[发明专利]155M超低功耗工业级2×5SFFLVDS电平兼容光模块

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着光纤通信技术的飞速发展，光模块的应用越来越普遍。光模块使用的芯片方案不计其数，而且各大设备厂家使用的交换机芯片也各有不同，但是不同的芯片输入输出电平是不同的。因此，不同方案芯片的光模块与不同的交换机互连，如果电平不匹配光模块和交换机是不能正常通信的。随着高速数据传输业务需求的增加，如何高质量地解决高速IC芯片间的互连变得越来越重要。

芯片间互连通常有三种接口：PECL(正射极耦合逻辑)、LVDS(低压差分信号)、CML(电流模式逻辑)。现有相关光模块一般在遇到信号电平不匹配时，最常用的是选择与交换机设备相对应的电平芯片来满足匹配。

光模块小封装、低功耗、高可靠性的要求趋势越来越明显。然而，光模块封装越来越小，散热就成为了最大的问题，特别是在工业控制类设备厂商，功耗要求低，温度范围宽，同一台设备上开始应用大密度高集成度的光模块，模块功耗高，拉高了整体设备的功耗，导致温度升高，设备运行故障，无法通信的问题发生。因此，要解决该问题，必须降低光模块的功耗。

现有传统降低光模块功耗的方法大致都是选用低功耗的集成芯片和高斜向率、高耦合效率、以及发光效率高的激光器组件进行匹配。

如图2所示，现有的光模块包括光发射器件、光接收器件、激光驱动器、限幅放大器和MCU均为有源器件，根据光模块协议标准，供电电压为3.3V。

现有的光模块在电平兼容匹配方面存在以下不足：

1、遇到信号电平不匹配时，通过更换IC芯片来满足于交换机设备互连，无法实现1对多的匹配方式，因为各个厂家交换机设备芯片的电平方式也有不同，通过更换芯片效率很低，成本也会增加；

2、通过更换芯片来满足电平匹配还有一大弊端，就是能满足PIN-PIN兼容的不同电平方式的IC芯片是很少的，更换芯片很有可能意味着需要重新设计原理图和PCB图，以及加工和调试，周期很长，不利于市场竞争。

3、现主流应用芯片的性能和指标都差别不大，芯片的集成工艺和性能能完全超越别家的方案是没有的，所以想通过选择低功耗的芯片来实现超低功耗几乎是不可能的；

4、通过增大光器件的耦合效率是能起到一定的降低功耗的要求，但是耦合效率不能做的过大，这样会影响光器件的使用寿命，也会增加生产过程中的不良率；

5、高集成芯片和高效率的光器件价格会比常规器件高很多，不利于成本控制；

6、使用高集成芯片和高效率的光器件做的光模块，功耗大约0.6W左右，对于高密度工业控制类设备来说仍然起不了多大作用。

发明内容

本发明旨在提供一种155M超低功耗工业级2×5 SFF LVDS电平兼容光模块,能够解决不同IC芯片间互连时电平不匹配的问题，同时降低功耗。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明公开的155M超低功耗工业级2×5 SFF LVDS电平兼容光模块，包括光接收器件、光发射器件、限幅放大器、处理器、电接口和激光驱动器，所述光接收器件连接限幅放大器，所述限幅放大器连接处理器和电接口，所述处理器连接激光驱动器和电接口，所述激光驱动器连接光发射器件和电接口，所述电接口包括电平匹配电路；还包括第一降压电路、第二降压电路、第三降压电路和第四降压电路，所述第一降压电路与光接收器件、光发射器件均连接，所述第二降压电路与激光驱动器、电接口均连接，所述第三降压电路与处理器、电接口均连接，所述第四降压电路与限幅放大器、电接口均连接。

优选的，所述处理器为MCU。

优选的，所述电平匹配电路包括：

电阻R1的一端连接电容C1的一端，所述电容C1的另一端连接电阻R3的一端、电阻R5的一端、电阻R7的一端，电阻R2的一端连接电容C2的一端，所述电容C2的另一端连接电阻R4的一端、电阻R6的一端、电阻R7的另一端，电阻R3的另一端、电阻R4的另一端均连接电源，电阻R1的另一端、电阻R2的另一端、电阻R5的另一端、电阻R6的另一端均接地；

电阻R12的一端连接电容C3的一端，所述电容C3的另一端连接电阻R8的一端、电阻R10的一端，电阻R12的另一端连接电容C4的一端，所述电容C4的另一端连接电阻R9的一端、电阻R11的一端，电阻R8的另一端、电阻R9的另一端均连接电源，电阻R10的另一端、电阻R11的另一端均接地；