申请/专利权人：武汉飞鹏光科技有限公司

申请日：2017-04-17

公开（公告）日：2024-02-23

公开（公告）号：CN106877936B

主分类号：H04B10/40

分类号：H04B10/40;H04B10/50

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.02.23#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2017.06.20#公开

摘要：本发明涉及一种SFP28光模块，该光模块包括：包括壳体和设置在壳体上的金手指，壳体内设置电路部分和光路部分，电路部分包括：MCU控制器和主芯片；光路部分包括：光发射组件和光接收组件；主芯片中集成激光器驱动电路、限幅放大器电路、第一时钟数据恢复电路和第二时钟数据恢复电路；光发射组件包括：直接调制激光器；光接收组件包括：光电二极管和跨阻放大器。将光模块的电路部分集成在主芯片中，减少电路板的设计工作，减少器件和电路的相互影响，缩短了工艺流程，且本发明不再使用气密封装的金盒子封装激光器，采用TO‑CAN工艺进行封装，不仅工艺简单，更有效的解决了散热问题，降低了制作成本，提高了实用性。

主权项：1.一种SFP28光模块，其特征在于，包括壳体和设置在壳体上的金手指，所述壳体内设置电路部分和光路部分，所述电路部分包括：MCU控制器和主芯片；所述光路部分包括：光发射组件和光接收组件；所述主芯片中集成激光器驱动电路、限幅放大器电路、第一时钟数据恢复电路和第二时钟数据恢复电路；所述光发射组件包括：采用TO-CAN工艺封装的直接调制激光器；所述光接收组件包括：光电二极管和跨阻放大器；所述MCU控制器与所述主芯片连接；所述第一时钟数据恢复电路、所述激光器驱动电路和所述直接调制激光器依次连接；所述光电二极管、所述跨阻放大器、所述限幅放大器电路和第二时钟数据恢复电路依次连接；所述主芯片的收发通路均包含CDR电路；该SFP28光模块还包括：差分电信号分路电路，所述差分电信号分路电路包括阻抗分配电路和两组阻抗匹配电路；所述阻抗分配电路输入端输入差分电信号，所述阻抗分配电路输出端分别与两组所述阻抗匹配电路输入端连接，两组所述阻抗匹配电路输出端分别与所述第一时钟数据恢复电路连接；所述第一时钟数据恢复电路和激光器驱动电路设置有两路，所述直接调制激光器设置有两组，两组所述阻抗匹配电路输出端分别连接一路第一时钟数据恢复电路，所述第一时钟数据恢复电路分别连接一路激光器驱动电路，所述激光器驱动电路分别连接一组光发射组件；两组所述直接调制激光器分别连接一个四分之一波片，两个所述四分之一波片分别与光耦合器连接；所述MCU控制器通过I2C数据总线与所述主芯片连接；所述激光器的输出端和所述光电二极管的输入端均分别连接有LC光纤接口。

