[发明专利]一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块

说明书

本发明公开了一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构成，光发射单元包括功率控制电路，光接收单元包括增益控制电路，其中，光发射单元的输入端和光接收单元的输出端采用TTL电平接口，并且，功率控制电路和增益控制电路的低频截止频率均小于光信号的传输频率。本发明有效地传输IEEE C37.94以及一些特殊低速率信号。并同时提高在低传输速率情况下的可靠性，避免出现信号失真。

技术领域

本发明涉及光模块领域，特别涉及一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块。

背景技术

在光通信的很多应用中，数据传输速率不断提高，以实现更有效的数据传输。但是在一些特殊应用中，数据量只有几十Kb/s到几十Mb/s，但是可靠性要求非常高。比如电力系统用于信号传输的IEEE C37.94标准，定义速率为2.048Mb/s，最低可以到64kb/s。这样的速率，常规SFP是无法进行可靠传输的，可能会丢失一些低频信息。

目前，有一些采用高速率SFP光模块向下兼容到低速率的方案，这些方案的实现如下：采用差分数据输入、输出，AC耦合，数据的信号类型通常为Pecl、CML；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。

然而，这种向下兼容的SFP光模块存在一些缺陷。1)一般低速率信号的信号类型都是单端TTL，发射端芯片无法工作在高速状态，可能出现输出光信号占空比失真；2)收单输出信号为差分PECL信号，需在host端加电平转换芯片，以实现单端TTL信号，增加了成本及电路复杂度；3)采用高速收发芯片，功耗较大且成本较高；4)功率控制通过集成芯片内部的APC电路完成，由于是高速应用APC电路数据常数很短，低频截止频率较高，在低速率时会出现信号失真；5)收端电路中，LA的los通常通过对交流信号的积分实现，存在时间常数，如果这个时间常数较短，在通过传输低速率信号时会出现los误报，若有Jam功能还会关闭输出级电路，从而导致误码。

因此，在这些特殊的应用环境中，需要的能够完成支持低速率单端TTL信号的SFP光模块。

发明内容

本发明的目的在于解决常规SFP光模块为兼容低速率，增加电路复杂度和成本，而且可靠性不高，容易出现信号失真的问题。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种传输速率32Kbps～80Mbps收发一体SFP光模块，由光发射单元和光接收单元构成，所述光发射单元包括功率控制电路，所述光接收单元包括增益控制电路，其中，所述光发射单元的输入端和所述光接收单元的输出端均采用TTL电平接口，并且，所述功率控制电路和所述增益控制电路的低频截止频率均小于光信号的传输频率。

根据一种具体的实施方式，所述SFP光模块还具有一个备用数据输入管脚和一个备用数据输出管脚，分别用于所述光发射单元的数据输入与所述光接收单元的数据输出。

根据一种具体的实施方式，所述光发射单元还包括光源驱动器、光源和发射端光功率检测模块，所述光接收单元包括光接收器、限幅放大器和接收端光功率检测模块，其中；

所述光源驱动器根据所述光发射单元的输入端输入的TTL电平信号，驱动所述光源，并且所述发射端光功率检测模块将所述光源的光功率信息反馈至所述功率控制电路，使所述功率控制电路调节所述光源驱动器的光源驱动电流；

所述光接收器接收所述光接收单元的输入端输入的光信号，所述接收端光功率检测模块，用于检测所述光信号的光功率信息；所述跨阻放大器将所述光接收器接收的光信号转换为电压信号，并由所述增益控制电路控制所述跨阻放大器的增益，使其输出稳定的电压信号，最后所述电压信号通过所述限幅放大器后，输出为TTL电平信号。

根据一种具体的实施方式，输入所述光发射单元的所述TTL电平信号经DC耦合至所述光源驱动器。