一种多速率10kmQSFP28光模块的制作方法

一种多速率10km qsfp28光模块
技术领域
1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种多速率10km qsfp28光模块。


背景技术：

2.城域网(metropolitan area network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网，简称man，属于宽带局域网。随着互联网业务及各种增值业务的不断发展，城域网要求的带宽也越来越宽，当前的城域网已经成为了业务发展的“瓶颈”。此外，多种类型的业务对城域网的综合接入和处理，也提出了较高的要求。
3.qsfp是由国际知名的通讯设备厂商发起并制定的40g和100g可插拔光模块的多源协议(msa)中规范的封装形式。
4.目前，112g多速率10km qsfp28光模块主要是用来满足103.12gb/s的以太网传输要求，然而个别客户还要求满足otu4的111.809gb/s和32g fc的112.2gb/s以及向下兼容的8g fc的8.5gb/s和16g fc的14.025gb/s，目前的光模块无法同时满足多个速率的需求。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供一种多速率10km qsfp28光模块，能够同时支持多个不同速率。
6.为了达到上述目的，本发明解决技术问题的技术方案是提供一种多速率10km qsfp28光模块，包括：底座；
7.光接收单元、数字诊断单元、接口单元、光发射单元，所述光接收单元和所述光发射单元分别与所述数字诊断单元连接，所述光接收单元和所述光发射单元向所述数字诊断单元提供光检测信号；所述光接收单元与所述接口单元连接，将接收的光信号转换为电信号输出；所述光发射单元与所述接口单元连接，将所述接口单元输入的电信号转换为光信号输出，所述数字诊断单元与所述接口单元连接，所述数字诊断单元处理所述光检测信号得到数字诊断信号并通过所述接口单元发送到外部的通讯设备；
8.其中，所述光接收单元包括按照光电路传播顺序连接的波分解复用光学电路、光接收电路，所述波分解复用光学电路接收传来的光输入信号，并将接收的所述光输入信号进行解复用形成由所述光接收电路接收的分解信号，所述光接收电路接收传来的分解信号，并将其转换成为电信号；
9.所述光发射单元包括波分复用光学电路、光发射电路、激光器驱动器，所述激光器驱动器将所述接口单元发送来的信号传入所述光发射电路，所述光发射电路将输入的信号转换成光信号输出到所述波分复用光学电路，经过波分复用光学电路的复用功能后，产生光信号并对外传输。
10.进一步，所述光接收单元还包括跨阻放大电路、时钟数据恢复电路，所述跨阻放大电路与所述光接收电路以及所述时钟数据恢复电路电连接，所述时钟数据恢复电路与所述接口单元电连接，所述光接收电路产生的电信号经过所述跨阻放大电路放大并传输到所述
时钟数据恢复电路，进行时钟数据采样和缓存处理，转换后的信号传输到所述接口单元。
11.进一步，所述光发射单元还包括预加重时钟数据恢复电路，所述预加重时钟数据恢复电路与所述接口单元以及所述激光器驱动器电连接，所述预加重时钟数据恢复电路接收所述接口单元的输入信号，并进行调制预加重处理，同时进行时钟数据采样和缓存处理，再经所述激光器驱动器将信号传入所述光发射电路。
12.进一步，所述数字诊断单元包括逻辑控制电路以及信号转换电路，所述逻辑控制电路分别与所述时钟数据恢复电路以及所述预加重数据恢复电路电连接，以采集、处理和监控所述时钟数据恢复电路以及所述预加重数据恢复电路44的数据，所述逻辑控制电路的内部存储器存储模块信息和用户信息，所述信号转换电路与所述光接收电路和所述激光驱动电路连接，完成模拟信号和数字信号之间的转换。
13.进一步，所述信号转换电路具有d/a转换器以及a/d转换器，所述d/a转换器与所述激光驱动电路以及所述逻辑控制电路电连接，能够将所述逻辑控制电路的数字信号转换成所述激光驱动电路能够接收的模拟信号；所述a/d转换器与所述逻辑控制电路以及所述光接收电路电连接，能够将所述光接收电路发出的模拟信号转换成所述逻辑控制电路能够接收的数字信号。
