專利名稱：電環回光收發一體模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光通信技術領域，具體地說，是涉及一種在對光通信設備進行系統測試過程中所使用的光收發一體模塊。
背景技術：
目前市場上的光通信系統設備在進行系統測試時，所采用的方法都是在設備的光口上插接常規的光模塊。這里的光口，是指光通信系統設備上用于與光模塊的電接口相連接的端子，也可稱為光模塊接口。插接上所述的光模塊后，需要使用光纖跳線將常規光模塊的光信號發送端子和接收端子連接起來，以實現光信號的環回，參見圖1所示。由于通過光模塊中的激光器發出的光信號的強度較高，不能直接返回光模塊中的接收器進行接收，因此還需要進一步在光纖跳線上加裝衰減器，此后才能開始進行系統設備的運行測試，由此導致操作過程繁瑣復雜。另一方面，每一套光通信系統設備在出廠前都要經過嚴格的系統測試，在測試過程中一個不可缺少的重要環節就是高溫標模，即要求系統單板在高溫環境中運行一段相當長的時間，并在此期間內測試單板的功能和性能指標。待測設備的光接口板在高溫標模測試過程中，其基本要求之一就是要保證不能出現各種業務告警和誤碼，因此，必須在光接口板上配置完整的光模塊才能進行高溫標模測試。但是，光模塊在出廠前已經經過老化處理，因而這種測試方法會造成光模塊的過度老化，導致其壽命縮短，故障率增加，并最終導致整個光通信系統設備 的可靠性降低。
發明內容本實用新型為了解決現有的光通信系統設備在進行測試時需要連接常規的光模塊，由此導致操作復雜、容易造成光模塊過度老化的問題，提供了一種電環回光收發一體模塊，用此替代常規的光模塊對光通信系統設備進行測試，可以降低操作難度，提高設備的可靠性。為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現:一種電環回光收發一體模塊，用于在光通信系統設備進行測試時連接光通信系統設備的光模塊接口，在所述電環回光收發一體模塊中設置有接口、交流耦合電容和處理器；在所述接口中設置有信號發送管腳、信號接收管腳和光模塊選擇管腳；所述交流耦合電容串聯在所述的信號發送管腳與信號接收管腳之間；所述光模塊選擇管腳連接所述的處理器。進一步的，所述信號發送管腳和信號接收管腳為差分信號傳輸管腳，其中，正極性的差分信號發送管腳通過一路串聯的交流耦合電容連接正極性的差分信號接收管腳；負極性的差分信號發送管腳通過另外一路串聯的交流耦合電容連接負極性的差分信號接收管腳。為了實現數據信號的阻抗匹配，優選在所述正極性的差分信號發送管腳和負極性的差分信號發送管腳之間跨接電阻。優選的，所述交流耦合電容優選采用0.1 μ F的貼片陶瓷電容；所述電阻優選采用精度在5%、阻值為100Ω的匹配電阻。為了符合QSFP+ MSA標準的要求，在所述接口中設置有四組所述的信號發送管腳和信號接收管腳。又進一步的，在所述接口中還設置有接收器信號丟失狀態管腳和發送器禁止輸出狀態管腳，兩個管腳通過導線直接連通。再進一步的，在所述接口中還設置有中斷信號管腳和光模塊接入狀態管腳；其中，中斷信號管腳通過上拉電阻連接電環回光收發一體模塊內部的直流電源；光模塊接入狀態管腳接地。更進一步的，在所述電環回光收發一體模塊的內部電路板上，其PCB走線中的差分信號線對的差分阻抗為100 Ω ±10%，單端信號線的單端阻抗為50Ω ±10%。優選的，所述電環回光收發一體 模塊的接口優選設計成金手指接口，模塊采用QSFP+封裝形式，符合QSFP+ MSA協議標準。與現有技術相比，本實用新型的優點和積極效果是:采用本實用新型的電環回光收發一體模塊代替常規的光模塊，插接到光通信系統設備的光模塊接口上，進行系統設備的測試，不僅可以降低成本，提高光通信系統設備的可靠性，而且在測試過程中不需要使用光纖和衰減器，因此降低了操作難度，提高了設備測試結果的準確度。結合附圖閱讀本實用新型實施方式的詳細描述后，本實用新型的其他特點和優點將變得更加清楚。
圖1是采用常規光模塊進行光通信系統設備測試時的系統架構圖；圖2是本實用新型所提出的電環回光收發一體模塊的一種實施例的電路原理圖；圖3是采用圖2所示電環回光收發一體模塊進行光通信系統設備測試時的系統架構圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細地說明。本實用新型為了在不使用常規光模塊的前提下實現光通信系統設備的運行測試，提出了一種電環回光收發一體模塊用來替代功能正常的實際光模塊，實現通訊數據在電環回光收發一體模塊內部的自動環回。將其安裝在待測試的光通信系統設備的光接口板上，便可以對該系統設備進行測試和老化處理。在設備經過測試和老化處理后，將電環回光收發一體模塊從光接口板上取下，換上實際的常規光模塊，便可形成完整的光通信系統設備，進行光信號的收發處理。下面通過一個具體的實施例來詳細闡述所述電環回光收發一體模塊的具體電路
