[发明专利]一种带DDM功能的1×9低速率光模块

说明书

技术领域

本发明涉及光模块领域，具体涉及一种带DDM功能的1×9低速率光模块。

背景技术

在光通信的很多应用中，特别是在终端设备上，通常集成了大量的光模块。此时，对每个光模块的工作状态进行监控是很有必要的。具有DDM功能的光模块，终端设备可以基于SFF-8472协议实时、准确地对每个光模块的工作状态和参数进行检测、校准和控制；而不具备DDM功能的光模块，要实现对每个光模块的实时监控是非常困难的。

1×9光模块由于其结构简单、成本低、可靠性高等特点，已被广泛应用于光纤通信领域。目前，已有对带DDM功能1×9的管脚及功能实现的定义，如中国专利《一种带数字诊断功能的1×9光模块》（申请号：201120023061.1，授权公告号：CN 202004761 U），这些方案的实现如下：采用差分数据输入、输出，数据的信号类型通常为Pecl、CML或者LVDS；采用APC电路对发射功率进行控制；采用TIA对接收信号进行转化及增益控制；应用数字诊断功能芯片及EEPROM对模块的各个参数进行监控及存储。应用这类方案，1×9光模块的通信速率可以做到数Mbps到数Gbps，实现高速的信息传输。

然而，这种1×9 光模块的应用范围在一些应用领域中是受到限制的。一些工业生产中设备的状态信号、工作参数及控制信号的传输，往往是不需要太高的数据传输速率的，传输速率只需要数kbps甚至更低，这样的低频信号即使进行了信道编码，APC电路及TIA的AGC控制带来的低频截止问题也将可能使得光模块无法正常工作。设备周围电磁环境复杂，电信号在传输过程中容易受到干扰产生畸变从而导致可靠性降低，而支持高速率传输的信号电平信号摆幅通常较小，噪声容限较低，光模块可靠性降低。在有限的9个管脚中，拿出两个来做I²C总线接口，并且收发数据都采用差分信号，这样只有一个电源脚及一个地脚，由于1×9光模块pcb形状的限制，此时的电流回路会非常大，抗电磁干扰能力减弱，同时带来发端和収端串扰的问题。因此在这些应用环境中，我们需要的是工作速率能够从DC到1Mpbs、传输噪声容限更大的1×9 DDM低速率光模块。

综上所述，也就是说，现有的带DDM功能的1×9低速率光模块方案，采用管脚定义为:1、SDA；2、RD+；3、RD-；4、LOS；5、SCL；6、Vcc；7、TD-；8、TD+；9、Vee。基于该管脚定义，数据的发送和接受均采用差分形式，拿出了传统1×9光模块的収端电源和地作为I²C总线接口。在电路中，采用APC电路对发射功率进行自动控制，接收端采用TIA对接收信号进行转化及增益控制，其存在以下问题：

1）APC电路及TIA的自动增益控制存在低频截止，无法收发低速信号；

2）整个光模块只有一个电源脚和一个地脚，由于1×9光模块pcb形状的特殊性，导致电流回路较大，容易导致发射端和接收端的串扰，并且抗干扰能力较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种全新的带DDM功能的1×9低速率光模块，该光模块可以传输速率从DC到1Mpbs的低速率信号，即使信号没有进行信道编码，也可以顺利传输。

本发明进一步的目的是提供一种全新的带DDM功能的1×9低速率光模块，该光模块发射端和接收端的串扰较小，抗干扰能力强。

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种带DDM功能的1×9低速率光模块，包括发射端依次连接的激光二极管驱动单元和激光二极管，接收端依次连接的光电二极管、镜像电流源和限幅放大器；所述激光二极管驱动单元通过出光功率补偿电路与所述激光二极管连接，所述出光功率补偿电路为并联的第一热敏电阻和第一电阻；所述光电二极管输出的电流信号经所述镜像电流源镜像形成镜像电流信号，该镜像电流信号通过第二电阻转化为电压信号后通过所述限幅放大器放大输出。本发明的光模块发射部分没用采用APC电路来控制出光功率，而是采用热敏电阻补偿的方式对不同温度时的出光功率进行补偿；接收部分没有采用集成TIA及AGC控制，而是直接用一电阻将光电二极管PD的电流信号转化为电压信号。这样用分离元件建立的电路与用APC电路及AGC电路相比，出光、收光的稳定性有所降低，不能传输较高速率的信号，但是对于低速率传输的信号来说是足够的，可以传输速率从直流DC到1Mpbs的低速率信号。且使得光模块的结构简单，功耗较低，不存在低频截止问题，低频可以工作到直流DC。这样，设备端的低频数据即使不进行扰码，也可以顺利传输，简化了设备端的软硬件配置。