全文数据：一种SFP28光模块技术领域[0001]本发明涉及光模块收发系统，特别涉及一种SFP28光模块。背景技术[0002]现有的SFP28解决方案都是将驱动芯片放在金盒子（g卩B0X封装之内，但是25Gbps的激光器芯片非常怕热，从而带来散热设计的挑战，SFP28模块支持25G以太网标准，SFP28能提供25Gbits的无误码传输，在单模光纤中传输距离可达到1〇KM，并能应用于高密度的25G以太网设备和网路接口中。随着市场从每通道1〇Gbps向25Gbps过渡，未来五年3即28模块的需求量将大幅增长发明内容[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，易于实现的FP28光模块，解决现有SFP28中封装工艺复杂，封装组件成本较高的问题。[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种SFP28光模块，包括壳体和设置在壳体上的金手指，所述壳体内设置电路部分和光路部分，所述电路部分包括:M⑶控制器和主芯片^所述光路部分包括:光发射组件和光接收组件;所述主芯片中集成激光器驱动电路、限幅放大器电路、第一时钟数据恢复电路和第二时钟数据恢复电路;所述光发射组件包括:采用T0-CAN工艺封装的直接调制激光器;所述光接收组件包括:光电二极管和跨阻放大器;所述MCU控制器与所述主芯片连接;所述第一时钟数据恢复电路、所述激光器驱动电路和所述直接调制激光器依次连接;所述光电二极管、所述跨阻放大器、所述限幅放大器电路和第二时钟数据恢复电路依次连接。[0005]本发明的有益效果是:将光模块的电路部分集成在主芯片中，减少电路板的设计工作，减少器=和电路的相互影响，缩短了工艺流程，且本发明不再使用气密封装的金盒子封装激光器，采用T0-CAN工艺进行封装，不仅工艺简单，更有效的解决了散热问题，降低了制作成本，提高了实用性。[0006]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。_7]竺一步，所述MCU控制器通过1况数据总线与所述主芯片连接。[0008]采用上述进一步方案的有益效果是:所述腳控制器通过I2C数据总线与所述主芯片连接，来控制和改变主芯片中寄存器的值，通过改变主芯片期存器不同的值来设置主芯片中集成的各个部件的基础参数值。[0009]进一步，所述金手指采用表面贴装的方式进行设置，且所述金手指设置有20个管脚。[0010]进一步，所述MOJ控制器通过所述金手指与外接设备连接。[0011]采用上述进一步方案的有益效果是:降低制作成本，结构简单，方便用户使用。[0012]进一步，所述半导体激光器的输出端和所述光电二极管的输入端均分别连接有LC光纤接口。[0013]进一步，该SFP28光模块还包括:差分电信号分路电路，所述差分电信号分路电路包括阻抗分配电路和两组阻抗匹配电路;所述阻抗分配电路输入端输入差分电信号，所述阻抗分配电路输出端分别与两组所述阻抗匹配电路输入端连接，两组所述阻抗匹配电路输出端分别与所述第一时钟数据恢复电路连接。[0014]采用上述进一步方案的有益效果是:将输入的差分电信号进行分配和匹配分为两路差分电信号，将两路差分电信号进行传输，防止数据在传输过程中丢失。[0015]进一步，所述第一时钟数据恢复电路和激光器驱动电路设置有两路，所述直接调制激光器设置有两组，两组所述阻抗匹配电路输出端分别连接一路第一时钟数据恢复电路，所述第一时钟数据恢复电路分别连接一路激光器驱动电路，所述激光器驱动电路分别连接一组光发射组件。[0016]采用上述进一步方案的有益效果是:将两组差分电信号分别进行转换为激光信号进行传输。[0017]进一步，两组所述直接调制激光器分别连接一个四分之一波片，两个所述四分之一波片分别与光耦合器连接。[0018]_采用上述进一步方案的有益效果是:先通过四分之一波片判断激光器发射的激光信号进行滤波，然后通过光耦合器进行合波，完成激光信息的同时传输，两组数据相互对照，防止数据丢失。附图说明[0019]图1为本发明实施例提供的一种SFP28光模块结构示意图；[0020]图2为本发明另一种实施例提供的一种SFP28光模块中MCU控制器与交互机结构示意图；[0021]图3为本发明另一种实施例提供的一种SFP28光模块中差分电信号分路电路示意图；[0022]图4为本发明另一种实施例提供的一种SFP28光模块发射端结构示意图。具体实施方式[0023]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。[0024]如图1所示，一种SFP28光模块，包括壳体和设置在壳体上的金手指，壳体内设置电路部分和光路部分，电路部分包括:MCU控制器和主芯片;光路部分包括:光发射组件和光接收组件;主芯片中集成激光器驱动电路、限幅放大器电路、第一时钟数据恢复电路和第二时钟数据恢复电路;光发射组件包括:采用TO-CAN工艺封装的直接调制激光器;光接收组件包括:光电二极管和跨阻放大器;MCU控制器与主芯片连接;所述第一时钟数据恢复电路、所述激f器驱动电路和所述直接调制激光器依次连接;所述光电二极管、所述跨阻放大器、所述限幅放大器电路和第二时钟数据恢复电路依次连接。[0025]上述SFP28模块，采用TO-CAN封装形式封装激光器，支持25G以太网标准。SFP28能提供25Gbits的无误码传输，在单模光纤中传输距离可达到10KM，并能应用于高密度的25G以太网设备和网路接口中，为企业升级10G以太网连接，提供了一个更具成本效益的解决方案。结构上采用全金属外壳，光纤通道上采用双LC接口，兼容SFF-8402协议，符合MSASFP+标准。电路部分采用一个单片机MCU控制器和一个主芯片构成。本项目采用的主芯片是将发射端的激光器驱动电路和接收端的限幅放大器电路集成在一起的收发合一的芯片，并且芯片的收发通路都包含了一个CDR电路，与收发独立的芯片相比可以大大降低成本。光路部分由发射和接收两部分组成，发射端采用1310nmDML激光器，通过T0-CAN封装工艺做成光发射组件，接收端为光电二极管与跨阻放大器封装在一起光接收组件。[0026]优选的，MCU控制器通过I2C数据总线与主芯片连接，M⑶控制器通过I2C数据总线与主芯片连接，来控制和改变主芯片中寄存器的值，通过改变主芯片期存器不同的值来设置主芯片中集成的各个部件的基础参数值。[0027]优选的，所述金手指采用表面贴装的方式进行设置，且所述金手指设置有20个管脚。[0028]如图2所示，优选的，MCU控制器通过金手指与外接设备连接，外接设备包括:交换机，采用金手指的方式与外接设备连接，降低制作成本，结构简单，方便用户使用。[0029]优选的，所述半导体激光器的输出端和所述光电二极管的输入端均分别连接有LC光纤接口。[0030]如图3所示，优选的，该SFP28光模块还包括:差分电信号分路电路，所述差分电信号分路电路包括阻抗分配电路和两组阻抗匹配电路;所述阻抗分配电路输入端输入差分电信号，所述阻抗分配电路输出端分别与两组所述阻抗匹配电路输入端连接，两组所述阻抗匹配电路输出端分别与所述第一时钟数据恢复电路连接。[0031]如图4所示，优选的，第一时钟数据恢复电路和激光器驱动电路设置有两路，直接调制激光器设置有两组，两组阻抗匹配电路输出端分别连接一路第一时钟数据恢复电路，第一时钟数据恢复电路分别连接一路激光器驱动电路，激光器驱动电路分别连接一组光发射组件。[0032]优选的，两组直接调制激光器分别连接一个四分之一波片，两个四分之一波片分别与光耦合器连接，从直接调制激光器发出的激光信号通过四分之一波片转换为圆偏振激光信号，当圆偏振激光信号遇到传输光纤的端面发生反射时，返回光再次经过四分之一波片后变成与直接调制激光器的激光信号偏振方向垂直的激光信号，不会对直接调制激光器形成干扰，不影响直接调制激光器的正常工作，四分之一波片成本低、体积小，可以满足发光组件小体积、低成本设计要求，当玻片装配方向满足直接调制激光器的偏振方向和四分之一波片的光轴夹角4f5°正负1°时，发光组件可以更好地达到光电转换模块抗反射效果。四分之一波片成本只是光隔离器的2〇%左右，相对于采用光隔离器进行抗反射，大大降低了光电转换模块成本。[0033]以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