組建結構及其工作原理。實施例一，參見圖2所示，本實施例的電環回光收發一體模塊為了能夠與光通信系統設備上用于插接常規光模塊的光口匹配插接，仿照常規光模塊的電接口的管腳定義方式對電環回光收發一體模塊的接口進行匹配設計和管腳定義，包括信號發送管腳、信號接收管腳、光模塊選擇管腳MODSELL以及各種狀態信號傳輸管腳等等。為了使本實施例的電環回光收發一體模塊符合QSFP+ MSA標準(S卩四通道小型可插拔多來源協議標準)，在所述電環回光收發一體模塊的接口中設置有4組信號發送管腳和信號接收管腳，在每一組信號發射管腳和信號接收管腳之間均串聯有交流耦合電容。由于目前的光通信系統設備都是以差分信號的形式傳輸通信數據的，因此，在本實施例的電環回光收發一體模塊的接口設計中，將信號發送管腳和信號接收管腳設計成差分形式的信號傳輸管腳，即圖 2 中的 TX1P、TXlN 和 RX1P、RXlN ;ΤΧ2Ρ、ΤΧ2Ν 和 RX2P、RX2N ;ΤΧ3Ρ、ΤΧ3Ν 和RX3P、RX3N ;TX4P、TX4N和RX4P、RX4N。其中，正極性的差分信號發送管腳TX1P、TX2P、TX3P、ΤΧ4Ρ分別通過串聯的交流耦合電容Cl、C4、C8、C6與正極性的差分信號接收管腳RX1P、RX2P、RX3P、RX4P——對應連接；負極性的差分信號發送管腳ΤΧ1Ν、ΤΧ2Ν、ΤΧ3Ν、ΤΧ4Ν分別通過串聯的交流耦合電容C2、C3、C7、C5與負極性的差分信號接收管腳RX1N、RX2N、RX3N、RX4N 一一對應連接。在光通信系統設備進行測試時，電環回光收發一體模塊通過其差分信號發送管腳ΤΧ1Ρ/ΤΧ1Ν、ΤΧ2Ρ/ΤΧ2Ν、ΤΧ3Ρ/ΤΧ3Ν、ΤΧ4Ρ/ΤΧ4Ν接收光通信系統設備發出的四路電信號形式的通信數據，經過內部環回后，分別從其差分信號接收管腳RX1P/RX1N、RX2P/RX2N、RX3P/RX3N、RX4P/RX4N返回給光通信系統設備，光通信系統設備通過與其連接的通信業務測試儀即可檢測出系統運行是否正常。在本實施例中，所述交流耦合電容Cf C8可以采用容值為0.1 μ F的貼片陶瓷電容進行電路設計。為了實現上述差分通信數據電信號的阻抗匹配，本實施例在四組正、負極性的差分信號發送管腳ΤΧ1Ρ/ΤΧ1Ν、ΤΧ2Ρ/ΤΧ2Ν、ΤΧ3Ρ/ΤΧ3Ν、ΤΧ4Ρ/ΤΧ4Ν之間分別跨接了一個匹配電阻R1、R2、R3、R4，如圖2所示，以確保信號傳輸的準確性。所述匹配電阻Rf R4可以采用精度在5%、阻值為100Ω的電阻實現，進行100歐姆匹配，本實施例并不僅限于以上舉例。本實施例的電環回光收發一體模塊，其接口中的光模塊選擇管腳MODSELL連接處理器，例如單片機MCU，，參見圖2所示，用于完成光模塊與系統板之間的通訊功能，使電環回光收發一體模塊實現QSFP+MSA協議規定的光模塊選擇功能。
為了使本實施例的電環回光收發一體模塊在插接到光通信系統設備的光模塊接口上后，系統設備能夠正常運行，收發通信數據，以進行系統設備的測試，需要對電環回光收發一體模塊接口中的各路狀態管腳的電位狀態進行具體設置，即設置為固定的有效狀態或者無效狀態，本實施例采用了如下管腳配置方式:( I)將電環回光收發一體模塊接口中的接收器信號丟失狀態管腳RX_L0S和發送器禁止輸出狀態管腳TX_DIS通過導線直接連通，模塊內部無上拉。因為接收器信號丟失狀態管腳RX_L0S和發送器禁止輸出狀態管腳TX_DIS均為高電平有效，當需要發送器輸出光信號時，發送器禁止輸出狀態管腳TX_DIS接收到的是低平信號，此低電平信號同時將接收器信號丟失狀態管腳RX_L0S的電位置低，此時，光通信系統設備即認為接收器端未出現信號丟失現象，系統持續運行，符合測試邏輯。反之，當光通信系統設備禁止發送器輸出光信號時，向發送器禁止輸出狀態管腳TX_DIS輸出的是高平信號，此高電平信號直接傳輸至接收器信號丟失狀態管腳RX_L0S，置該管腳也為高電平，此時，系統設備即認為接收器信號丟失，系統停止數據收發，同樣符合測試邏輯。[0030](2)將電環回光收發一體模塊接口中的中斷信號管腳INTERRUPT通過上拉電阻R5與光模塊內部的直流電源VCC相連接，使其置為高電平的無效狀態，以免光通信系統設備中的單板軟件誤判，影響單板的正常工作。(3)將電環回光收發一體模塊接口中的光模塊接入狀態管腳MODPRSL (ModulePresent)在光模塊內部接地，即置為低電平，使其處于有效狀態，以免光通信系統設備中的單板軟件誤判，影響單板的正常工作。為了進一步電環回光收發一體模塊的內部PCB的整體設計，對收發數據差分線的PCB走線進行了特殊要求:在PCB上走差分線對時，要求其間的差分阻抗為100 Ω ±10% ;走單端信號線時，要求單端阻抗為50 Ω 土 10%。