本實(shí)用新型涉及光模塊領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是一種100G的QSFP28 LR4雙通道發(fā)送光模塊。

背景技術(shù)：

目前100G QSFP28 LR4光模塊通常采用收發(fā)一體模式，內(nèi)部分別集成一路并行4×25G速率光發(fā)送單元和一路并行4×25G速率光接收單元，配合對(duì)端100G LR4實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的長(zhǎng)距離（10Km）4×25G速率光信號(hào)的雙向傳輸。在某些采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式且僅要求完成數(shù)據(jù)單向傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合，如數(shù)據(jù)采集、分流等通訊設(shè)備，通常采用普通收發(fā)一體的光模塊、單路單發(fā)的光模塊或者單路單收的光模塊實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。

在目前采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)且單向傳輸?shù)膽?yīng)用場(chǎng)合，無(wú)論采用普通收發(fā)一體的光模塊，還是定制的單路單發(fā)的光模塊或者定制單路單收的光模塊，其單向傳輸速率僅為100G，具有一定的局限性，使得適用范圍受到一定限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種100G的QSFP28 LR4雙通道發(fā)送光模塊，能夠有效提高數(shù)據(jù)傳輸容量和帶寬，克服在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單向傳輸應(yīng)用場(chǎng)合僅能實(shí)現(xiàn)并行4×25G速率光信號(hào)傳輸?shù)木窒扌浴?/p>

本實(shí)用新型通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種100G的QSFP28 LR4雙通道發(fā)送光模塊，包括QSFP28電信號(hào)連接器和與QSFP28電信號(hào)連接器連接的兩路并行4×25G速率光發(fā)送鏈路。

所述的4×25G速率光發(fā)送鏈路包括按照信息傳輸方向依次連接的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元、激光器驅(qū)動(dòng)電路、激光器組件和合波器，所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)組件與QSFP28電信號(hào)連接器連接。

所述的QSFP28電信號(hào)連接器連接有微控制器，所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)組件、激光驅(qū)動(dòng)組件和激光器組件分別與微控制器連接。

所述的微控制器與激光器組件之間連接有TEC控制電路。

所述的TEC控制電路包括四路獨(dú)立的半導(dǎo)體制冷控制回路。

所述的QSFP28電信號(hào)連接器為QSFP28光模塊金手指。

所述的QSFP28電信號(hào)連接器、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元、激光器驅(qū)動(dòng)電路和激光器組件之間分別通過(guò)四路差分線連接。

所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元內(nèi)設(shè)有分別與四路差分線連接的四路獨(dú)立的速率時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)電路。

所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路包括分別與四路差分線連接的四路并行的EML激光器驅(qū)動(dòng)電路；所述的激光器組件包括分別與四路差分線連接的四路獨(dú)立的EML激光器組件。

所述的合波器連接有單模光纖；所述的微控制器連接有電源電路。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

本實(shí)用新型應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單向傳輸?shù)墓怄溌?，取消傳統(tǒng)QSFP28光模塊的光接收單元，將一路接受光單元、一路發(fā)送光單元轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕钒l(fā)送光單元，并將兩路4×25G速率光發(fā)送鏈路集成在一個(gè)小型化低功耗的QSFP28的封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)QSFP28電信號(hào)連接器的金手指電氣連接器將來(lái)自系統(tǒng)板卡雙路并行4×25G速率的電信號(hào)輸入到4×25G速率光發(fā)送鏈路內(nèi)，實(shí)現(xiàn)雙路100G速率的電信號(hào)到雙路100G速率的光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以此能夠在不增加設(shè)備端口密度和硬件成本的基礎(chǔ)上，將光模塊的單向信號(hào)發(fā)送速率提高到并行2×4×25G，且單向傳輸距離達(dá)到10Km，有效提高了數(shù)據(jù)傳輸容量和帶寬。

本實(shí)用新型中，發(fā)送鏈路其發(fā)射端的波長(zhǎng)采用LAN WDM波長(zhǎng)，即中心波長(zhǎng)依次是1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm、1309.14nm，該波長(zhǎng)系列的色散小但傳輸衰減較大，所以當(dāng)發(fā)射機(jī)輸出光功率和對(duì)端接收機(jī)的靈敏度滿足協(xié)議IEEE 802.3ba中對(duì)100GBASE-LR4的指標(biāo)要求時(shí)，可以在光鏈路不加光放大環(huán)節(jié)的情況下，傳輸距離達(dá)到10Km。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；