14.进一步，所述光接收电路包括光接收芯片u62、电容c29、电容c28，所述光接收芯片u62的out0n引脚、out0p引脚、out1n引脚、out1p引脚、out2n引脚、out3p引脚、out3n引脚、out3p引脚与所述跨阻放大电路电连接，所述光接收芯片u62的rssi3引脚与所述信号转换电路电连接，所述电容c29一端、所述电容c28一端与所述光接收芯片u62的vcc4引脚电连接；所述电容c29另一端、所述电容c28另一端接地。
15.进一步，所述时钟数据恢复电路包括放大芯片u3、电容c13、电容c14、电容c21、电容c24、电容c30、电容c31、电容c36、电容c38，所述电容c13一端、所述电容c14一端、所述电容c21一端、所述电容c24一端、所述电容c30一端、上电容c31一端、所述电容c36一端、所述电容c38一端分别与所述放大芯片u3的r1n1 引脚、r1n1-引脚、r1n2-引脚、r1n2 引脚、r1n3-引脚、r1n3 引脚、r1n4-引脚、r1n4 引脚电连接，所述电容c13另一端、所述电容c14另一端、所述电容c21另一端、所述电容c24另一端、所述电容c30另一端、上电容c31另一端、所述电容c36另一端与所述光接收芯片u62电连接；所述放大芯片u3的cs引脚、intrpt引脚与所述数字诊断单元电连接，所述放大芯片u3的rout1-引脚、rout1 引脚、rout1-引脚、rout2-引脚、rout2 引脚、rout3-引脚、rout3 引脚、rout4-引脚、rout4 引脚与所述接口单元电连接。
16.进一步，所述光发射电路包括光发射芯片u15、电阻r6、电容c34，所述电阻r6一端、所述电容c34一端与所述光发射芯片u15的rth引脚电连接，所述电容c34另一端接地；所述光发射芯片u15的si3p引脚、si3n引脚、si2p引脚、si2n引脚、si1p引脚、si1n引脚、si0p引脚、si0n引脚与所述激光驱动电路电连接。
17.进一步，所述预加重时钟数据恢复电路包括恢复芯片u14、电阻r101、电阻r102、电容c49、电容c253、电容c254、电感l18、电感l20、电感l22、电感l23、电感l24、电感l28，所述电阻r101一端、所述电阻r102一端与所述恢复芯片u14的config引脚电连接，所述电阻r101另一端接地，所述电阻r102另一端与所述电容c49一端电连接，所述电容c49另一端接地；所述电容c253一端、所述电容c254一端与所述恢复芯片u14的vcc_cap引脚电连接，所述电容
c253另一端、所述电容c254另一端接地；所述恢复芯片u14的vccl1引脚、vccl2引脚、vccl3引脚、vccl4引脚、vccl5引脚、vccl6引脚分别与所述电感l28、所述电感l22、所述电感l24、所述电感l23、所述电感l18、所述电感l20电连接。
18.进一步，所述逻辑控制电路包括逻辑控制芯片u8、电容c54、电容c61、电容c63、电容c276、电容c277、电阻r8、电阻r89，所述电容c54一端与所述逻辑控制芯片u8的p1.0引脚电连接，所述电容c54另一端接地；所述电容c61一端、所述电容c63一端与所述逻辑控制芯片u8的vdd引脚电连接，所述c61另一端、所述电容c63另一端接地；所述电容c276一端、所述电容c277一端与所述电阻r89一端电连接，所述电阻r89另一端与所述逻辑控制芯片u8的rstb引脚电连接，所述电容c276另一端、所述电容c277另一端接地，所述电阻r8一端与所述逻辑控制芯片u8的p1.0引脚电连接，所述电阻r8另一端接地。
19.与现有技术相比，本发明所提供的多速率10km qsfp28光模块具有以下有益效果：
20.本发明支持112g多速率10km qsfp28光模块，其采用了波分复用光学电路以及波分解复用光学电路，使得多个波长的光信号合成一束，使光模块能够适合多个固定速率，这样增强了112g 10km qsfp28光模块的通用性；光接收单元和光发射单元集成有时钟数据恢复电路，具有很好的高频去抖特性，有利于在网络通讯中同步数据在传输过程中时钟数据的恢复。
附图说明
21.图1为本发明第一实施例提供的一种多速率10km qsfp28光模块的模块图；
22.图2为图1中光接收电路的电路图；
23.图3为图1中时钟数据恢复电路的电路图；
