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CN101814947A - 一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法 - Google Patents

一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法 Download PDF

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CN101814947A CN201010131226A CN201010131226A CN101814947A CN 101814947 A CN101814947 A CN 101814947A CN 201010131226 A CN201010131226 A CN 201010131226A CN 201010131226 A CN201010131226 A CN 201010131226A CN 101814947 A CN101814947 A CN 101814947A
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Inventor
刘圣
吴艳林
胡友谊
施高鸿
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Innolight Technology Suzhou Ltd
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Innolight Technology Suzhou Ltd
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Abstract

本发明涉及新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，包括光发射单元、光接收单元、供电单元、数字诊断单元和20PIN电接口单元，供电单元分别与光发射单元、光接收单元、数字诊断单元和20PIN电接口单元连接，提供电源输入；光发射单元与20PIN电接口单元连接，将输入的电信号转换成光信号输出；光发射单元与数字诊断单元连接，提供光监测信号；光接收单元与20PIN电接口单元连接，将输入的光信号转换成电信号输出；光接收单元与数字诊断单元连接，提供光监测信号；数字诊断单元与20PIN电接口单元连接，提供数字诊断信号到远程通讯设备。该6G 2km SFP光模块，其电路结构简单、集成度高、体积小、功耗低，具有高速光电转换的功能，满足LTE光传输网络市场发展需求。

