CN102103236B - 一种双通道紧凑小型可插拔光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双通道紧凑小型可插拔光模块，涉及光通信技术，尤其是一种紧凑小型可插拔光收发模块。本发明的技术要点是：采用两组TO56/TO46尺寸芯片封装的传统自由空间耦合光收发模块接口组件，通过软板实现两组光收发模块接口组件与PCB板的信号交换，且两组光收发模块接口组件并行排列安放在模块外壳中。本发明具有成本低、尺寸小、可以灵活满足不同光器件芯片组合的定制化设计需求的优点，主要用于光通信领域的光电信号转换。

Description

一种双通道紧凑小型可插拔光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术，尤其是一种紧凑小型可插拔光收发模块。

背景技术

缩略语定义：

BOSA：(Bi-directional Optical Sub-Assembly)光收发模块接口组件；

CSFP：(Compact Small From-Factor Pluggable)紧凑小型可插拔光模块；

SFP：(Small From-Factor Pluggable)小型可插拔光模块；

MSA：(Multi-Source Agreement)多源协议；

PLC：(Planar optical waveguide)平面光波导；

PCB：(Printed Circuit Board) 印制电路板；

TO38/TO56/TO46：光器件芯片不同机械尺寸的封装形式，其中TO38尺寸较小价格较贵不常用，TO56及TO46为常用的机械尺寸结构。将TO光芯片封装成BOSA后叫光收发模块接口组件。

随着光纤通信的发展，光传输系统对光模块提出了更高的要求。光模块逐渐向低成本、小尺寸、大容量方向发展。为了达到大容量要求和小尺寸的要求，双通道的CSFP收发器实现原来同一外型尺寸下两个通道的双向收发，进而使原来的SFP面板空间得到双倍的利用从而提高了端口利用率。这些高度集成的CSFP/CSFF双向收发器使得网络系统供应商加倍了端口密度，提高了数据吞吐量，从而降低了网络设备成本。双通道CSFP光模块的组成和常规SFP一致，主要包括：机械结构件、双光收发模块接口组件、逻辑控制单元、激光器驱动和限幅放大单元。其中，双光收发模块接口组件的成本占整个CSFP光模块成本的主要组成部分，直接影响了光模块的性能和价格。 

CSFP MSA（Multi Source Agreement）国际联盟定义了采用传统SFP工业标准外型尺寸单通道SFP MSA机械结构需实现双通道数据传输的CSFP光模块。

为了满足小尺寸要求，目前双通道CSFP解决方案一般采用尺寸较小的PLC结构光收发模块接口组件，如图1，或TO38封装的自由空间耦合光收发模块接口组件。

但目前所采用的PLC技术光收发组件存在封装技术要求高，成本较高且设计灵活性差等缺点，同时，该光收发组件生产及销售均有国外企业垄断。另外，采用PLC工艺，激光器和光信号接收端芯片均需安装在光波导的固定位置上，若需改变芯片型号需要对整个光收发模块接口组件进行新研发，不能满足客户定制化要求。

虽然TO38封装的自由空间耦合光收发模块接口组件尺寸较小，但TO38尺寸光芯片不能在常规的SFP及SFF等光模块中使用，这也导致了其价格较高，封装技术不成熟。同时，利用此TO38尺寸封装的BOSA结构也为非常规结构，进一步增加了光模块的成本。

与采用PLC技术和采用TO38封装的光收发模块接口组件相比，采用传统TO56/TO46尺寸芯片封装的自由空间耦合光收发组件，广泛应用于SFP等常规光模块生产，但对于双通道数据传输的CSFP，采用该技术封装出来的光收发模块接口组件具有结构尺寸较大且光接收端芯片引脚无法直接与PCB连接的缺点，且即使能直接与PCB连接也将存在部分高速信号线无法匹配情况。

发明内容

考虑到TO56/TO46尺寸芯片封装的传统自由空间耦合光收发模块接口组件，其芯片尺寸及其封装工艺均很成熟，可以满足客户不同光器件芯片组合的定制化需求，且成本低廉，本发明的目的是针对现有技术的缺陷，在采用TO56/TO46尺寸芯片封装的传统自由空间耦合光收发模块接口组件的基础上提供一种具有成本低、尺寸小、可以满足客户不同光器件芯片组合的定制化需求的双通道紧凑小型可插拔光模块。

本发明采用的技术方案是这样的：一种双通道紧凑小型可插拔光模块，包括第一光收发模块接口组件、第二光收发模块接口组件与PCB板，两组光收发模块接口组件上均设置有接收端芯片引脚与发送端芯片引脚，其特征在于，还包括软板；所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件并行排列，两组光收发模块接口组件的接收端芯片引脚所在方向相同，两组光收发模块接口组件的发送端芯片引脚所在方向相同；所述两组光收发模块接口组件都通过软板与PCB板进行信号交换。

优选地，所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件规格相同。

优选地，还包括模块外壳，模块外壳又包括底座与盖板；所述第一光收发模块接口组件、第二光收发模块接口组件、PCB板与软板设置于底座中，所述盖板盖于底座上。

优选地，所述光收发模块接口组件包括接收端芯片与发送端芯片；所述接收端芯片封装规格为TO46；所述发送端芯片封装规格为TO56。

优选地，所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚统一朝向底座底部。

优选地，所述第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚与通过软板连接到PCB板上的第一信号接收接口，所述第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第一信号发送接口。