24.图4为图1中光发射电路的电路图；
25.图5为图1中预加重时钟数据恢复电路的电路图；
26.图6为图1中逻辑控制电路的电路图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
28.请参阅图1，本发明第一实施例提供的一种多速率10km qsfp28光模块，其包括：光接收单元1、数字诊断单元2、接口单元3、光发射单元4；所述光接收单元1和所述光发射单元4分别与所述数字诊断单元2连接，所述光接收单元1和所述光发射单元4向所述数字诊断单元2提供光检测信号；所述光接收单元1与所述接口单元3连接，将接收的光信号转换为电信号输出；所述光发射单元4与所述接口单元3连接，将所述接口单元3输入的电信号转换为光信号输出，所述数字诊断单元2与所述接口单元3连接，所述数字诊断单元2处理所述光检测信号得到数字诊断信号并通过所述接口单元3发送到外部的通讯设备。
29.具体的，结合图2和图3，所述光接收单元1包括按照光电路传播顺序连接的波分解复用光学电路11、光接收电路12、跨阻放大电路13、时钟数据恢复电路14，其中，所述波分解复用光学电路11接收传来的光输入信号，并将接收的所述光输入信号进行解复用形成由所
述光接收电路12接收的分解信号，所述光接收电路12接收传来的分解信号，并将其转换成为电信号，所述电信号经过所述跨阻放大电路13放大并传输到所述时钟数据恢复电路14，进行时钟数据采样和缓存处理，转换后的信号传输到所述接口单元3。
30.具体的，所述光接收单元1内包含有四个所述光接收电路12，所述波分解复用光学电路11接收传来的光输入信号，并将接收的所述光输入信号进行解复用，分成四路分解信号，再分别由四个所述光接收电路12接收，每个所述光接收电路12接收所述分解信号，并将其转换成为电信号。
31.具体的，所述光发射单元4包括波分复用光学电路41、光发射电路42、激光器驱动器43以及预加重时钟数据恢复电路44，所述预加重时钟数据恢复电路44与所述接口单元3连接以接收所述接口单元3的输入信号，并进行调制预加重处理，同时进行时钟数据采样和缓存处理，再经所述激光器驱动器43将信号传入所述光发射电路42，所述光发射电路42将输入的信号转换成光信号输出到所述波分复用光学电路41，经过波分复用光学电路41的复用功能后，光信号对外传输。
32.具体的，所述光发射单元4包括四个所述光发射电路42、四个所述激光器驱动器43，四个所述光发射电路52与所述波分复用光学电路41电连接，并与四个所述激光器驱动器43一一对应电连接，四个所述激光器驱动器43与所述预加重时钟数据恢复电路44电连接。
33.具体的，所述数字诊断单元2包括逻辑控制电路21以及信号转换电路22，所述逻辑控制电路21分别与所述时钟数据恢复电路13以及所述预加重数据恢复电路44电连接，以采集、处理和监控所述时钟数据恢复电路13以及所述预加重数据恢复电路44的数据，所述逻辑控制电路21的内部存储器存储模块信息和用户信息，所述信号转换电路22与所述光接收电路12和所述激光驱动电路43连接，完成模拟信号和数字信号之间的转换。
34.可以理解的，所述信号转换电路22具有d/a转换器以及a/d转换器，所述d/a转换器与所述激光驱动电路43以及所述逻辑控制电路21电连接，能够将所述逻辑控制电路21的数字信号转换成所述激光驱动电路43能够接收的模拟信号；所述a/d转换器与所述逻辑控制电路21以及所述光接收电路12电连接，能够将所述光接收电路12发出的模拟信号转换成所述逻辑控制电路21能够接收的数字信号。
35.具体的，如图2所示，所述光接收电路12包括光接收芯片u62、电容c29、电容c28，所述光接收芯片u62的out0n引脚、out0p引脚、out1n引脚、out1p引脚、out2n引脚、out3p引脚、out3n引脚、out3p引脚与所述跨阻放大电路13电连接，所述光接收芯片u62的rssi3引脚与所述信号转换电路22电连接，所述电容c29一端、所述电容c28一端与所述光接收芯片u62的vcc4引脚电连接；所述电容c29另一端、所述电容c28另一端接地。
36.在本实施例中，所述光接收芯片u62的具体型号为lan_wdm_rosa。
37.具体的，所述跨阻放大电路13为gn2110s 28gbps型跨阻放大器，其与所述光接收电路12以及所述时钟数据恢复电路14电连接。
