《SFP光模塊知識》PPT課件.ppt

1、1,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,第一章 光模塊種類 第二章 光模塊的基本組成部分 第三章 SFP模塊的電氣接口（INF-8074) 第四章 主要光口測試參數(shù)介紹,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,第一章 光模塊種類,2,3,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,第二章 光模塊的基本組成部分,主要功能：提供光電電光轉(zhuǎn)換能力。 由兩部分組成：發(fā)射部分和接收部分。 發(fā)射部分將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。 接收部分將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,4,2.1 發(fā)射部分,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.1.1 激光二極管的特性,5,激光二極管（LDLaser diode）是一個(gè)電流器件，只在它通過的正向電流超過閾值電流Ith（Threhold cu

2、rrent）時(shí)它發(fā)出激光 為了使LD高速開關(guān)工作，必須對它加上略大于閾值電流的直流偏置電流IBIAS LD的兩個(gè)主要參數(shù)：閾值電流Ith和斜效率S（Slope efficiency）是溫度的函數(shù)，且具有離散性,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,6,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,7,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,8,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.1.2 激光二極管驅(qū)動(dòng)電路,9,驅(qū)動(dòng)電路實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)高速電流開關(guān),光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.1.3 自動(dòng)功率控制（APC）原理,10,通過檢測背光二極管（MD）產(chǎn)生的光電流（平均值）來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制 APC調(diào)節(jié)偏置電流來保持平均輸出光功率穩(wěn)定,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.1.4 TEC溫度控制電路

3、DWDM（密集波分復(fù)用）技術(shù)不斷發(fā)展，為了盡可能地傳輸更多的信道，要求光源峰值波長的間隔盡可能地小，這就對激光器波長的穩(wěn)定性提出了更高的要求。對于采用0.8nm（100GHz）信道間隔的DWDM系統(tǒng)，一個(gè)0.4nm的波長變化就能把一個(gè)信道移到另一個(gè)信道上。DWDM激光器的波長容差典型值為0.1nm。,11,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,12,激光器的溫度-波長曲線,從圖中可以看出在正常工作范圍內(nèi)，激光器波長與溫度成正比關(guān)系，環(huán)境溫度的變化會(huì)對波長造成影響。激光器波長的溫度依賴性典型約為0.08nm/,因此對波長的控制可通過溫度控制來實(shí)現(xiàn)，對激光器的管芯溫度進(jìn)行控制是穩(wěn)定激光器發(fā)射波長的最有效、最基本的方

4、法。,對于1.5m DFB激光器，波長溫度系數(shù)約為13GHz/,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,13,由溫度實(shí)現(xiàn)波長反饋控制示意圖,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,14,2.2 接收部分,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.2.1 PIN/APD的主要特性 波長響應(yīng)范圍：對一定波長范圍內(nèi)的入射光進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。 響應(yīng)度： 響應(yīng)速度：要能夠檢測高頻調(diào)制的光信號，響應(yīng)速度就要足夠快。響應(yīng)速度通常用響應(yīng)時(shí)間來表示。響應(yīng)時(shí)間為光電二極管對矩形光脈沖的響應(yīng)電脈沖的上升或下降時(shí)間。 靈敏度：是指在保證一定通信質(zhì)量條件下所需接收的最小信號功率（Ps）。 影響光接收組件的靈敏度的因素很多，和系統(tǒng)相關(guān)的主要有： 比特速率對靈敏度影響（比特速率越大，

5、靈敏度下降越多） 輸入脈沖波形對靈敏度影響 （輸入脈沖波形越寬，靈敏度下降越大 ）,15,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.2.2 前置放大電路 這種I-V變換電路中有一個(gè)負(fù)反饋電阻Rf，所以又被稱做跨阻放大器（TIATranimpedance Amplifier ）,16,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.2.3 限幅放大器（主放） TIA輸出的是模擬信號，要把它轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號才能被信號處理電路識別。 限幅放大器起的作用就是把TIA輸出的幅度不同的信號處理成等幅的數(shù)字信號。,17,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.2.4 定時(shí)判決、時(shí)鐘提取 時(shí)鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路（Clock and Data Recovery CDR）的作

6、用就是在輸入數(shù)據(jù)信號中提取時(shí)鐘信號并找出數(shù)據(jù)和時(shí)鐘正確的相位關(guān)系,18,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2.2.5 APD偏置電壓 APD的偏置電壓（即通常所說的高壓）一般約為20、30幾伏，而目前光模塊的工作電壓一般為3.3V或5V。 APD的靈敏度隨著溫度的升高而降低。 為保證APD的正常工作，需要引入高壓電路及相應(yīng)的溫度補(bǔ)償措施。APD高壓電路主要包括升壓電路、倍壓電路 和溫度補(bǔ)償 三個(gè)部分。,19,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,20,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,21,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,22,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,23,24,第三章 SFP模塊電氣接口（INF-8074),光模塊基礎(chǔ)知識介紹,1、引腳定義,25,光模

7、塊基礎(chǔ)知識介紹,26,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,2、電氣接口 VCCT 和 VCCR分別是發(fā)射和接受部分電源，要求3.3V5%，最大供電電流300mA以上。電感的直流阻抗應(yīng)該小于1歐姆，確保SFP的供電電壓穩(wěn)定在3.3V。推薦的濾波網(wǎng)絡(luò)，可以保證插拔模塊時(shí)的浪涌小于30mA。,VCCT 和 VCCR可以在模塊內(nèi)相連。發(fā)射和接收的地可以在模塊內(nèi)相連。,27,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,TD-/+ 是發(fā)射部分差分信號輸入,采用交流耦合,差分線具有100歐姆輸入阻抗. 差分輸入信號擺幅范圍500mV2400mV RD-/+ 接受部分差分信號輸出,采用交流耦合,差分線具有100歐姆輸入阻抗. 差分輸出信號擺幅范圍3

8、702000mV Rate_Select: 接收部分速率選擇。 Mod_Def0:接地 Mod_Def1:I2C的時(shí)鐘線.應(yīng)該在主板上由4.7K10K電阻上拉至VCC Mod_Def2:I2C的數(shù)據(jù)線.應(yīng)該在主板上由4.7K10K電阻上拉至VCC,28,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,TX_Fault:開集/漏極輸出,需要在主板上由4.7K10K電阻上拉至2VCC+0.3V. 激光器失效時(shí)為高電平, 正常工作時(shí)為低電平( 0.8V ) TX_Disable:關(guān)斷使能輸入.需要在模塊內(nèi)由4.7K10K電阻上拉至2VCC+0.3V. 低電平(00.8) 正常工作 高電平(23.465)關(guān)斷 懸空:關(guān)斷 LOS:開集/漏極輸出,需要4.7K10K電阻上拉至2VCC+0.3V. 當(dāng)輸入光功率低于最差接受光功率時(shí) 高電平告警,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,29,第四章 主要光口測試參數(shù)介紹,1、平均發(fā)射光功率（P）,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,30,2、消光比（Ex）,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,31,3、眼圖模板(eye pattern),光模塊基礎(chǔ)知識介紹,32,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,33,光模塊基礎(chǔ)知識介紹,34,4、接收靈敏度(Sensit