一种SFP前端电路及路由器的制作方法

一种sfp前端电路及路由器
技术领域
1.本技术属于通信技术领域，尤其涉及一种sfp前端电路及路由器。


背景技术：

2.sfp接口是一种实现千兆光电信号转换的接口，其主要用于信号转换和数据传输。目前sfp 接口已经可以实现1g、2.5g和10g速率的兼容，随着sfp接口被越来越广泛地使用，在部分路由器上也常见增加了sfp接口，丰富产品使用场景。
3.然而，sfp工作过程中，serdes信号及倍频信号不可避免地对无线路由器产生干扰。对于单一使用1g、2.5g、10g的sfp模块，干扰信号的频率特征也比较单一，可以设定单一的滤波器实现干扰抑制，但对于高速率sfp模块，往下兼容低速率模块的时候，单一的滤波器设计无法满足多种干扰抑制。如果只是单纯地将多种滤波器串联实现多频抑制，则会形成较大损耗，从而影响信号质量，尤其对于10g速率的模块，严重时可能影响到信号传输的连通性。


技术实现要素：

4.本实用新型提供了一种sfp前端电路及路由器，旨在解决sfp工作过程中的电磁干扰问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种sfp前端电路，与sfp光模块和通信模块连接，包括：
6.多个滤波器，多个所述滤波器的滤波频段不同；
7.第一选通模块，与所述sfp光模块和多个所述滤波器连接，用于接收第一选通控制信号，并根据所述第一选通控制信号将所述sfp光模块连接至多个所述滤波器中的目标滤波器；
8.第二选通模块，与所述通信模块和多个所述滤波器连接，用于接收第二选通控制信号，并根据所述第二选通控制信号将通信模块连接至所述目标滤波器。
9.在一个实施例中，多个所述滤波器至少包括：
10.第一滤波器，连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间，用于滤除第一滤波频段信号；
11.第二滤波器，连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间，用于滤除第二滤波频段信号；以及
12.第三滤波器，连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间，用于滤除第三滤波频段信号；
13.其中，所述第二滤波频段信号的频率小于所述第三滤波频段信号的频率，且大于所述第一滤波频段信号的频率。
14.在一个实施例中，所述第一选通模块为一分多选通开关，所述第二选通模块为多合一选通开关；
15.所述一分多选通开关的输入端与所述sfp光模块连接，所述一分多选通开关的多个输出端分别与多个所述滤波器一一对应连接；
16.所述多合一选通开关的多个输入端分别与多个所述滤波器一一对应连接，所述多合一选通开关的输出端连接所述通信模块。
17.在一个实施例中，所述滤波器至少包括：滤波电容和滤波电感；
18.所述滤波电容的第一端连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间的信号线，所述滤波电容的第二端连接所述滤波电感的第一端，所述滤波电感的第二端接地。
19.在一个实施例中，多个所述滤波器至少包括：
20.可调滤波器，连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间，用于根据接收的滤波可调信号调节滤波频段。
21.在一个实施例中，所述可调滤波器至少包括：可调电容和可调电感；
22.所述可调电容的第一端连接于所述第一选通模块和所述第二选通模块之间的信号线，所述可调电容的第二端连接所述可调电感的第一端，所述可调电感的第二端接地。
23.在一个实施例中，所述通信模块与所述sfp光模块、所述第一选通模块、所述第二选通模块连接；
24.所述通信模块还用于接收所述sfp光模块的速率信号，并根据所述速率信号生成所述第一选通控制信号和所述第二选通控制信号。
25.在一个实施例中，所述sfp光模块包括sfp插槽，所述sfp插槽用于接入光模块，所述通信模块通过iic接口与所述sfp光模块连接。
26.在一个实施例中，所述通信模块通过iic接口读取所述光模块中的存储芯片内存储的速率信号。
27.本技术实施例第二方面还提供了一种路由器，包括：sfp光模块；通信模块；以及如上述任一项所述的sfp前端电路，所述sfp前端电路分别与所述sfp光模块和所述通信模块连接。