权利要求：1.一种SFP28光模块，其特征在于，包括壳体和设置在壳体上的金手指，所述壳体内设置电路部分和光路部分，所述电路部分包括:MCU控制器和主芯片;所述光路部分包括:光发射组件和光接收组件;所述主芯片中集成激光器驱动电路、限幅放大器电路、第一时钟数据恢复电路和第二时钟数据恢复电路;所述光发射组件包括:采用TO-CAN工艺封装的直接调制激光器;所述光接收组件包括:光电二极管和跨阻放大器;所述M⑶控制器与所述主芯片连接;所述第一时钟数据恢复电路、所述激光器驱动电路和所述直接调制激光器依次连接；所述光电二极管、所述跨阻放大器、所述限幅放大器电路和第二时钟数据恢复电路依次连接。2.根据权利要求1所述的一种SFP28光模块，其特征在于，所述MCU控制器通过I2C数据总线与所述主芯片连接。3.根据权利要求1所述的一种SFP28光模块，其特征在于，所述金手指采用表面贴装的方式进行设置，且所述金手指设置有20个管脚。4.根据权利要求3所述的一种SFP28光模块，其特征在于，所述MCU控制器通过所述金手指与外接设备连接。5.根据权利要求1所述的一种SFP28光模块，其特征在于，所述半导体激光器的输出端和所述光电二极管的输入端均分别连接有LC光纤接口。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种SFP28光模块，其特征在于，该SFP28光模块还包括:差分电信号分路电路，所述差分电信号分路电路包括阻抗分配电路和两组阻抗匹配电路;所述阻抗分配电路输入端输入差分电信号，所述阻抗分配电路输出端分别与两组所述阻抗匹配电路输入端连接，两组所述阻抗匹配电路输出端分别与所述第一时钟数据恢复电路连接。7.根据权利要求6所述的一种SFP28光模块，其特征在于，所述第一时钟数据恢复电路和激光器驱动电路设置有两路，所述直接调制激光器设置有两组，两组所述阻抗匹配电路输出端分别连接一路第一时钟数据恢复电路，所述第一时钟数据恢复电路分别连接一路激光器驱动电路，所述激光器驱动电路分别连接一组光发射组件。8.根据权利要求7所述的一种SFP28光模块，其特征在于，两组所述直接调制激光器分别连接一个四分之一波片，两个所述四分之一波片分别与光耦合器连接。

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