Description

一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法
技术领域
本发明涉及一种应用于LTE光传输网络中的光收发模块，尤其涉及一种新型的6G 2km SFP(Small Form-factor Pluggables，小封装可热插拔)光模块的设计方法，属于光通信技术领域。
背景技术
3GPP长期演进LTE(Long Term Evolution)项目是近两年来3GPP启动的最大的新技术研发项目，这种以OFDM/FDMA为核心的技术可以被看作“准4G”技术。3GPP LTE项目的主要性能目标包括：在20MHz频谱带宽能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小区边缘用户的性能；提高小区容量；降低系统延迟，用户平面内部单向传输时延低于5ms，控制平面从睡眠状态到激活状态迁移时间低于50ms，从驻留状态到激活状态的迁移时间小于100ms；支持100Km半径的小区覆盖；能够为350Km/h高速移动用户提供＞100kbps的接入服务；支持成对或非成对频谱，并可灵活配置1.25MHz到20MHz多种带宽。为了达到这些目标，无线接口和无线网络架构的演进同样重要，而光模块作为网络架构中的关键器件就显得尤其重要。
传统的光模块均不适用于LTE网络，低速率模块性能指标不能满足要求，而高速率模块成本过高，因此开发一种适用于LTE网络的光模块，具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种集成度高、电路结构简单、功耗低、性价比高的6G 2km SFP光模块的设计方法，以满足LTE光传输网络发展的需求。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，特点是：所述6G 2km SFP光模块包括光发射单元、光接收单元、供电单元、数字诊断单元和20PIN电接口单元，其中，所述供电单元分别与光发射单元、光接收单元、数字诊断单元和20PIN电接口单元连接，提供电源输入；光发射单元与20PIN电接口单元连接，将输入的电信号转换成光信号输出；光发射单元与数字诊断单元连接，提供光监测信号；光接收单元与20PIN电接口单元连接，将输入的光信号转换成电信号输出；光接收单元与数字诊断单元连接，提供光监测信号；数字诊断单元与20PIN电接口单元连接，提供数字诊断信号到远程通讯设备。
进一步地，上述的一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，其中，所述光发射单元包括激光发射光学组件和激光驱动器，激光驱动器接收从20PIN电接口输入的数字电信号，并调制放大处理，送入激光发射光学组件，激光发射光学组件将输入的数字电信号转换成光信号送至光纤传输系统；
所述光接收单元包括激光接收光学组件和限幅放大器，激光接收光学组件接收从光纤传输系统传来的光信号，并将其转换成数字电信号，一级放大后输出送入限幅放大器，限幅放大器将数字电信号二级放大后输出至20PIN电接口，并对数字电信号监测和判决；
所述供电单元包括电源控制器，控制各功能单元的电源开启和关闭；
所述数字诊断单元包括外部存储器和MCU处理器，外部存储器存储模块信息和用户信息，MCU处理器采集和处理模块功能监测数据。
更进一步地，上述的一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，其中，所述光发射单元还包括数模转换器，数模转换器将MCU处理器输出的数字电压信号转换成模拟电压信号，送入激光驱动器，激光驱动器将模拟电压信号转换成电流信号送入激光发射光学组件驱动其发出光信号。
本发明技术方案突出的实质性特点和显著的进步主要体现在：
本发明6G 2km SFP光模块设计新颖，电路结构简单、集成度高、体积小、功耗低，性能优越，具有高速光电转换的功能，勘称是集新颖性、创造性、实用性于一体的新设计，适于大规模量产，满足LTE光传输网络市场发展需求。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
图1：本发明6G 2km SFP光模块功能框图；
图2：本发明6G 2km SFP光模块的结构框图；
图3：本发明6G 2km SFP光模块的原理框图。
图中各附图标记的含义见下表：
  附图标记 含义   附图标记 含义   附图标记 含义
1 光发射单元 101   激光发射光学组件 102 激光驱动器
103 数模转换器 2 光接收单元 201   激光接收光学组件
  202   限幅放大器   3   供电单元   301   电源控制器
  4   数字诊断单元   401   外部存储器   402   MCU处理器
5   20PIN电接口单元
具体实施方式
如图1所示，一种新型的6G 2km SFP光模块，包括光发射单元1、光接收单元2、供电单元3、数字诊断单元4和20PIN电接口单元5，供电单元3分别与光发射单元1、光接收单元2、数字诊断单元4和20PIN电接口单元5连接，提供电源输入；光发射单元1与20PIN电接口单元5连接，用于将输入的电信号转换成光信号输出；光发射单元1与数字诊断单元4连接，提供光监测信号；光接收单元2与20PIN电接口单元5连接，用于将输入的光信号转换成电信号输出；光接收单元2与数字诊断单元4连接，提供光监测信号；数字诊断单元4与20PIN电接口单元5连接，提供数字诊断信号到远程通讯设备。
