專利名稱：40G 40km CFP光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種40G 40km CFP光模塊。
背景技術(shù)：
城域網(wǎng)(Metropolitan Area Network)是在一個城市范圍內(nèi)所建立的計算機通信網(wǎng)，簡稱MAN，屬寬帶局域網(wǎng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務及各種增值業(yè)務的不斷發(fā)展，城域網(wǎng)要求的帶寬也越來越寬，當前的城域網(wǎng)已經(jīng)成為了業(yè)務發(fā)展的“瓶頸”。此外，多種類型的業(yè)務對城域網(wǎng)的綜合接入和處理，也提出了較高的要求。通訊領(lǐng)域傳輸容量的日益增長，傳統(tǒng)的傳輸技術(shù)已很難滿足傳輸容量及傳輸速度的要求，在數(shù)據(jù)中心應用領(lǐng)域以及互聯(lián)網(wǎng)核心節(jié)點、教育機構(gòu)、搜索引擎、大型網(wǎng)站、高性能計算等領(lǐng)域，為防止核心網(wǎng)絡的帶寬資源出現(xiàn)不足，承運商和服務供應商們對規(guī)劃新一代高速網(wǎng)絡協(xié)議的部署。電氣電子工程師學會institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE)對P802. 3ba工程任務組下的40Gbps和IOOGbps以太網(wǎng)制定了統(tǒng)一標準。CFP多源協(xié)議旨在對用于啟用40(ibpS和100(ibpS應用程序的可開機插入收發(fā)器組成要素加以定義，包括新一代的高速以太網(wǎng)(40(ΛΕ和100(ΛΕ)。插入式CFP收發(fā)器可為數(shù)據(jù)通訊和構(gòu)成以太網(wǎng)核心部分的城域網(wǎng)提供所需的超高帶寬支持。CFP封裝將成為下一代以太網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，是可以支持不同數(shù)據(jù)和電信應用遠距離傳輸?shù)臒岵灏喂饽K。是滿足CFP封裝的用于長距離高速以太網(wǎng)(40(ΛΕ和IO(XibE)傳輸?shù)墓饽K，其核心組件是波分復用解復用光組件，用于將四路不同波長的載波信號耦合到同一根光纖中進行傳輸或者將四種不同波長的光載波進行分離，然后由四路光接收機進一步處理恢復信號。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種40G 40km CFP光模塊。本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)
40G 40km CFP光模塊，特點是包括光接收單元、光發(fā)射單元、數(shù)字診斷單元、供電單元、148PIN電接口單元，所述供電單元分別與光接收單元、光發(fā)射單元、數(shù)字診斷單元和 148PIN電接口單元連接，提供電源輸入；光接收單元與數(shù)字診斷單元連接，提供光檢測信號；光發(fā)射單元與數(shù)字診斷單元連接，提供光檢測信號；光接收單元與148PIN電接口單元連接，將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出；光發(fā)射單元與148PIN電接口單元連接，將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出，數(shù)字診斷單元與148PIN電接口單元連接，提供數(shù)字診斷信號到遠程通訊設(shè)備；
所述光接收單元包括波分解復用光學組件、四組光接收組件、四組APD驅(qū)動以及限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路，波分解復用光學組件接收光信號，并將所接收光信號進行解復用，分成四路信號，分別由四組光接收組件接受，每組光接收組件接收傳來的光信號，并將其轉(zhuǎn)換成為電信號，電信號經(jīng)過跨阻放大后傳送到限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路，進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，轉(zhuǎn)換后的信號傳送到148PIN電接口單元；
所述光發(fā)射單元包括波分復用光學組件、四組光發(fā)射組件、四組激光器驅(qū)動以及傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路，四組激光器驅(qū)動以及去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路接收148PIN電接口單元輸入的電信號，進行調(diào)制放大和去預加重處理，同時進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，將電信號送入四組光發(fā)射組件，每個光發(fā)射組件將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成光信號輸出到波分復用光學組件，經(jīng)過波分復用光學組件的復用功能后，光信號傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡系統(tǒng)；