28.本实用新型的有益效果：第一选通模块与sfp光模块连接，第二选通模块与通信模块连接，通过在第一选通模块和第二选通模块之间设置多个滤波频段不同的滤波器，由第一选通模块根据第一选通控制信号将sfp光模块连接至多个滤波器中的目标滤波器，并由第二选通模块根据第二选通控制信号将通信模块连接至目标滤波器，使得该选定的目标滤波器对sfp光模块与通信模块之间的通信信号中的指定频段信号进行抑制，从而通过这种滤波器组合的方式解决不同速率的sfp模块存在的电磁干扰问题。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1为本技术实施例提供的sfp前端电路的结构示意图一；
31.图2为本技术实施例提供的sfp前端电路的结构示意图二；
32.图3为本技术实施例提供的sfp前端电路的结构示意图三；
33.图4为本技术实施例提供的sfp前端电路的结构示意图四；
34.图5为申请实施例提供的sfp前端电路的滤波频点为2437mhz的效果示意图；
35.图6为申请实施例提供的sfp前端电路的滤波频点为5312mhz的效果示意图；
36.图7为申请实施例提供的sfp前端电路的滤波频点为5781mhz的效果示意图。
具体实施方式
37.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
38.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含一系列步骤或单元的过程、方法或系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同对象，而非用于描述特定顺序。
39.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种sfp前端电路，参见图图1所示，sfp前端电路与sfp光模块100和通信模块500连接，sfp前端电路包括：多个滤波器300、第一选通模块200、第二选通模块400。
40.具体的，第一选通模块200与sfp光模块100连接，第二选通模块400与通信模块500连接，多个滤波器300的滤波频段不同；第一选通模块200与sfp光模块连接100，第一选通模块200接收第一选通控制信号，并根据第一选通控制信号将sfp光模块100连接至多个滤波器中的目标滤波器；第二选通模块400用于接收第二选通控制信号，并根据第二选通控制信号将通信模块500连接至目标滤波器。
41.在本实施例中，通过在第一选通模块200和第二选通模块400之间设置多个滤波频段不同的滤波器300，由第一选通模块200根据第一选通控制信号将sfp光模块100连接至多个滤波器300中的目标滤波器，并由第二选通模块400根据第二选通控制信号将通信模块500连接至目标滤波器，使得该选定的目标滤波器对sfp光模块与通信模块之间的通信信号中的指定频段信号进行抑制，从而通过这种滤波器组合的方式解决不同速率的sfp模块存在的电磁干扰问题。
42.在具体应用中，由于每个滤波器300分别对应一种滤波频段或者频点的信号，每种滤波频段或者频点的信号对应一种速率的sfp光模块100，通过多种滤波器300组合，可以基于sfp光模块100的信号传输速率选择接入对应的滤波器300，从而滤除对应频段的信号，解决了不同速率的sfp模块的电磁干扰问题。
43.在一个实施例中，参见图2所示，多个滤波器至少包括：第一滤波器310、第二滤波器320以及第三滤波器330。
44.第一滤波器310连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于滤除第一滤波频段信号；第二滤波器320连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于滤除第二滤波频段信号；第三滤波器330连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于
滤除第三滤波频段信号。在本实施例中，第二滤波频段信号的频率小于第三滤波频段信号的频率，且大于第一滤波频段信号的频率，从而通过三种滤波器针对sfp光模块与通信模块之间的通信信号中的指定频段信号进行抑制。
45.在一个具体应用实施例中，第一滤波频段信号可以为以2437mhz为中心频率的频段信号，第二滤波频段信号可以为以5312mhz为中心频率的频段信号，第二滤波频段信号可以为以5781mhz为中心频率的频段信号。
46.在一个具体应用实施例中，第一滤波器310连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于滤除2437mhz的频点信号；第二滤波器320连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于滤除5312mhz的频点信号；第三滤波器330连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于滤除5781mhz的频点信号。