优选地，所述第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第一信号接收接口，所述第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚直接连接到PCB板上的第一信号发送接口。

优选地，所述第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号接收接口，所述第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号发送接口。

优选地，所述第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号接收接口，所述第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚直接连接到PCB板上的第二信号发送接口。

综上所述，本发明的有益效果是：

本发明采用价格低廉的TO56/TO46封装自由空间耦合光收发模块接口组件代替业内采用PLC工艺的光收发模块接口组件，避免了采用PLC工艺成本高，设计灵活性差等缺点；也避免了采用高成本TO38结构光器件带来的高成本及高封装难度等问题；具有成本低、尺寸小、可以灵活满足不同光器件芯片组合的定制化设计需求的优点。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是PLC工艺光收发模块接口组件示意图。

图2是自由空间耦合光收发模块接口组件结构示意图。

图3是本发明第一实施例结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是本发明第二实施例结构示意图。

图6是图5的俯视图。

图中标记：第一光收发模块接口组件1  第二光收发模块接口组件2  PCB板3 软板4  发送端芯片5  接收端芯片6  滤波片7  分光片8 底座9 盖板10 第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚101 第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚102  第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚201 第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚202。

具体实施方式

本文关键术语解释：

底座底部：理解为位于底座内，且与盖板相对的那个面。

发送方向：理解为与电信号转为光信号的信号流向一致的方向。

接收方向：理解为与光信号转为电信号的信号流向一致的方向。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

图2所示的是本发明采用的TO56/TO46封装的传统自由空间耦合光收发模块接口组件，包括接收端芯片6、发送端芯片5、分光片8与滤光片7，其接收端芯片引脚所在方向与发送端芯片引脚所在方向相互垂直，且发送端芯片引脚所在方向与该组件中光信号输入输出方向在同一直线上。在光收发模块接口组件中接收端芯片封装为TO56或者TO46，发送端芯片的封装为TO56或TO46。作为本发明的一种优选的实施方式，接收端芯片封装为TO46，发送端芯片的封装为TO56。

如图3或5所示，本发明的光模块包括模块外壳、第一光收发模块接口组件1、第二光收发模块接口组件2、软板4、PCB板3。

所述模块外壳又包括底座9与盖板10，所述第一光收发模块接口组件1、第二光收发模块接口组件2、软板4、PCB板3放置于底座9内，盖板10盖于底座9上。

第一与第二光收发模块接口组件在外壳中的摆放与位置具有独特性，两组光收发模块接口组件并行排列，其接收端芯片引脚102、202朝向底座9底部，使整体结构摆放紧凑。

所述第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚102通过软板4连接到PCB板上的第一信号接收接口，所述第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚101可以通过软板4连接到PCB板上的第一信号发送接口，也可以直接与PCB板上的第一信号发送接口连接。第二光收发模块接口组件与PCB板的连接方式与第一光收发模块接口组件与PCB板的连接方式一致，即：第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚202通过软板连接到PCB板上的第二信号接收接口，所述第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚201可以通过软板连接到PCB板上的第二信号发送接口，也可以直接与PCB板上的第二信号发送接口连接。

所述软板上设置有阻抗传输线，以保证光收发模块接口组件的接收端芯片或者发送端芯片与PCB板信号接口之间的阻抗匹配。

图3、图4所示的是本发明的第一实施例，即光收发模块接口组件的接收端芯片引脚、发送端芯片引脚通过两组软板连接到PCB板上。图5、图6所示的是本发明的第二实施例，即光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上，发送端芯片引脚直接连接到PCB板上。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (7)

1.一种双通道紧凑小型可插拔光模块，包括第一光收发模块接口组件、第二光收发模块接口组件与PCB板，两组光收发模块接口组件上均设置有接收端芯片引脚与发送端芯片引脚，其特征在于，还包括软板；所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件并行排列，两组光收发模块接口组件的接收端芯片引脚所在方向相同，两组光收发模块接口组件的发送端芯片引脚所在方向相同；所述两组光收发模块接口组件都通过软板与PCB板进行信号交换；软板上设置有阻抗传输线；

所述光收发模块接口组件包括接收端芯片与发送端芯片；所述接收端芯片封装规格尺寸为TO46；所述发送端芯片封装规格尺寸为TO56；

还包括模块外壳，模块外壳又包括底座与盖板；所述第一光收发模块接口组件、第二光收发模块接口组件、PCB板与软板设置于底座中，所述盖板盖于底座上；

所述光模块外形尺寸与传统SFP工业标准外型尺寸一致。

2.根据权利要求1所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件封装规格相同。

3.根据权利要求1所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第一光收发模块接口组件与第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚统一朝向底座底部。

4.根据权利要求1所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚与通过软板连接到PCB板上的第一信号接收接口，所述第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第一信号发送接口。

5.根据权利要求1所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第一光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第一信号接收接口，所述第一光收发模块接口组件的发送端芯片引脚直接连接到PCB板上的第一信号发送接口。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号接收接口，所述第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号发送接口。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种双通道紧凑小型可插拔光模块，其特征在于，所述第二光收发模块接口组件的接收端芯片引脚通过软板连接到PCB板上的第二信号接收接口，所述第二光收发模块接口组件的发送端芯片引脚直接连接到PCB板上的第二信号发送接口。

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