所述數(shù)字診斷單元包括邏輯控制及接口電路以及A/D轉(zhuǎn)化器和D/A轉(zhuǎn)化器，邏輯控制及接口電路采集和處理模塊數(shù)據(jù)和監(jiān)控模塊數(shù)據(jù)，邏輯控制及接口電路的內(nèi)部存儲器存儲模塊信息和用戶信息，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換； 所述供電單元包括電源控制器，控制各功能單元的開啟與關(guān)閉； 所述148PIN電接口單元，提供模塊電源及與外部系統(tǒng)進行通信的接口。進一步地，上述的40G 40km CFP光模塊，其中，所述四組光接收組件采用雪崩光電二極管型探測器陣列，探測器陣列滿足IEEE 802. 3ba規(guī)定的粗波分復用波長，其中心波長分別為1271 nm, 1291 nm, 1311 nm 和 1331 nm。再進一步地，上述的40G 40km CFP光模塊，其中，所述四組光發(fā)射組件采用直接調(diào)制激光器陣列，激光器陣列滿足IEEE 802. 3ba規(guī)定的粗波分復用波長，其中心波長分別為1271 nm, 1291 nm, 1311 nm 和 1331 nm。本發(fā)明技術(shù)方案突出的實質(zhì)性特點和顯著的進步主要體現(xiàn)在
本發(fā)明40G 40km CFP光模塊具有高速光電轉(zhuǎn)換功能，集成度高，性能穩(wěn)定，光接收單元采用雪崩光電二極管型探測器陣列，其靈敏度高，利于信號的遠距離傳輸，光發(fā)射組件沒有采用EML激光器而是采用了傳統(tǒng)的DML激光器來實現(xiàn)40km的遠距離傳輸，極大地降低了生產(chǎn)成本，另外，該光模塊內(nèi)部還集成了時鐘數(shù)據(jù)恢復電路，具有很好的高頻去抖特性，有利于在網(wǎng)絡通訊中同步數(shù)據(jù)在傳送過程中時鐘數(shù)據(jù)的恢復，使光模塊整體性能得到優(yōu)化。集新穎性、經(jīng)濟性、實用性與創(chuàng)造性于一體，適用于大規(guī)模量產(chǎn)，滿足光網(wǎng)絡長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?br>

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步說明 圖ι 本發(fā)明新型40G 40km CFP光模塊的功能框圖； 圖2 本發(fā)明新型40G 40km CFP光模塊的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施例方式本發(fā)明設(shè)計一種滿足CFP協(xié)議標準、集成度高、高性價比的新型長距離40G 40km CFP光模塊。該模塊4路輸入通道為10( / s的電信號轉(zhuǎn)換成4路的光信號然后復用成單通道40( / s光傳輸。在接收端，模塊復用一個40( / s CWDM光輸入信號再解復用到 4通道的光信號，然后轉(zhuǎn)換成4個電信號輸出。40G 40km CFP光模塊，如圖1所示，包括光接收單元01、光發(fā)射單元02、數(shù)字診斷單元03、供電單元04、148PIN電接口單元05，供電單元04分別與光接收單元01、光發(fā)射單元02、數(shù)字診斷單元03和148PIN電接口單元05連接，提供電源輸入；光接收單元01與數(shù)字診斷單元03連接，提供光檢測信號；光發(fā)射單元02與數(shù)字診斷單元03連接，提供光檢測信號；光接收單元01與148PIN電接口單元05連接，將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出；光發(fā)射單元02與148PIN電接口單元05連接，將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出，數(shù)字診斷單元03與148PIN電接口單元05連接，提供數(shù)字診斷信號到遠程通訊設(shè)備。如圖2所示，光接收單元01包括波分解復用光學組件101、四組光接收組件102、 四組APD驅(qū)動103以及限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路104，波分解復用光學組件101 接收光信號，并將所接收光信號進行解復用，分成四路信號，分別由四組光接收組件102接受，每組光接收組件接收傳來的光信號，并將其轉(zhuǎn)換成為電信號，電信號經(jīng)過跨阻放大后傳送到限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路104，進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，轉(zhuǎn)換后的信號傳送到148PIN電接口單元05 ；
光發(fā)射單元02包括波分復用光學組件201、四組光發(fā)射組件202、四組激光器驅(qū)動203 以及傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路204，四組激光器驅(qū)動203以及去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路204接收148PIN電接口單元05輸入的電信號，進行調(diào)制放大和去預加重處理，同時進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，將電信號送入四組光發(fā)射組件202，每個光發(fā)射組件將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成光信號輸出到波分復用光學組件201，經(jīng)過波分復用光學組件201的復用功能后，光信號傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡系統(tǒng)；