如图2、图3所示，光发射单元1包括激光发射光学组件101、激光驱动器102和数模转换器103，激光驱动器102接收从20PIN电接口5输入的数字电信号，并进行调制放大处理，送入激光发射光学组件101，激光发射光学组件101将输入的数字电信号转换成光信号送至光纤传输系统；数模转换器103的通讯口与MCU处理器相连，数模转换器103将MCU处理器402输出的数字电压信号转换成模拟电压信号，送入激光驱动器102，激光驱动器102将模拟电压信号转换成电流信号送入激光发射光学组件101驱动其发出光信号。激光发射光学组件101包括激光二极管LD和监视光电二极管PD，激光二极管LD用于产生激光，监视光电二极管PD用于监视激光二极管LD的发光强度。
光接收单元2包括激光接收光学组件201和限幅放大器202，激光接收光学组件201接收从光纤传输系统传来的光信号，并将其转换成数字电信号，进行一级放大后输出送入限幅放大器202，限幅放大器202将数字电信号进行二级放大后输出至20PIN电接口5，并对数字电信号进行监测和判决。
供电单元3包括电源控制器301，控制各功能单元的电源开启和关闭，电源控制器301由场效应管及外围电路组成，其场效应管的栅极通过电阻元件与MCU处理器的I/O口相连，通过MCU处理器控制光模块的电源开启和关闭。
数字诊断单元4包括外部存储器401和MCU处理器402，外部存储器401存储模块信息和用户信息，MCU处理器402采集和处理模块功能监测数据，MCU处理器402用于对光模块的信号进行检测，对激光器偏置电流进行控制，控制供电电压的开启和对工作温度的检测，进行数据采集和处理，送至远程计算机和监控系统。其中MCU处理器402采用先进的低功耗的微处理器，内部集成了存储器、AD转换器、通讯模块和数据处理模块，AD转换器用于进行温度检测，通讯模块用于与外部系统进行通讯，数据处理模块用于通过对信号进行数据处理对光发射电路进行控制。
具体应用时，外部电调制信号由20PIN电接口5进入光模块，送至激光驱动器102，经过激光驱动器102驱动处理后送至激光发射光学组件101，数模转换器103提供电压信号给激光驱动器102以产生相应的偏置电流和调制电流，使激光发射光学组件101发光并监控其发光强度和工作状态，激光发射光学组件101产生的光信号通过光纤送至光网络。另一方面，外部光网络的光信号通过光纤传输至激光接收光学组件201，经过光电转换，限幅放大器202放大处理，电信号直接由光模块20PIN电接口5送至外部系统。另外，MCU处理器402通过其I/O输入输出端口对光模块发射信号和接收信号、供电电压和工作温度进行数据采集；AD转换器对模块信号进行数据转换，对供电压和工作温度进行检测，通讯模块实现与远程计算机和监控系统数据交互，数据处理模块对采集的信号进行数据处理，以对模块进行控制和与远程计算机进行数据通讯。外部储存器401用于数据存储，数字诊断单元4主要为光模块提供数字诊断功能，使其符合SFF-8472协议标准。
综上所述，本发明6G 2km SFP光模块性能优越，电路结构简单、集成度高、体积小、功耗低，具有高速光电转换的功能，勘称是集新颖性、创造性、实用性于一体的设计，适于大规模量产，满足LTE光传输网络市场发展需求。
需要理解到的是：以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，其特征在于：所述6G2km SFP光模块包括光发射单元(1)、光接收单元(2)、供电单元(3)、数字诊断单元(4)和20PIN电接口单元(5)，其中，所述供电单元(3)分别与光发射单元(1)、光接收单元(2)、数字诊断单元(4)和20PIN电接口单元(5)连接，提供电源输入；光发射单元(1)与20PIN电接口单元(5)连接，将输入的电信号转换成光信号输出；光发射单元(1)与数字诊断单元(4)连接，提供光监测信号；光接收单元(2)与20PIN电接口单元(5)连接，将输入的光信号转换成电信号输出；光接收单元(2)与数字诊断单元(4)连接，提供光监测信号；数字诊断单元(4)与20PIN电接口单元(5)连接，提供数字诊断信号到远程通讯设备。
2.根据权利要求1所述的一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，其特征在于：所述光发射单元(1)包括激光发射光学组件(101)和激光驱动器(102)，激光驱动器(102)接收从20PIN电接口(5)输入的数字电信号，并调制放大处理，送入激光发射光学组件(101)，激光发射光学组件(101)将输入的数字电信号转换成光信号送至光纤传输系统；
所述光接收单元(2)包括激光接收光学组件(201)和限幅放大器(202)，激光接收光学组件(201)接收从光纤传输系统传来的光信号，并将其转换成数字电信号，一级放大后输出送入限幅放大器(202)，限幅放大器(202)将数字电信号二级放大后输出至20PIN电接口(5)，对数字电信号监测和判决；
所述供电单元(3)包括电源控制器(301)，控制各功能单元的电源开启和关闭；
所述数字诊断单元(4)包括外部存储器(401)和MCU处理器(402)，外部存储器(401)存储模块信息和用户信息，MCU处理器(402)采集和处理模块功能监测数据。
3.根据权利要求2所述的一种新型的6G 2km SFP光模块的设计方法，其特征在于：所述光发射单元(1)还包括数模转换器(103)，数模转换器(103)将MCU处理器(402)输出的数字电压信号转换成模拟电压信号，送入激光驱动器(102)，激光驱动器(102)将模拟电压信号转换成电流信号送入激光发射光学组件(101)驱动其发出光信号。
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