47.在本实施例中，结合图3所示，第一滤波器310可以为1g滤波器，第二滤波器320可以为2.5g滤波器，第三滤波器330可以为10g滤波器，1g滤波器用于滤除2437mhz频点的信号，2.5g滤波器用于滤除5312mhz频点的信号，10g滤波器用于滤除5781mhz频点的信号，解决了sfp光模块100在兼容1g、2.5g和10g速率时所产生不同的电磁干扰问题。
48.在一个具体应用实施例中，在通信模块500输出的信号通过目标滤波器滤波处理后输出至sfp光模块100时，第一选通模块200可以为多合一选通开关，第二选通模块400可以为一分多选通开关。
49.在本实施例中，第一选通模块200可以为一分多选通开关，第二选通模块400可以为多合一选通开关。
50.具体的，一分多选通开关的输入端与sfp光模块100连接，一分多选通开关的多个输出端分别与第一滤波器310、第二滤波器320以及第三滤波器330一一对应连接；多合一选通开关的多个输入端分别与第一滤波器310、第二滤波器320以及第三滤波器330一一对应连接，多合一选通开关的输出端连接通信模块500。
51.在一个具体应用实施例中，第一选通模块200可以为1分3选通开关，第二选通模块400可以为3合1选通开关，结合图2和图3所示，1分3选通开关的输入端与sfp光模块100连接，1分3选通开关的三个输出端分别与第一滤波器310、第二滤波器320以及第三滤波器330一一对应连接；3合1选通开关的三个输入端分别与第一滤波器310、第二滤波器320以及第三滤波器330一一对应连接，3合1选通开关的输出端连接通信模块500。
52.在本实施例中，1分3选通开关用于将sfp光模块100输出的信号分解为三路相同的输出信号，这三路相同的输出信号分别输出至三路滤波器，或者由第一选通控制信号选择将其中一路输出信号输出至目标滤波器，然后由第二选通控制信号选择将3合1选通开关的三个输入端中与该目标滤波器对应的输入端与输出端连通，从而将输出信号输出至通信模块500。
53.在一个具体应用中，第一选通控制信号与第二选通控制信号对应，即第一选通控制信号和第二选通控制信号分别控制第一选通模块200和第二选通模块400连通至同一目标滤波器，使得sfp光模块100输出的信号通过目标滤波器滤波处理后输出至通信模块500，或者通信模块500输出的信号通过目标滤波器滤波处理后输出至sfp光模块100。
54.在一个实施例中，滤波器300至少包括：滤波电容和滤波电感。
55.具体的，滤波电容的第一端连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间的信
号线，滤波电容的第二端连接滤波电感的第一端，滤波电感的第二端接地。
56.在本实施例中，滤波电容和滤波电感组成一个滤波器，通过设计滤波电容和滤波电感的尺寸参数或者材料系数，可以制备滤除预设频点的滤波器，第一选通模块200的多个信号端与第二选通模块400的多个信号端通过信号线一一对应连接，每个信号线上均对应设置一个滤波器。
57.在一个实施例中，多个滤波器300至少包括可调滤波器，例如，其中一个或者多个滤波器300可以为可调滤波器，或者多个滤波器300均为可调滤波器，可调滤波器连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间，用于根据接收的滤波可调信号调节滤波频段。
58.在本实施例中，通过在第一选通模块200和第二选通模块400之间设置一个可调滤波器，可以在滤波频段之外的应用场景时，通过调节可调滤波器的参数，然后将可调滤波器的滤波频段调整为与sfp光模块100的速率对应的目标频点，实现在sfp光模块100的速率超出预设范围时，依然可以对输入的信号进行针对性滤波的效果。
59.在一个实施例中，可调滤波器至少包括：可调电容和可调电感。
60.具体的，可调电容的第一端连接于第一选通模块200和第二选通模块400之间的信号线，可调电容的第二端连接可调电感的第一端，可调电感的第二端接地。
61.在本实施例中，可调电容和可调电感串联组成可调滤波器，通过对可调电容的电容值和可调电感的电感值进行调节，可以实现对可调滤波器的滤波频段的调节。
62.在一个实施例中，通信模块500与sfp光模块100、第一选通模块200和第二选通模块400连接。
63.具体的，通信模块500还用于获取sfp光模块100输入的通信信号的速率，并根据通信信号的速率生成第一选通控制信号和第二选通控制信号。
