一种小型化的超高速单波长有源光模块及光电转换方式制造技术

本发明专利技术属于光通信技术领域，更具体地，涉及一种小型化的超高速单波长有源光模块及光电转换方式，包括，所述光模块包括光发射模块、光接收模块和连接器，所述光发射模块和光接收模块分别与所述连接器上相应的引脚连接，所述连接器用于与所述光模块的主方设备连接，所述光发射模块用于将从所述连接器接收到的电信号转换为光信号并发送给对侧设备，所述光接收模块用于将从对侧设备接收到的光信号转换为电信号并通过所述连接器发送给主方设备，所述光模块还包括外壳，所述外壳设置为SFP尺寸，在主方设备设有电芯片，主方设备直接对所述电芯片进行管理，可以有效实现单波长100Gbps速率的SFP形态光模块。的SFP形态光模块。的SFP形态光模块。

【技术实现步骤摘要】
一种小型化的超高速单波长有源光模块及光电转换方式


[0001]本专利技术属于光通信
，更具体地，涉及一种小型化的超高速单波长有源光模块及光电转换方式。

技术介绍

[0002]有源光模块是光通信网络的主要载体，承担着电信号和光信号之间相互转换的作用，单波长100G速率的光模块发展以来，出现了各种各样的形态；有骨干传输的盒式结构的相干光模块，有热插拔的CFP(Compact Form Factor Pluggable，紧凑尺寸插接式)形态光模块，有CFP2/CFP4形态的光模块，有热插拔的QSFP28形态光模块，还有SFP_DD(SFP Double Density，一种高速光模块封装标准)等形态的热插拔光模块。
[0003]100G速率光模块的电接口也是多种多样的，有10*10Gbps速率，有4*25Gbps速率，也有2*50Gbps等速率的电接口，同样100G速率光模块的光接口也是多种多样的，有100G DP_QPSK LC接口，10*10G NRZ MPO接口，4*25G NRZ MPO接口，4*25G NRZ WDM LC接口，2*50G PAM4 LC接口以及100G PAM4 LC等接口。
[0004]有源光模块工作环境主要分为商业级和工业级，数据中心和电信机房内部主要都是商业级，而5G基站、接入小站、工业互连网要求工业级。光模块内部光器件工艺主要有气密的TO和BOX(盒子形)封装，主要用于工业级，COB(Chip
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on
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Board，封装)主要用于商业级。
[0005]有源光模块中激光器主要有VCSELVCSEL(Vertical
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Cavity Surface
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Emitting Laser，垂直腔面射型激光器)、FP(Fabry
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Perot，法布里
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珀罗激光器)、DML(Distributed Feedback Laser，分布反馈激光器)、EML(Electro
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absorption Modulated Laser，电吸收调制激光器)，VCSEL和FP主要用于短距离，DML主要用于中距离，长距离传输需要使用EML或硅光集成相干器件，传输距离增加，光器件复杂度和器件应用复杂度也相应增加。随着速率的提高光器件的选择也越来越向EML和硅光集成器件倾斜。
[0006]随着5G建设的进一步加深，小型化单波长100G速率的光模块需求越来越迫切，然而随着光模块速率提高，光纤色散、需要用DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)电芯片对接收到的光电转换后的信号进行处理，进而还原信息，而DSP芯片的引入会显著提高了光模块功耗，显著压缩了光模块内部结构空间，进而产生光模块尺寸、成本、功耗以及速率之间的矛盾，将单波长100G速率光模块做成SFP尺寸大小暂无行而有效的方案，做成工业级应用更是难上加难。