數(shù)字診斷單元03包括邏輯控制及接口電路301以及A/D轉(zhuǎn)化器和D/A轉(zhuǎn)化器302，邏輯控制及接口電路301采集和處理模塊數(shù)據(jù)和監(jiān)控模塊數(shù)據(jù)，邏輯控制及接口電路301的內(nèi)部存儲器存儲模塊信息和用戶信息，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器302模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換；
供電單元04包括電源控制器401，控制各功能單元的開啟與關(guān)閉； 148PIN電接口單元05，提供模塊電源及與外部系統(tǒng)進行通信的接口。光發(fā)射單元02和光接收單元01集成有時鐘數(shù)據(jù)恢復電路，具有很好的高頻去抖特性，有利于在網(wǎng)絡通訊中同步數(shù)據(jù)在傳送過程中時鐘數(shù)據(jù)的恢復。四組光接收組件102采用雪崩光電二極管型探測器陣列，其靈敏度高，利于信號的遠距離傳輸，探測器陣列滿足IEEE 802. 3 規(guī)定的粗波分復用波長，其中心波長分別為1271 nm, 1291 nm, 1311 nm 和 1331 nm。四組光發(fā)射組件202采用間接調(diào)制激光器陣列，激光器陣列滿足IEEE 802. 3ba 規(guī)定的粗波分復用波長，利于信號的遠距離傳輸，其中心波長分別為1271 nm, 1291 nm, 1311 nm 和 1331 nm。具體應用時，外部電調(diào)制信號由148PIN電接口單元05進入光模塊，送至四組激光器驅(qū)動203、傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路204，經(jīng)激光器驅(qū)動203、傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路204處理后分別將信號送至四組光發(fā)射組件202。DA轉(zhuǎn)換電路提供電壓信號給激光器驅(qū)動203、傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路204以產(chǎn)生相應的偏置電流和調(diào)制電流，使四組光發(fā)射組件發(fā)光并監(jiān)控其發(fā)光強度和工作狀態(tài)，同時四組光發(fā)射組件202產(chǎn)生的光信號經(jīng)過波分復用后通過光纖傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡中；另一方面，光網(wǎng)絡中的光信號通過光纖傳輸?shù)讲ǚ纸鈴陀霉鈱W組件101，經(jīng)過解復用后，四路光信號分別進入四組光接收組件102，經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換和放大處理和數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理后，電信號通過148PIN電接口單元05傳送到外部系統(tǒng)。邏輯控制及接口電路301采用先進低功耗微處理器，內(nèi)部集成了存儲器、通訊模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，邏輯控制及接口電路301用于對光模塊發(fā)射信號和接收信號、供電電壓和工作溫度進行數(shù)據(jù)采集和處理，并將數(shù)據(jù)送至遠程計算機和監(jiān)控系統(tǒng)。綜上所述，本發(fā)明新型40G 40km CFP光模塊性能優(yōu)越，模塊4輸入通道10( / S的電信號轉(zhuǎn)換成4 CWDM的光信號然后復用成單通道40( / s光傳輸。在接收端，模塊的復用一個40( / s光輸入到4 CWDM通道的光信號，然后將其轉(zhuǎn)換4個電信號輸出通道，具有高速光電轉(zhuǎn)換功能，集成度高，性能穩(wěn)定，采用高效率遠距離光發(fā)射與接收組件，使模塊整體性能得到優(yōu)化，用了傳統(tǒng)的DML激光器來實現(xiàn)40km的遠距離傳輸，極大地降低了生產(chǎn)成本，集新穎性、經(jīng)濟性、實用性與創(chuàng)造性于一體，適用于大規(guī)模量產(chǎn)，滿足光網(wǎng)絡長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。光發(fā)射單元和光接收單元中集成了時鐘數(shù)據(jù)恢復電路，具有CDR功能。 該光模塊采用DML激光器和高靈敏度的PIN探測器，主要性能上很好滿足IEEE 802. 3ba 40G/100G以太網(wǎng)規(guī)范標準，在外型上與CFP多源協(xié)議規(guī)范兼容。