采用智能CSFP光电集成光模块进行数据通信

近年来,随着光纤到户、全光网络应用等热点的兴起,通信行业正面临带宽和速度的双重挑战,大容量、高速、高质量的光纤通信已成为信息产业发展的必然趋势。光收发模块是构建光网络的重要组成部分,其核心功能是提供光传输网络之间的各个接口,完成光或电光的转换,确保连接通信网络。目前应用比较广泛的小型化光模块类型是热插拔(SFP)模块系列。在目前主流的通信容量和速率下,能够满足通信的要求。但随着一系列热门应用和低成本光模块的兴起,以及对大容量链路的进一步需求,小型化紧凑型热插拔(CSFP)光模块应运而生。在现在流行的SFP工业封装的基础上,通过采用双通道甚至四通道的设计,CSFP并不改变现有的接口形式,而是将尺寸减小到现有标准的1/ 2或1/ 4,还可以通过组合的方式灵活配置通道的数量。采用高度集成的光电电路和封装技术开发了CSFPvwin真人娱乐光纤收发模块继承了所有技术优势,大大减小了光模块和通信系统设备尺寸,成倍提高信息吞吐量和端口密度的同时还降低了系统成本,具有巨大的商业价值。本文旨在研究和设计一个集成的两种传统双向通信系统Bidi SFP收发器对于CSFP,其性能测试结果通过进一步的数据分析,验证了产品性能,论证了设计的可行性,为CSFP光模块的实际生产提供了理论依据

传统光模块中的CSFPSFP光模块集成2个BIDI SFP模块。该模块由两个PLC BOSA组成,在原有的两个尺寸相同的信道下实现双向收发。常规SFP模块的引脚定义和监控量有很大不同,其他基本功能,如图3所示结构,其中LOS报警信号,IC芯片为集成,MCU为微控制器,EEPROM为电EEPROM, BOSA为光收发模块。

CSFP完成了两个传统单光纤双向SFP模块的功能集成,其结构包含两个独立的光发射和接收通道,每个通道由PLC BOSA器件组成,负责完成光信号的接收和发射信号,是CSFP模块的核心组件。

BOSA发射部分由发射机和三芯片驱动电路组成,并主要由发射机的激光二极管(LD)和监控器的背光电源发光二极管(PD)组成。其作用是提供驱动电路所需的激光偏置和调制电流,前者用于转动激光操作,后者用于将接收到的调制电信号加载到输出光信号。电流驱动电路一般都有自动功率控制(APC)功能,可以保证整个激光光功率恒定,其原理是根据监控二极管背光电流的大小动态调节偏置电流。

微控制器主块以激光驱动电路、主放大器和EEPROM控制为主。EEPROM基本单元主要用于存储产品型号、序列号、生产日期等与产品相关的固定信息,而数字诊断监测(DDM)的CSFP模块应加入采集信号的传输电路。这些电路对模块输出光功率、输入光功率、工作电压、温度和偏置电流等参数进行实时监测和报告。采集电路中这些参数对应的瞬时电压值到变换电路中,输出的数字信号块存储在相应的EEPROM单元中。

CSFP系统各模块与上位机之间的接口采用I2C总线方式,即时钟线(SCL)和数据线(SDA),通过金手指实现电接口,完成PC机光模块信息的说、读、写。单片机与块存储设备EEPROM之间的数据传输通过SPI总线,即时钟线、数据输入线和数据输出线。单片机通过I2C总线对两路通道进行监控,一旦检测到某通道的主要参数异常变化,单片机分别为TX1 - Fault或TX2 - Fault,称错误通道1或2。单片机TX1 - Fault输出引脚和TX2 - Fault输出引脚同时接在输入端子的某一门或某一门上,只有当两路通道全部工作时,模块金手指TX - Fault引脚才不会起机报警。若出现异常,否则,信号一路传输到告警模块。

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