；

圖2為本發明另一實施例提供的一種基於XFP長距離傳輸的光模塊自動功率控制電路與分布式反饋雷射器連接示意圖；

圖3為本發明另一實施例提供的一種基於XFP長距離傳輸的光模塊中電源裝置通過MCU控制器與主晶片、光發射組件和光接收組件連接示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

如圖1所示，一種基於XFP長距離傳輸的光模塊，包括殼體，所述殼體內設置有主晶片、光發射組件、分布式反饋雷射器和MCU控制器；所述光接收組件包括:雪崩光電二極體和跨阻放大器；所述主晶片內集成有均衡器、第一時鐘數據恢復電路、限幅放大器、分布式反饋雷射器驅動器和第二時鐘數據恢復電路；所述均衡器、第一時鐘數據恢復電路和所述分布式反饋雷射器驅動器依次連接，所述分布式反饋雷射器驅動器與所述分布式反饋雷射器電連接；所述雪崩光電二極體、所述跨阻放大器、所述限幅放大器和所述第二時鐘數據恢復電路依次連接；所述MCU控制器與所述主晶片、分布式反饋雷射器和光接收組件分別連接。

所述MCU控制器通過I2C數據總線與所述主晶片連接，來控制和改變主晶片中寄存器的值，通過改變主晶片期存器不同的值來設置主晶片中集成的各個部件的基礎參數值。

如圖2所示，優選的，所述主晶片內還集成有自動功率控制電路，所述自動功率控制電路與所述分布式反饋定雷射器電連接，自動功率控制電路根據分布式反饋雷射器發射的雷射信號光功率，對輸入分布式反饋雷射器的偏置電流進行控制，保證雷射器發射的雷射信號光功率恆定，避免雷射信號光功率波動導致的雷射器溫度升高。自動功率控制電路可以通過兩種方式對分布式反饋雷射機接收的偏置電流進行設置：一、設置主晶片寄存器APC-REG5的第二位APCOVER,將自動功率控制電路的環路和旁路去掉，使自動功率控制電路直接控制偏置電流，二、使自動功率控制電路環路形成閉環負反饋，將自動功率控制電路與主晶片VPHOTO腳反饋的電壓值進行比較，VPHOTO腳反饋的電壓值與分布式反饋雷射器發射的雷射信號光功率成比例關係，通過自動功率控制電路使VPHOTO腳反饋的電壓值穩定在預設值，進而使得反射光功率穩定的設定值。

如圖3所示，優選的，所述殼體內還設置有電源裝置，所述電源裝置包括：3.3V電源和5V電源，所述電源裝置通過MCU控制器分別與所述主晶片、光發射組件、光接收組件電連接，電源裝置在為各個部件上電時，按照預定順序依次進行加電，以保護本發明在熱插拔的時候不會因電壓突變收到損傷。

優選的，所述MCU控制器還與上位機通信連接，MCU控制器與各個部件連接，獲取雷射器溫度值、驅動器發出的偏置電流、調製電流、雪崩光電二極體接收到的光功率和雪崩光電二極體是否接收到光，並將獲取到的各項數值發送到上位機中進行顯示。

優選的，所述殼體表面設置有數據接口，所述主晶片通過所述數據接口與外接設備連接，所述外接設備包括：交換機。

優選的，所述主晶片的型號為GN2010D。

優選的，所述MCU控制器的型號為ADUC7023。

優選的，分布式反饋雷射器發射的雷射波長的範圍為1310納米-1320納米。

優選的，所述分布式反饋雷射器驅動器的功率為1W，使用傳統的製冷型雷射器專用驅動電路功率為2W，根據分布式反饋雷射器選用分布式反饋雷射驅動器的功率更低，減少能耗。

實施例：電信號由主晶片GN2010D的TXDIP腳和TXDIN腳進入，通過均衡器和第一時鐘數據恢復電路對電信號進行整形和定時後，分布式反饋雷射器驅動器根據電信號通過TXDOP腳和TXDON腳輸出偏置電流和調製電流，發送到分布式反饋雷射器，分布式反饋雷射器根據偏置電流和調製電流發射雷射信號，自動功率控制電路根據雷射信號的光功率控制分布式反饋雷射器接收到是偏置電流，進而控制雷射信號的光功率保持恆定；雪崩光電二極體接收雷射信號並將其轉換為電信號，通過跨阻放大器進行預先放大，然後輸出到限幅放大器進行進一步放大，最終通過第二時鐘數據恢復電路將電信號進行數據恢復並通過數據接口傳輸到外接設備。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。