38.具体的，如图3所示，所述时钟数据恢复电路14包括放大芯片u3、电容c13、电容c14、电容c21、电容c24、电容c30、电容c31、电容c36、电容c38，所述电容c13一端、所述电容c14一端、所述电容c21一端、所述电容c24一端、所述电容c30一端、上电容c31一端、所述电容c36一端、所述电容c38一端分别与所述放大芯片u3的r1n1 引脚、r1n1-引脚、r1n2-引脚、
r1n2 引脚、r1n3-引脚、r1n3 引脚、r1n4-引脚、r1n4 引脚电连接，所述电容c13另一端、所述电容c14另一端、所述电容c21另一端、所述电容c24另一端、所述电容c30另一端、上电容c31另一端、所述电容c36另一端与所述光接收芯片u62电连接；所述放大芯片u3的cs引脚、intrpt引脚与所述数字诊断单元2电连接，所述放大芯片u3的rout1-引脚、rout1 引脚、rout1-引脚、rout2-引脚、rout2 引脚、rout3-引脚、rout3 引脚、rout4-引脚、rout4 引脚与所述接口单元3电连接。
39.在本实施例中，所述放大芯片u3的具体型号为max24026。
40.具体的，如图4所示，所述光发射电路42包括光发射芯片u15、电阻r6、电容c34，所述电阻r6一端、所述电容c34一端与所述光发射芯片u15的rth引脚电连接，所述电容c34另一端接地；所述光发射芯片u15的si3p引脚、si3n引脚、si2p引脚、si2n引脚、si1p引脚、si1n引脚、si0p引脚、si0n引脚与所述激光驱动电路43电连接。
41.于本实施例中，所述光发射芯片u15的具体型号为cl 100g lan-wdm tosa。
42.具体的，所述激光器驱动器43优选为mald-37059b 25gb/s to 28gb/s四通道直调制驱动器。
43.具体的，如图5所示，所述预加重时钟数据恢复电路44包括恢复芯片u14、电阻r101、电阻r102、电容c49、电容c253、电容c254、电感l18、电感l20、电感l22、电感l23、电感l24、电感l28，所述电阻r101一端、所述电阻r102一端与所述恢复芯片u14的config引脚电连接，所述电阻r101另一端接地，所述电阻r102另一端与所述电容c49一端电连接，所述电容c49另一端接地；所述电容c253一端、所述电容c254一端与所述恢复芯片u14的vcc_cap引脚电连接，所述电容c253另一端、所述电容c254另一端接地；所述恢复芯片u14的vccl1引脚、vccl2引脚、vccl3引脚、vccl4引脚、vccl5引脚、vccl6引脚分别与所述电感l28、所述电感l22、所述电感l24、所述电感l23、所述电感l18、所述电感l20电连接。
44.在本实施例中，所述恢复芯片u14的具体型号为gn2104s。
45.具体的，如图6所示，所述逻辑控制电路21包括逻辑控制芯片u8、电容c54、电容c61、电容c63、电容c276、电容c277、电阻r8、电阻r89，所述电容c54一端与所述逻辑控制芯片u8的p1.0引脚电连接，所述电容c54另一端接地；所述电容c61一端、所述电容c63一端与所述逻辑控制芯片u8的vdd引脚电连接，所述c61另一端、所述电容c63另一端接地；所述电容c276一端、所述电容c277一端与所述电阻r89一端电连接，所述电阻r89另一端与所述逻辑控制芯片u8的rstb引脚电连接，所述电容c276另一端、所述电容c277另一端接地，所述电阻r8一端与所述逻辑控制芯片u8的p1.0引脚电连接，所述电阻r8另一端接地。
46.在本实施例中，所述逻辑控制芯片u8的具体型号为efm8lb11f32e-a-qfn32。
47.本发明支持112g多速率10km qsfp28光模块，其采用了波分复用光学电路以及波分解复用光学电路，使得多个波长的光信号合成一束，使光模块能够适合多个固定速率，这样增强了112g 10km qsfp28光模块的通用性；光接收单元和光发射单元集成有时钟数据恢复电路，具有很好的高频去抖特性，有利于在网络通讯中同步数据在传输过程中时钟数据的恢复。
48.以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明的保护范围内。