專利名稱：高速低功耗長距離傳輸用SFPplus光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光纖數(shù)據(jù)通訊及電信通訊中的光電轉(zhuǎn)換器件領(lǐng)域，特別是高速低功耗 長距離傳輸用SFP+光模塊。
背景技術(shù)：
作為光纖通信網(wǎng)的核心器件，光模塊推動了干線光傳輸系統(tǒng)向低成本，大容量，低 功耗的方向發(fā)展，使得光網(wǎng)絡(luò)的配置更加完備合理，體積越來越小，接口板包含的接口密度 越來越高。光模塊是由光電子器件，功能電路和光電接口等結(jié)構(gòu)件組成，光電子器件包括發(fā) 射和接收兩部分對于不同的應(yīng)用，發(fā)射部分包括LED， VCSEL， FP， DFB，和EML等幾種光源， 接收部分包括PIN和APD兩種類型光探測器。對于用于大容量長距離光傳輸系統(tǒng)用的高速 光模塊，光源需要采取制冷的EML激光器組件以及高功耗的EML激光驅(qū)動器，這樣，整個高 速光模塊的功耗很難降低。另外，由于目前市場上的溫度控制器的功耗也很高，尤其是其效 率在低的制冷電流下非常低，導(dǎo)致整個光模塊的功耗進(jìn)一步增大。 特別是SFP+光模塊中采用EML激光器驅(qū)動模塊驅(qū)動EML激光器組件，EML激光器 驅(qū)動模塊產(chǎn)生較大功耗；EML激光器組件的溫度調(diào)節(jié)是在全溫條件下將EML激光器設(shè)定在 一個溫度T下，通過高溫制冷，低溫加熱的方式實(shí)現(xiàn)全溫下激光器工作在T溫度，這樣溫差 越大，需要加熱或者制冷的程度越高，所消耗的功率越大。EML激光器的偏置電流輸入采用 MOS管的直流電流源，為了限制電流的大小，需要串聯(lián)一個限流電阻，這個限流電阻將浪費(fèi) 電源的功耗，直接采用電源電壓也使得功耗難以降低。以上技術(shù)方案均是造成現(xiàn)有SFP+光 模塊高功耗的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能夠有效降低功耗的高速低功耗 長距離傳輸用SFP+光模塊。 本發(fā)明的高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊，包括電接口、光纖輸入輸出接口、 SFP+光 模塊內(nèi)的EML激光器組件以及光探測器組件，還包括微控制器以及連接于SFP+光模塊電接 口與EML激光器組件之間的低功耗匿L激光器驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動EML激光器組件；現(xiàn)有 SFP+光模塊中采用EML激光器驅(qū)動模塊驅(qū)動EML激光器組件，EML激光器驅(qū)動模塊產(chǎn)生較 大功耗，本發(fā)明中采用低功耗匿L激光器驅(qū)動模塊代替EML激光器驅(qū)動模塊來驅(qū)動EML激 光器組件，以求達(dá)到降低功耗的效果；以適當(dāng)?shù)淖杩蛊ヅ潆娐纷畲笮实卣{(diào)制EML激光器 組件的電吸收調(diào)制器； 匿L激光器驅(qū)動EML激光器組件受微處理器的控制，在微處理器的控制下調(diào)節(jié)交 叉點(diǎn)，控制輸出電壓幅度以及預(yù)加重的功能，實(shí)現(xiàn)驅(qū)動EML激光器組件的功能。
作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，特別是為了進(jìn)一步降低功耗，還可作出如下改進(jìn)所述 EML激光器組件采用半制冷方式，將EML激光器組件的工作溫度范圍劃分為兩個及以上溫度區(qū)間，每一溫度區(qū)間對應(yīng)一個區(qū)間內(nèi)的設(shè)定溫度值，微控制器通過ADC采樣EML激光器內(nèi)部熱敏電阻的電壓，從而探測激光器內(nèi)部的溫度，判斷屬于哪一個溫度區(qū)間，微控制器通過溫度控制電路設(shè)定EML激光器組件的溫度為該溫度區(qū)間對應(yīng)的設(shè)定溫度值，并通過溫度控制電路將EML激光器溫度鎖定在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。