光模塊基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

光模塊基礎(chǔ)知識培訓(xùn)光模塊基礎(chǔ)知識介紹第一章光模塊種類第二頁，共39頁。2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。第三頁，共39頁。3光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.1發(fā)射部分第四頁，共39頁。4光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.1.1激光二極管的特性激光二極管（LD—Laserdiode）是一個電流器件，只在它通過的正向電流超過閾值電流Ith（Threholdcurrent）時它發(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IBIASLD的兩個主要參數(shù)：閾值電流Ith和斜效率S（Slopeefficiency）是溫度的函數(shù)，且具有離散性第五頁，共39頁。5光模塊基礎(chǔ)知識介紹第六頁，共39頁。6光模塊基礎(chǔ)知識介紹第七頁，共39頁。7光模塊基礎(chǔ)知識介紹第八頁，共39頁。8光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.1.2激光二極管驅(qū)動電路驅(qū)動電路實(shí)質(zhì)上就是一個高速電流開關(guān)第九頁，共39頁。9光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.1.3自動功率控制（APC）原理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)定第十頁，共39頁。10光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.1.4TEC溫度控制電路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0.4nm的波長變化就能把一個信道移到另一個信道上。DWDM激光器的波長容差典型值為±0.1nm。第十一頁，共39頁。11光模塊基礎(chǔ)知識介紹激光器的溫度-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、最基本的方法。對于1.5μmDFB激光器，波長溫度系數(shù)約為13GHz/℃

第十二頁，共39頁。12光模塊基礎(chǔ)知識介紹TECTEC控制電路l0激光輸出熱敏電阻激光器管芯由溫度實(shí)現(xiàn)波長反饋控制示意圖第十三頁，共39頁。13光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.2接收部分第十四頁，共39頁。14光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.2.1PIN/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)時間來表示。響應(yīng)時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，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）第十五頁，共39頁。15光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.2.2前置放大電路這種I-V變換電路中有一個負(fù)反饋電阻Rf，所以又被稱做跨阻放大器（TIA—TranimpedanceAmplifier）第十六頁，共39頁。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。第十七頁，共39頁。17光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.2.4定時判決、時鐘提取時鐘和數(shù)據(jù)恢復(fù)電路（ClockandDataRecovery—CDR）的作用就是在輸入數(shù)據(jù)信號中提取時鐘信號并找出數(shù)據(jù)和時鐘正確的相位關(guān)系第十八頁，共39頁。18光模塊基礎(chǔ)知識介紹2.2.5APD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)償三個部分。APD熱敏電阻升壓電路倍壓電路溫度補(bǔ)償光電流Ig第十九頁，共39頁。19光模塊基礎(chǔ)知識介紹第二十頁，共39頁。20光模塊基礎(chǔ)知識介紹第二十一頁，共39頁。21光模塊基礎(chǔ)知識介紹第二十二頁，共39頁。22光模塊基礎(chǔ)知識介紹第二十三頁，共39頁。23第三章SFP模塊電氣接口（INF-8074)

光模塊基礎(chǔ)知識介紹1、引腳定義第二十四頁，共39頁。24光模塊基礎(chǔ)知識介紹第二十五頁，共39頁。25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3.3V±5%，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。第二十六頁，共39頁。26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500mV~2400mVRD-/+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370~2000mVRate_Select:接收部分速率選擇。Mod_Def0:接地Mod_Def1:I2C的時鐘線.應(yīng)該在主板上由4.7K~10K電阻上拉至VCCMod_Def2:I2C的數(shù)據(jù)線.應(yīng)該在主板上由4.7K~10K電阻上拉至VCC第二十七頁，共39頁。27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4.7K~10K電阻上拉至2~VCC+0.3V.激光器失效時為高電平,正常工作時為低電平(<0.8V)TX_Disable:關(guān)斷使能輸入.需要在模塊內(nèi)由4.7K~10K電阻上拉至2~VCC+0.3V.

低電平(0~0.8)正常工作高電平(2~3.465)關(guān)斷懸空:關(guān)斷LOS:開集/漏極輸出,需要4.7K~10K電阻上拉至2~VCC+0.3V.

當(dāng)輸入光功率低于最差接受光功率時高電平告警,第二十八頁，共39頁。28光模塊基礎(chǔ)知識介紹第四章主要光口測試參數(shù)介紹

1、平均發(fā)射光功率（P）第二十九頁，共39頁。29光模塊基礎(chǔ)知識介紹2、消光比（Ex）第三十頁，共39頁。30光模塊基礎(chǔ)知識介紹3、眼圖模板(eyepattern)第三十一頁，共39頁。31光模塊基礎(chǔ)知識介紹第三十二頁，共39頁。32光模塊基礎(chǔ)知識介紹第三十三頁，共39頁。33光模塊基礎(chǔ)知識介紹4、接收靈敏度(