圖2為QSFP28電信號(hào)連接器的原理框圖；

圖3為T(mén)OSA內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例中，一種100G的QSFP28 LR4雙通道發(fā)送光模塊，包括QSFP28電信號(hào)連接器和與QSFP28電信號(hào)連接器連接的兩路并行4×25G速率光發(fā)送鏈路，通過(guò)將QSFP28電信號(hào)連接器的一路發(fā)送單元和一路接收單元轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕钒l(fā)送單元，從而實(shí)現(xiàn)雙路發(fā)送的功能。所述的QSFP28電信號(hào)連接器為QSFP28光模塊金手指，其中通過(guò)QSFP28電信號(hào)連接器的Pin2、Pin3、Pin5、Pin6、Pin33、Pin34、Pin36、Pin37管腳向第一路4×25G速率光發(fā)送鏈路傳輸電信號(hào)，并將Pin14、Pin15、Pin17、Pin18、Pin21、Pin22、Pin24、Pin25管腳的定義由電信號(hào)輸出改為電信號(hào)輸入，以此實(shí)現(xiàn)向第二路4×25G速率光發(fā)送鏈路傳輸電信號(hào)，以此能夠?qū)崿F(xiàn)在不增加設(shè)備端口密度和硬件成本的基礎(chǔ)上，將光模塊的單向信號(hào)發(fā)送速率提高到并行2×4×25G。有效提高了數(shù)據(jù)傳輸容量和帶寬?？朔藗鹘y(tǒng)收發(fā)一體光模塊或定制單發(fā)光模塊，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)單向傳輸應(yīng)用場(chǎng)合僅能實(shí)現(xiàn)并行4×25G速率光信號(hào)發(fā)送的局限性，能夠避免浪費(fèi)端口資源以及增加通訊硬件成本。

實(shí)施例2：

如圖1、圖2所示，在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的4×25G速率光發(fā)送鏈路包括按照信息傳輸方向依次連接的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元、激光器驅(qū)動(dòng)電路、激光器組件和合波器，所述的QSFP28電信號(hào)連接器、時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元、激光器驅(qū)動(dòng)電路和激光器組件之間分別通過(guò)四路差分線連接。所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)組件與QSFP28電信號(hào)連接器連接。

所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元內(nèi)置4路獨(dú)立的25G或者28G速率時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)電路，每一路時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)電路與對(duì)應(yīng)的差分線連接，對(duì)QSFP28電信號(hào)連接器輸出的25G或者28G高速傳輸信號(hào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)、重置和再生以及時(shí)鐘恢復(fù)，消除信號(hào)抖動(dòng)和時(shí)延，達(dá)到改善系統(tǒng)傳輸誤碼率，補(bǔ)償鏈路的性能下降；該時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元具備自適應(yīng)均衡、分級(jí)去加重、輸出信號(hào)擺幅調(diào)整和差分對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)極性互換等功能。

本實(shí)施例中，時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元與QSFP28電信號(hào)連接器的哪些管腳連接方式如下：Pin2/Pin3、Pin5/Pin6、Pin33/Pin34、Pin36/Pin37這四路差分輸入信號(hào)連接到第一路CDR的信號(hào)輸入端；Pin14/Pin15、Pin17/Pin18、Pin21/Pin22、Pin24/Pin25這四路差分輸入信號(hào)連接到第二路CDR的信號(hào)輸入端。

所述的激光器驅(qū)動(dòng)電路包括4路并行25G速率EML激光器驅(qū)動(dòng)輸出電路，分別給四路EML激光組件提供期望的偏置電流和電吸收偏置深度；其偏置電流大小可分別采用開(kāi)環(huán)或者閉環(huán)的控制方式，其電吸收偏置深度通常采用開(kāi)環(huán)的控制方式；此外，還提供輸出電信號(hào)上升沿和下降沿的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)光信號(hào)眼圖的交叉點(diǎn)調(diào)整。

所述的激光器組件包括4路獨(dú)立的EML激光器組件，其分別為EML TOSA0、EML TOSA1、EML TOSA2和EML TOSA3，其將4路25G速率的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成4路25G速率的光信號(hào)；每個(gè)組件由分布反饋式DFB激光器、電吸收EAM調(diào)制器和背光二極管構(gòu)成。

本實(shí)施例中，反饋式DFB激光器、電吸收EAM調(diào)制器（即電吸收調(diào)制器）和背光二極管被封裝在一個(gè)Housing內(nèi)，形成TOSA。如圖3所示，反饋式DFB激光器接IbIAS+管腳，電吸收EAM調(diào)制器（即電吸收調(diào)制器）接Signal管腳，背光二極管接PD+管腳。

其中，反饋式DFB激光器按照設(shè)定的功率大小和工作波長(zhǎng)連續(xù)發(fā)光，EAM調(diào)制器按照設(shè)定的調(diào)制深度完成光功率輸出或者關(guān)斷，背光二極管檢測(cè)實(shí)際輸出光功率的大小并按比例轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸出。