EML激光器的最佳工作是在常溫，對于商業(yè)應(yīng)用來說，要能工作在_5攝氏度到70攝氏度，所以必須在低溫時加熱激光器，高溫時制冷激光器，現(xiàn)有的做法是全溫條件下將EML激光器設(shè)定在一個溫度T下，通過高溫制冷，低溫加熱的方式實(shí)現(xiàn)全溫下激光器工作在T溫度，這樣溫差越大，需要加熱或者制冷的程度越高，所消耗的功率越大。本發(fā)明將激光器設(shè)定在幾個溫度比如T1，T2，T3，T2為常溫，Tl靠近低溫，T3靠近高溫，這樣在溫度較低的情況下激光器工作在Tl溫度，溫度較高的情況下工作在T3溫度，縮小了溫差，加熱制冷所耗的功率就比較小。通過劃分成多個溫度區(qū)間并設(shè)對應(yīng)目標(biāo)溫度值，降低溫度需要調(diào)節(jié)的幅度，從而降低功耗。 為保證EML激光器組件準(zhǔn)確地工作在設(shè)定的溫度下，采用軟件PID算法控制高效率DC/DC轉(zhuǎn)換器的方式實(shí)現(xiàn)自動調(diào)整。PID控制環(huán)就是利用自動控制原理，將EML激光器內(nèi)采集到的溫度反饋給微處理器，微處理器將這個溫度和設(shè)定的工作溫度進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的情況去對溫度控制電路做相應(yīng)的調(diào)整，溫度控制電路根據(jù)微處理器的輸出去控制EML激光器的制冷加熱器，使工作溫度盡量靠近設(shè)定溫度，即激光器工作在給定的溫度條件下。 采用脈寬調(diào)制偏置電流產(chǎn)生電路提供EML激光器的偏置電流輸入，微處理器輸出控制P麗脈寬調(diào)制偏置電流產(chǎn)生電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器，根據(jù)需要輸出占空比不同的信號，再經(jīng)濾波電路處理后為EML激光器提供偏置電流?，F(xiàn)有技術(shù)中，EML激光器的偏置電流輸入采用MOS管的直流電流源，為了限制電流的大小，需要串聯(lián)一個限流電阻，這個限流電阻將浪費(fèi)電源的功耗，直接采用電源電壓也使得功耗難以降低，本發(fā)明采用了低功耗的DC/DC轉(zhuǎn)換器提供EML激光器精密直流恒流電流源。 本發(fā)明的高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊與現(xiàn)有技術(shù)相比，有如下積極效果 本發(fā)明的高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊，從多個方面做出改進(jìn)，降低了光模塊的功耗、提高了精度。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 本實(shí)施例的高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊，如圖1所示，包括電接口 、光纖輸入輸出接口、3 +光模塊內(nèi)的EML激光器組件以及光探測器組件，還包括連接于SFP+光模塊電接口與EML激光器組件之間的匿L激光器驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動EML激光器組件；還包
4括用于實(shí)現(xiàn)模塊各項(xiàng)功能的微控制器；本發(fā)明中采用低功耗匿L激光器驅(qū)動模塊代替EML 激光器驅(qū)動模塊來驅(qū)動EML激光器組件，以求達(dá)到降低功耗的效果； EML激光器組件采用半制冷方式，EML激光器的最佳工作是在常溫，對于商業(yè)應(yīng)用 來說，要能工作在_5攝氏度到70攝氏度，將激光器設(shè)定在3個溫度比如5攝氏度，20攝氏 度，40攝氏度，這樣在溫度較低的情況下即10攝氏度以下，激光器工作在5攝氏度；溫度在 10攝氏度到30攝氏度時設(shè)定工作溫度為20攝氏度；溫度較高的情況下即30攝氏度以上 時，工作在40攝氏度，縮小了變換溫差，加熱制冷所耗的功率就比較小。