為了使本實施例的電環回光收發一體模塊符合QSFP+MSA標準，除了其外形和結構應符合QSFP+MSA的要求外，其內部的電源和接地的管腳連接也應符合QSFP+MSA的要求，其他未作特殊說明的細節也要符合QSFP+MSA的要求。本實施例將電環回光收發一體模塊的接口設計成金手指接口形式，且其管腳排列和PCB設計要符合QSFP+MSA的要求。在對光通信系統設備進行測試時，將上述自環回光模塊插接到系統設備上需要測試的光口上，然后按照常規的系統測試程序進行測試即可，其系統架構圖參見圖3所示。采用本實施例的自環回光模塊，在系統設備測試完成后，若對應的光口暫時不需要工作，則可以把電環回光收發一體模塊當作光口塞插接在該光口上。采用本實用新型的電環回光收發一體模塊對系統設備發出的數據進行環回檢測，克服了傳統測試方式對常規光模塊的依賴。由于在系統設備測試時不再需要插接常規的光模塊，因此光纖和衰減器也無 需連接，從而大大簡化了操作過程，降低了成本，并且避免了常規光模塊在高溫標模測試過程中導致的過度老化問題，提高了系統設備的可靠性。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種電環回光收發一體模塊，用于在光通信系統設備進行測試時連接光通信系統設備的光模塊接口，其特征在于:在所述電環回光收發一體模塊中設置有接口、交流耦合電容和處理器；在所述接口中設置有信號發送管腳、信號接收管腳和光模塊選擇管腳；所述交流耦合電容串聯在所述的信號發送管腳與信號接收管腳之間；所述光模塊選擇管腳連接所述的處理器。
2.根據權利要求1所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:所述信號發送管腳和信號接收管腳為差分信號傳輸管腳，其中，正極性的差分信號發送管腳通過一路串聯的交流耦合電容連接正極性的差分信號接收管腳；負極性的差分信號發送管腳通過另外一路串聯的交流耦合電容連接負極性的差分信號接收管腳。
3.根據權利要求2所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:在所述正極性的差分信號發送管腳和負極性的差分信號發送管腳之間跨接有電阻。
4.根據權利要求3所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:所述交流耦合電容為0.1 μ F的貼片陶 瓷電容；所述電阻為精度在5%、阻值為100 Ω的匹配電阻。
5.根據權利要求3所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:在所述接口中設置有四組所述的信號發送管腳和信號接收管腳。
6.根據權利要求1至5中任一項所述的電環回光收發一體模塊,其特征在于:在所述接口中還設置有接收器信號丟失狀態管腳和發送器禁止輸出狀態管腳，兩個管腳通過導線直接連通。
7.根據權利要求6所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:在所述接口中還設置有中斷信號管腳，通過上拉電阻連接電環回光收發一體模塊內部的直流電源。
8.根據權利要求6所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:在所述接口中還設置有光模塊接入狀態管腳，所述光模塊接入狀態管腳接地。
9.根據權利要求6所述的電環回光收發一體模塊，其特征在于:在所述電環回光收發一體模塊的內部電路板上，其PCB走線中的差分信號線對的差分阻抗為100 Ω 土 10%，單端信號線的單端阻抗為50 Ω 土 10%。
10.根據權利要求6所述的電環回光收發一體模塊,其特征在于:所述電環回光收發一體模塊的接口為金手指接口，模塊采用QSFP+封裝形式，符合QSFP+ MSA協議標準。
專利摘要本實用新型公開了一種電環回光收發一體模塊，用于在光通信系統設備進行測試時連接光通信系統設備的光模塊接口，在所述電環回光收發一體模塊中設置有接口、交流耦合電容和處理器；在所述接口中設置有信號發送管腳、信號接收管腳和光模塊選擇管腳；所述交流耦合電容串聯在所述的信號發送管腳與信號接收管腳之間；所述光模塊選擇管腳連接所述的處理器。采用本實用新型的電環回光收發一體模塊代替常規的光模塊，插接到光通信系統設備的光模塊接口上，進行系統設備的測試，不僅可以降低成本，提高光通信系統設備的可靠性，而且在測試過程中不需要使用光纖和衰減器，因此降低了操作難度，提高了設備測試結果的準確度。
文檔編號G02B6/42GK203117475SQ20132012542
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者何鵬, 趙其圣, 楊思更 申請人:青島海信寬帶多媒體技術有限公司