64.在一个具体应用实施例中，通信模块500还用于接收sfp光模块100的速率信号，并根据速率信号生成对应的第一选通控制信号和第二选通控制信号，从而使得第一选通模块200和第二选通模块400选择与信号速率对应的滤波器对输入和输出的信号进行滤波处理，例如，1g滤波器、2.5g滤波器、10g滤波器分别滤除2437mhz、5312mhz、5781mhz频点，由于已经将各个速率模式分开，可以进一步简化用于滤波的滤波器的结构，滤波器的结构可以是分立rc陷波器、低通滤波器等组合。
65.在一个实施例中，sfp光模块包括sfp插槽，sfp插槽用于接入光模块，通信模块500通过iic接口与sfp光模块100连接。
66.在一个实施例中，通信模块500通过iic接口读取sfp光模块100中的存储芯片eeprom内存储的速率信号。
67.在一个具体应用实施例中，结合图3所示，光模块插入sfp光模块100的sfp插槽后，sfp光模块100通过数据线sda、数据线scl与通信模块500接通，通信模块500通过iic接口采集存储在sfp光模块100中的存储芯片eeprom里的速率信息，配置serdes驱动发送相同速率信号。
68.通信模块500还通过gpio1引脚和gpio2引脚输出第一选通控制信号和第二选通控制信号，从而基于速率信息选择对应的滤波器接入，由接入的目标滤波器对通信模块500输出的信号以及输入至通信模块500的信号进行滤波处理，滤波频段与信号速率对应。
69.在一个具体应用实施例中，当通信模块500的引脚gpio1输出低电平信号，通信模
块500的引脚gpio2输出低电平信号时，第一选通模块200和第二选通模块400控制与1g滤波器连接的信号线作为信号传输线，并由1g滤波器对通信模块500和sfp光模块100之间传输的信号进行滤波处理。
70.当通信模块500的引脚gpio1输出高电平信号，通信模块500的引脚gpio2输出低电平信号时，第一选通模块200和第二选通模块400控制与2.5g滤波器连接的信号线作为信号传输线，并由2.5g滤波器对通信模块500和sfp光模块100之间传输的信号进行滤波处理。
71.当通信模块500的引脚gpio1输出低电平信号，通信模块500的引脚gpio2输出高电平信号时，第一选通模块200和第二选通模块400控制与10g滤波器连接的信号线作为信号传输线，并由10g滤波器对通信模块500和sfp光模块100之间传输的信号进行滤波处理。
72.在一个实施例中，第一选通模块200和第二选通模块400可以为高速双向开关。
73.在一个具体应用实施例中，结合图4所示，其中双向开关u1、双向开关u2、双向开关u3、双向开关u4是高速双向开关，对于每个双向开关，当其引脚sel的电平被拉低时，a端口与b端口接通(即引脚a0p和引脚b0p接通，引脚a0n和引脚b0n接通，引脚a1p和引脚b1p接通，引脚a1n和引脚b1n接通)，当其引脚sel的电平被拉高时，其a端口与c端口接通(即引脚a0p和引脚c0p接通，引脚a0n和引脚c0n接通，引脚a1p和引脚c1p接通，引脚a1n和引脚c1n接通)。
74.双向开关u1、双向开关u4的引脚sel的电平由通信模块500的引脚gpio2控制，双向开关u2、双向开关u3的引脚sel的电平由通信模块500的引脚gpio1控制，当gpio1输出低电平、gpio2输出低电平时，通信模块500的端口serdes输出serdes信号通过1g滤波器与sfp光模块100连通，当gpio1输出低电平、gpio2输出高电平时，通信模块500的端口serdes输出serdes信号通过10g滤波器与sfp光模块100连通，当gpio1输出高电平、gpio2输出低电平时，通信模块500的端口serdes输出serdes信号通过2.5g滤波器与sfp光模块100连通。
75.参见图4所示，1g滤波器、2.5g滤波器、10g滤波器可以为由电容、电感组成的lc陷波器，具体的，1g滤波器包括第一电容c1、第一电感l1、第二电容c2、第二电感l2、第三电容c3、第三电感l3、第四电容c4、第四电感l4。
76.具体的，第一电容c1、第一电感l1、第二电容c2、第二电感l2、第三电容c3、第三电感l3、第四电容c4、第四电感l4组成4根信号线的滤波器。第一电容c1、第一电感l1串联组成一个滤波器连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚b0p之间的信号线，第二电容c2、第二电感l2串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚b0n之间的信号线，第三电容c3、第三电感l3串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚b1p之间的信号线，第四电容c4、第四电感l4串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚b1n之间的信号线。