采用軟件PID算法控制高效率DC/DC轉(zhuǎn)換器的方式自動調(diào)整EML激光器組件的工 作溫度，將EML激光器內(nèi)采集到的溫度反饋給微處理器，微處理器將這個溫度和設(shè)定的工 作溫度進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的情況去對溫度控制電路做相應(yīng)的調(diào)整，溫度控制電路根據(jù) 微處理器的輸出去控制EML激光器的制冷加熱器，使工作溫度盡量靠近設(shè)定溫度，即激光 器工作在給定的溫度條件下。 軟件PID算法EML激光器內(nèi)部溫度通過熱敏電阻阻值表示，根據(jù)ADC采樣EML激 光器的熱敏電阻算出其溫度并與設(shè)置的溫度進(jìn)行比較，將差值進(jìn)行比例積分和微分處理， 并將處理的結(jié)果用于控制DAC輸出。DC/DC轉(zhuǎn)換器根據(jù)DAC輸入值轉(zhuǎn)換成輸出電壓，并作用 于EML激光器的電偶，控制電偶上電流的方向和大小，從而達(dá)到加熱或制冷激光器的目的。
采用脈寬調(diào)制偏置電流產(chǎn)生電路提供EML激光器的偏置電流輸入，脈寬調(diào)制偏置 電流產(chǎn)生電路就是DC/DC轉(zhuǎn)換器加上濾波網(wǎng)絡(luò)。微處理器輸出控制P麗脈寬調(diào)制偏置電流 產(chǎn)生電路的DC/DC轉(zhuǎn)換器，根據(jù)需要輸出占空比不同的信號，再經(jīng)濾波電路處理后為EML激 光器提供偏置電流。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
高速低功耗長距離傳輸用SFPplus光模塊，包括電接口、光纖輸入輸出接口、SFP+光模塊內(nèi)的EML激光器組件以及光探測器組件，其特征在于還包括微控制器以及連接于SFP+光模塊電接口與EML激光器組件之間的低功耗DML激光器驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動EML激光器組件。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速低功耗長距離傳輸用SFPplus光模塊，其特征在于所 述EML激光器組件采用半制冷方式，將EML激光器組件的工作溫度范圍劃分為兩個及以上 溫度區(qū)間，每一溫度區(qū)間對應(yīng)一個區(qū)間內(nèi)的設(shè)定溫度值，微控制器通過ADC采樣EML激光器 內(nèi)部熱敏電阻的電壓，從而探測激光器內(nèi)部的溫度，判斷屬于哪一個溫度區(qū)間，微控制器通 過溫度控制電路設(shè)定EML激光器組件的溫度為該溫度區(qū)間對應(yīng)的設(shè)定溫度值，并通過溫度 控制電路將EML激光器溫度鎖定在所設(shè)定的溫度范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高速低功耗長距離傳輸用SFPplus光模塊，其特征在于為 保證EML激光器組件準(zhǔn)確地工作在設(shè)定的溫度下，采用PID控制環(huán)的方式自動調(diào)整。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速低功耗長距離傳輸用SFPplus光模塊，其特征在于采 用脈寬調(diào)制偏置電流產(chǎn)生電路提供EML激光器的偏置電流輸入。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速低功耗長距離傳輸用SFP+光模塊，包括電接口、光纖輸入輸出接口、SFP+光模塊內(nèi)的EML激光器組件以及光探測器組件，還包括連接于SFP+光模塊電接口與EML激光器組件之間的DML激光器驅(qū)動模塊，用于驅(qū)動EML激光器組件；還包括微控制器連接SFP+光模塊電接口以及DML激光器驅(qū)動模塊。從多個方面做出改進(jìn)，降低了光模塊的功耗、提高了精度。
文檔編號G02B6/42GK101726810SQ200910310548
公開日2010年6月9日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者T·里爾杰伯格, 曾令瓊, 胡朝陽 申請人:索爾思光電(成都)有限公司