所述的合波器為L(zhǎng)AN-WDM局域網(wǎng)波分復(fù)用合波器，將四路并行輸入25G速率的光信號(hào)λ0～λ3合成單路光信號(hào)，并耦合到單模光纖輸出。

本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：

通過(guò)QSFP28電信號(hào)連接器的金手指將來(lái)自系統(tǒng)板卡的雙路并行4×25G速率電信號(hào)輸入到光模塊內(nèi)，電信號(hào)由QSFP28電信號(hào)連接器分為兩路4×25G的電信號(hào)，每一路的4×25G的電信號(hào)通過(guò)四路差分線傳輸?shù)綍r(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元內(nèi)，每一路25G電信號(hào)與獨(dú)立的25G或者28G速率時(shí)鐘信號(hào)恢復(fù)電路相對(duì)應(yīng)，經(jīng)過(guò)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元的調(diào)整再通過(guò)差分線傳輸?shù)郊す馄黩?qū)動(dòng)電路，經(jīng)過(guò)激光器驅(qū)動(dòng)電路的調(diào)整再通過(guò)四路差分線傳輸?shù)郊す馄鹘M件內(nèi)，每一路25G電信號(hào)分別與獨(dú)立的EML激光器組件相對(duì)應(yīng)，經(jīng)過(guò)激光器組件的處理，將4路電信號(hào)轉(zhuǎn)化為λ0、λ1、λ2、λ3等四路獨(dú)立的光信號(hào)，光信號(hào)傳輸至合波器之后，由合波器將四路25G速率的光信號(hào)λ0、λ1、λ2、λ3合成單路光信號(hào)，再耦合到單模光纖輸出。

通過(guò)將兩路4×25G速率光發(fā)送鏈路集成在一個(gè)小型化低功耗的QSFP28的封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)，通過(guò)QSFP28電信號(hào)連接器的金手指電氣連接器將來(lái)自系統(tǒng)板卡雙路并行4×25G速率的電信號(hào)輸入到4×25G速率光發(fā)送鏈路內(nèi)，實(shí)現(xiàn)雙路100G速率的電信號(hào)到雙路100G速率的光信號(hào)的轉(zhuǎn)換，以此能夠在不增加設(shè)備端口密度和硬件成本的基礎(chǔ)上，將光模塊的單向信號(hào)發(fā)送速率提高到并行2×4×25G，以此實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸容量和帶寬的提升，降低了使用的局限性，使得本實(shí)用新型適用范圍廣。

實(shí)施例3：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的QSFP28電信號(hào)連接器連接有微控制器，所述的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)組件、激光驅(qū)動(dòng)組件和激光器組件分別與微控制器連接。微控制器通過(guò)IIC接口與系統(tǒng)板塊電路實(shí)現(xiàn)通訊互連；微控制器單元對(duì)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)組件、激光驅(qū)動(dòng)組件和激光器組件的供電部分實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)、控制和監(jiān)控。微控制器單元監(jiān)控光模塊的實(shí)時(shí)工作溫度和實(shí)時(shí)工作電壓，提供相應(yīng)的告警和保護(hù)；微控制器單元通過(guò)IIC通訊接口對(duì)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)單元實(shí)施初始化配置、參數(shù)控制及狀態(tài)監(jiān)測(cè)；微控制器單元利用模數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC對(duì)共計(jì)8路的EML激光器組件實(shí)現(xiàn)激光器工作穩(wěn)定、偏置電流和輸出光功率實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和告警；微控制器單元配合數(shù)模轉(zhuǎn)換電路DAC對(duì)激光器驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)偏置電流、EA調(diào)制深度和交叉點(diǎn)的調(diào)整。

本實(shí)施中，系統(tǒng)板塊電路指交換機(jī)或采集器等通訊板塊。

實(shí)施例4：

在實(shí)施例3的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的微控制器與激光器組件之間連接有TEC控制電路。TEC控制電路包括4路獨(dú)立的半導(dǎo)體制冷控制回路，結(jié)合對(duì)應(yīng)EML激光器內(nèi)部的溫度熱敏電阻反饋，采用PID硬件回路控制，實(shí)現(xiàn)激光器工作溫度的閉環(huán)控制和調(diào)整，確保激光器在全溫工作范圍-5℃～70℃內(nèi)，其輸出光波長(zhǎng)工作在期望的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)，按照100GBASE-LR4的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，使合波器輸出的四路光信號(hào)的中心波長(zhǎng)依次是1295.56nm、1300.05nm、1304.58nm和1309.14nm，波長(zhǎng)偏差范圍為±1nm。

實(shí)施例5：

在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例中，所述的微控制器連接有電源電路。所述的電源電路提供+4.3V，+3.3V，+1.8V，-2V電源電壓輸出，結(jié)合微控制器114單元，實(shí)現(xiàn)電源電壓輸出調(diào)整、控制、監(jiān)控及告警。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。