需要理解到的是以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.40G 40km CFP光模塊，其特征在于包括光接收單元(01 )、光發(fā)射單元(02)、數(shù)字診斷單元(03)、供電單元(04)、148PIN電接口單元(05)，所述供電單元(04)分別與光接收單元(01)、光發(fā)射單元(02)、數(shù)字診斷單元(03)和148PIN電接口單元(05)連接，提供電源輸入；光接收單元(01)與數(shù)字診斷單元(03)連接，提供光檢測信號；光發(fā)射單元(02)與數(shù)字診斷單元(03)連接，提供光檢測信號；光接收單元(01)與148PIN電接口單元(05)連接，將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出；光發(fā)射單元(02)與148PIN電接口單元(05)連接，將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出，數(shù)字診斷單元(03)與148PIN電接口單元(05)連接，提供數(shù)字診斷信號到遠程通訊設(shè)備；所述光接收單元(01)包括波分解復用光學組件(101)、四組光接收組件(102)、四組 APD驅(qū)動(103)以及限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路(104)，波分解復用光學組件(101) 接收光信號，并將所接收光信號進行解復用，分成四路信號，分別由四組光接收組件(102) 接受，每組光接收組件接收傳來的光信號，并將其轉(zhuǎn)換成為電信號，電信號經(jīng)過跨阻放大后傳送到限幅放大電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路(104)，進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，轉(zhuǎn)換后的信號傳送到148PIN電接口單元(05)；所述光發(fā)射單元(02)包括波分復用光學組件(201)、四組光發(fā)射組件(202)、四組激光器驅(qū)動(203)以及傳輸去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路(204)，四組激光器驅(qū)動(203)以及去預加重電路和數(shù)據(jù)時鐘恢復電路(204)接收148PIN電接口單元(05)輸入的電信號， 進行調(diào)制放大和去預加重處理，同時進行數(shù)據(jù)時鐘采樣和緩存處理，將電信號送入多組光發(fā)射組件(202)，每個光發(fā)射組件將輸入的電信號轉(zhuǎn)換成光信號輸出到波分復用光學組件(201)，經(jīng)過波分復用光學組件(201)的復用功能后，光信號傳輸?shù)焦饩W(wǎng)絡系統(tǒng)；所述數(shù)字診斷單元(03)包括邏輯控制及接口電路(301)以及A/D轉(zhuǎn)化器和D/A轉(zhuǎn)化器(302 )，邏輯控制及接口電路(301)采集和處理模塊數(shù)據(jù)和監(jiān)控模塊數(shù)據(jù)，邏輯控制及接口電路(301)的內(nèi)部存儲器存儲模塊信息和用戶信息，A/D和D/A轉(zhuǎn)換器(302)模擬信號與數(shù)字信號之間的轉(zhuǎn)換；所述供電單元(04)包括電源控制器(401)，控制各功能單元的開啟與關(guān)閉； 所述148PIN電接口單元(05)，提供模塊電源及與外部系統(tǒng)進行通信的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的40G40km CFP光模塊，其特征在于所述四組光接收組件 (102)采用雪崩光電二極管型探測器陣列，探測器陣列滿足IEEE 802. 3ba規(guī)定的粗波分復用波長，其中心波長分別為:1271 nm, 1291 nm, 1311 nm和1331 nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的40G40km CFP光模塊，其特征在于所述四組光發(fā)射組件(202)采用直接調(diào)制激光器陣列，激光器陣列滿足IEEE802. 3ba規(guī)定的粗波分復用波長， 其中心波長分別為:1271 nm, 1291 nm, 1311 nm 和 1331 nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及40G40kmCFP光模塊，包括光接收單元、光發(fā)射單元、數(shù)字診斷單元、供電單元、148PIN電接口單元，所述供電單元分別與光接收單元、光發(fā)射單元、數(shù)字診斷單元和148PIN電接口單元連接，提供電源輸入；光接收單元與數(shù)字診斷單元連接，提供光檢測信號；光發(fā)射單元與數(shù)字診斷單元連接，提供光檢測信號；光接收單元與148PIN電接口單元連接，將輸入的光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出；光發(fā)射單元與148PIN電接口單元連接，將輸入的電信號轉(zhuǎn)換為光信號輸出，數(shù)字診斷單元與148PIN電接口單元連接，提供數(shù)字診斷信號到遠程通訊設(shè)備。該光模塊具有高速光電轉(zhuǎn)換功能，集成度高，性能穩(wěn)定，利于信號的遠距離傳輸。
文檔編號H04B10/12GK102347802SQ201110309798
公開日2012年2月8日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者劉圣, 徐亮, 施高鴻, 王克武, 胡峰, 高海兵 申請人:蘇州旭創(chuàng)科技有限公司