技术实现思路

[0007]本专利技术需要解决的技术问题是：如何将单波长100G速率光模块做成SFP尺寸大小。
[0008]本专利技术是通过如下技术方案达到上述目的：
[0009]第一方面，提供了一种小型化的超高速单波长有源光模块，包括：
[0010]所述光模块包括光发射模块、光接收模块和连接器，所述光发射模块和光接收模块分别与所述连接器上相应的引脚连接，所述连接器用于与所述光模块的主方设备连接；
[0011]所述光发射模块用于将从所述连接器接收到的电信号转换为光信号并发送给对侧设备；
[0012]所述光接收模块用于将从对侧设备接收到的光信号转换为电信号并通过所述连接器发送给主方设备；
[0013]所述光模块还包括外壳，所述外壳设置为SFP尺寸；
[0014]在主方设备设有电芯片，主方设备直接对所述电芯片进行管理。
[0015]优选的，在所述光发射模块与所述连接器之间还设有线性驱动器，所述线性驱动器用于接收来自所述连接器的电信号并进行线性放大，所述线性驱动器将放大后的电信号发送给所述光发射模块。
[0016]优选的，所述光发射模块包括电吸收调制激光器EML，所述电吸收调制激光器EML用于将来自所述线性驱动器的电信号转换为光信号；
[0017]所述光发射模块还包括热电控制器TEC，所述热电控制器TEC与所述电吸收调制激光器EML连接，所述热电控制器TEC用于控制所述电吸收调制激光器EML工作环境的温度；
[0018]所述电吸收调制激光器EML上还连接有监控光电管MPD和热敏电阻，所述监控光电管MPD用于监控所述电吸收调制激光器EML的发射光功率，所述热敏电阻用于监控所述电吸收调制激光器EML工作环境的温度。
[0019]优选的，所述线性驱动器用于产生直流偏置信号BIAS，驱动所述电吸收调制激光器EML的有源区部分，用于产生直流光，作为光信号的载波；
[0020]所述线性驱动器还用于产生射频调制信号MOD，驱动所述电吸收调制激光器EML的电吸收调制部分，将电信号加载到光信号上。
[0021]优选的，所述光接收模块包括光电探测器，所述光电探测器用于接收来自对侧设备的光信号，并将所述光信号转换为电信号；
[0022]所述光接收模块还包括线性跨组放大器，所述线性跨组放大器连接所述光电探测器，所述线性跨组放大器用于将所述电信号放大，并将放大后的电信号通过所述连接器发送给主方设备。
[0023]优选的，所述连接器上定义了TX_VG信号引脚和RX_VG信号引脚，所述线性驱动器连接所述TX_VG信号引脚；
[0024]所述主方设备通过调节所述TX_VG信号引脚的电压，直接控制所述线性驱动器的增益，实现对光信号幅度和消光比的调节；
[0025]所述线性跨组放大器连接所述RX_VG信号引脚，所述主方设备通过调节所述RX_VG信号引脚的电压，直接控制所述线性跨组放大器的输出幅度；
[0026]所述线性驱动器与所述线性跨组放大器用于实现在预设电压幅度范围内保证所述光模块输入的电信号、输出的电信号、输入的光信号和输出的光信号成线性关系，用于脉冲幅度调制4电平码型信号的放大和驱动。
[0027]优选的，所述光模块还包括控制单元，所述控制单元包括微控制器，所述微控制器与所述连接器通过串口连接，所述控制单元用于对所述光模块的整体工作进行控制；
[0028]所述控制单元还包括模数转换器和数模转换器，所述模数转换器和数模转换器均受所述微控制器的控制；
[0029]所述模数转换器用于将所述光接收模块接收到的光信号转换为数字信号，再对数
字化处理后的数据进行进一步的处理、传输和存储；
[0030]所述数模转换器用于将所述光模块接收到的电信号转换为模拟信号，所述模数转换器将来自所述连接器的电信号转换为模拟电压或电流信号，通过调节所述模数转换器的输出，可以控制所述电吸收调制激光器EML的驱动电压或电流，从而实现对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，包括：所述光模块包括光发射模块、光接收模块和连接器，所述光发射模块和光接收模块分别与所述连接器上相应的引脚连接，所述连接器用于与所述光模块的主方设备连接；所述光发射模块用于将从所述连接器接收到的电信号转换为光信号并发送给对侧设备；所述光接收模块用于将从对侧设备接收到的光信号转换为电信号并通过所述连接器发送给主方设备；所述光模块还包括外壳，所述外壳设置为SFP尺寸；在主方设备设有电芯片，主方设备直接对所述电芯片进行管理。2.根据权利要求1所述的小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，在所述光发射模块与所述连接器之间还设有线性驱动器，所述线性驱动器用于接收来自所述连接器的电信号并进行线性放大，所述线性驱动器将放大后的电信号发送给所述光发射模块。3.根据权利要求2所述的小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，所述光发射模块包括电吸收调制激光器EML，所述电吸收调制激光器EML用于将来自所述线性驱动器的电信号转换为光信号；所述光发射模块还包括热电控制器TEC，所述热电控制器TEC与所述电吸收调制激光器EML连接，所述热电控制器TEC用于控制所述电吸收调制激光器EML工作环境的温度；所述电吸收调制激光器EML上还连接有监控光电管MPD和热敏电阻，所述监控光电管MPD用于监控所述电吸收调制激光器EML的发射光功率，所述热敏电阻用于监控所述电吸收调制激光器EML工作环境的温度。4.根据权利要求3所述的小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，所述线性驱动器用于产生直流偏置信号BIAS，驱动所述电吸收调制激光器EML的有源区部分，用于产生直流光，作为光信号的载波；所述线性驱动器还用于产生射频调制信号MOD，驱动所述电吸收调制激光器EML的电吸收调制部分，将电信号加载到光信号上。5.根据权利要求3所述的小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，所述光接收模块包括光电探测器，所述光电探测器用于接收来自对侧设备的光信号，并将所述光信号转换为电信号；所述光接收模块还包括线性跨组放大器，所述线性跨组放大器连接所述光电探测器，所述线性跨组放大器用于将所述电信号放大，并将放大后的电信号通过所述连接器发送给主方设备。6.根据权利要求5所述的小型化的超高速单波长有源光模块，其特征在于，所述连接器上定义了TX_VG信号引脚和RX_VG信号引脚，所述线性驱动...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱孟常，祝成军，张川，郭玲，郑庆立，
申请(专利权)人：武汉光迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：