77.2.5g滤波器包括第五电容c5、第五电感l5、第六电容c6、第六电感l6、第七电容c7、第七电感l7、第八电容c8、第八电感l8。
78.具体的，第五电容c5、第五电感l5、第六电容c6、第六电感l6、第七电容c7、第七电感l7、第八电容c8、第八电感l8组成4根信号线的滤波器，第五电容c5、第五电感l5串联组成一个滤波器连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚c0p之间的信号线，第六电容c6、第六电感l6串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚c0n之间的信号线，第七电容c7、第七电感l7串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚c1p之间
的信号线，第八电容c8、第八电感l8串联组成一个滤波器，连接至双向开关u2、双向开关u3的引脚c1n之间的信号线。
79.10g滤波器包括第九电容c9、第九电感l9、第十电容c10、第十电感l10、第十一电容c11、第十一电感l11、第十二电容c12、第十二电感l12。
80.具体的，第九电容c9、第九电感l9、第十电容c10、第十电感l10、第十一电容c11、第十一电感l11、第十二电容c12、第十二电感l12组成4根信号线的滤波器，第九电容c9、第九电感l9串联组成一个滤波器连接至双向开关u1、双向开关u4的引脚c0p之间的信号线，第十电容c10、第十电感l10串联组成一个滤波器，连接至双向开关u1、双向开关u4的引脚c0n之间的信号线，第十一电容c11、第十一电感l11串联组成一个滤波器，连接至双向开关u1、双向开关u4的引脚c1p之间的信号线，第十二电容c12、第十二电感l12串联组成一个滤波器，连接至双向开关u1、双向开关u4的引脚c1n之间的信号线。
81.在本实施例中，1g滤波器、2.5g滤波器、10g滤波器的滤波频点分别为2437mhz、5312mhz、5781mhz，1g滤波器的滤波仿真的参数s11和参数s12波形曲线示意图见图5所示，2.5g滤波器的滤波仿真的参数s11和参数s12波形曲线示意图见图6所示，10g滤波器的滤波仿真的参数s11和参数s12波形曲线示意图见图7所示。
82.本技术实施例还提供了一种路由器，路由器包括：sfp光模块；通信模块；以及如上述任一项实施例所述的sfp前端电路，sfp前端电路分别与sfp光模块和通信模块连接。
83.在本实施例中，sfp光模块可以上述实施例中的sfp光模块100，通信模块可以为上述实施例中的通信模块500。
84.在一个具体的应用实施例中，sfp光模块100可以是sfp封装的热插拔小封装模块，最高速率可达10.3g，接口为lc，用于实现与光纤的信号交互，通信模块500通过sfp前端电路与sfp光模块100进行信号传输，并同时与上位机进行信号交互。
85.上述实施例中的sfp前端电路可以应用于有兼容1g、2.5g、10g速率的sfp接口的无线路由器，通过根据不同的速率选通滤波器，达到有针对性地抑制干扰信号，解决了多速率兼容的光模块无法设计滤波器的问题，例如1g模式下，滤波器只针对2437mhz的wifi频点进行抑制，实现简单。
86.在一个具体应用实施例中，通信模块500可以为路由器芯片。
87.进一步地，通过选择对应的目标滤波器接入信号线，可以减小对工作信号质量的影响，对于多速率兼容的光模块，如果考虑多个滤波器组合形成多个频点抑制，会对一些场景下的信号质量产生影响，例如对于1g的光模块使用场景，对wifi 5g频段没有影响，则无需加入5g频段的滤波器设计，这有利于保证信号质量。
88.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
89.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
90.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
91.以上所述实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实
施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本技术的保护范围之内。