光收发模块发射端电路原理介绍
《光模块发射电路》课件
光模块发射电路的验证实验
实验目的
验证实验的目的是通过实际测试和观察，验证光模块发射电路是否符合设计要 求和性能标准。
实验方法
验证实验通常包括搭建测试平台、设定测试条件、执行测试并记录数据等步骤 。实验过程中需要关注电路的输入信号质量、工作温度、电源电压等影响因素 ，以确保测试结果的准确性和可靠性。
消光比
指光模块发射电路输出光信号的消光 比，是衡量光信号质量的重要参数。
03
光模块发射电路的设计与 优化
光模块发射电路的设计原则
高效性
确保电路能快速、准确地转换信号。
可靠性
设计应耐用、抗干扰，确保长期使用。
稳定性
保证电路在各种工作条件下都能稳定运行。
兼容性
应与其他模块和系统兼容，便于集成。
光模块发射电路的优化方法
05
光模块发射电路的发展趋 势与展望
光模块发射电路的技术发展趋势
高速率
智能化
随着数据传输需求的增长，光模块发 射电路的技术发展趋势正朝着更高的 速率发展，以满足更快的传输速度和 更大的带宽需求。
随着人工智能和自动化技术的不断发 展，光模块发射电路的技术正朝着智 能化的方向发展，实现更高效、精确 和自动化的控制和管理。
光信号输出
经过处理后的光信号从光模块 发射出来，传输到接收端。
光模块发射电路的关键技术参数
波长稳定性
指光模块发射电路输出的光信号波长 稳定度，直接影响信号的传输质量和 距离。
功率稳定性
指光模块发射电路输出的光信号功率 稳定度，对信号的接收质量和误码率 有重要影响。
调制速率
指光模块发射电路能够支持的最大调 制速率，直接决定传输速率的高低。
光模块发射电路的性能评估
光纤收发器工作原理
光纤收发器工作原理光纤收发器是一种用于光纤通信系统的重要设备，它能够将电信号转换为光信号进行传输，并在接收端将光信号转换为电信号。
其工作原理主要包括发射端和接收端两个部分。
在发射端，光纤收发器首先接收来自电信号的输入。
然后，经过内部的调制电路，将电信号转换为光信号。
这个过程主要是通过激光二极管来实现的，激光二极管会根据输入的电信号进行调制，产生相应的光信号。
接着，这个光信号会经过光纤传输到接收端。
在接收端，光纤收发器会接收经过光纤传输过来的光信号。
然后，光纤收发器内部的光检测器会将光信号转换为电信号。
光检测器主要是通过光电二极管来实现的，光电二极管会将接收到的光信号转换为相应的电信号。
最后，这个电信号会经过解调电路，得到最终的输出信号。
总的来说，光纤收发器的工作原理主要是通过将电信号转换为光信号进行传输，然后在接收端将光信号转换为电信号。
这种光纤通信系统能够实现高速、远距离、抗干扰等优点，因此在现代通信领域得到了广泛的应用。
除了基本的工作原理外，光纤收发器还有一些特殊的工作原理。
比如，在光纤通信系统中，由于光信号在传输过程中会受到衰减和色散的影响，因此光纤收发器需要具备一定的补偿功能，以保证信号的质量。
另外，光纤收发器还需要具备一定的抗干扰能力，以应对外部环境的影响。
这些特殊的工作原理都需要在光纤收发器的设计和制造过程中得到充分考虑。
总之，光纤收发器作为光纤通信系统中的重要组成部分，其工作原理主要包括将电信号转换为光信号进行传输，然后在接收端将光信号转换为电信号。
同时，光纤收发器还需要具备补偿和抗干扰等特殊的工作原理，以保证通信系统的稳定和可靠性。
希望本文的介绍能够对光纤收发器的工作原理有所帮助。
光模块基础知识介绍
接收部分原理
接收部分
光 信 号 放 光电 电信号 大 检测 器 均 衡 器 判 决 器 时 钟 恢 复
输出部分
解 码 扰 码 码型 反变换 电 信 号
AGC
输入输出缓冲
告警阈值设置 及判决输出
四、光模块设计及调试关键要素
LD接口电路：
交流耦合 直流耦合 优势：提高边沿速度、降低EMI 幅射及高频噪 优势：多速率兼容、更少的元件数量、低功耗、 声、调制电流范围宽、增大了电感容限。 易于匹配 不足：功耗大、引入了低频截止、元件数量多。 不足：调制电流范围窄、低负载阻抗遇高内阻 器件时对指标要求高。 注意事项：考虑是否需要加入补偿网络来消除 振铃和过冲？交耦电容的参数值在不同速率下 注意事项：布线尽可能的短，OUT-端负载要与 使用需要进行适当调整，特别是低频条件下 OUT+到LD的负载匹配，725型器件适用性高。 （<155M），应用于SDH、SONET系统时频 率要求更高。
数字光模块基础知识介绍
内容提要
一、光模块的定义 二、光模块的分类 三、光模块的主要功能原理 四、光模块设计及调试的关键要素
一、光收发一体模块定义
光收发一体模块由光电子器件、功能电路和 光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部 分。发射部分是：输入一定码率的电信号经内部 的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）或发 光二极管（LED）发射出相应速率的调制光信号， 其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信 号功率保持稳定。接收部分是：一定码率的光信 号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。经 前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信 号一般为PECL电平。同时在输入光功率小于一定 值后会输出一个告警信号。
ATC部分
当由于某种原因，使LD的输出光功率降低时，耦合至光电二极管的电流也同比例减小，这样，通常状态下的平衡被打破，使得运放 输出端的电压增大，于是，三极管的基极电流增大，集电极电流也随之增大，而集电极电流正是流入LD的偏置电流。因此，流入激 光器的电流增大，输出光功率相应增大，从而使输出光功率保持不变。 通过以上描述，理论上我们是可以通过驱动器的APC控制来实现TE的性能指标。而由于热胀冷缩有可能导致PD机械位移等多种因 素，使得LD的出光与PD的监测光电流不是理论上的线性关系。故此现在很多光模块的TE指标控制在高端客户需求的±1dB很困难。
光模块介绍
6
单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。因此， 其模间色散很小，适用于远程通讯。
2.光纤的端面与直径
按照光纤连接器连接头内插针端面分：PC，SPC，UPC，APC 按照光纤连接器的直径分：Φ3，Φ2, Φ0.9
10
光模块发射光功率和接收灵敏度：发射光功率指发射端的光强，接收 灵敏度指可以探测到的光强度。两者都以dBm为单位，是影响传输距 离的重要参数。光模块可传输的距离主要受到损耗和色散两方面受限。 损耗限制可以根据公式：损耗受限距离＝（发射光功率-接收灵敏度） /光纤衰减量 来估算。光纤衰减量和实际选用的光纤相关。一般目前 的G.652光纤可以做到1310nm波段0.5dB/km，1550nm波段0.3dB/km甚 至更佳。50um多模光纤在850nm波段4dB/km 1310nm波段2dB/km。对 于百兆、千兆的光模块色散受限远大于损耗受限，可以不作考虑。
Gigac目前提供100M到10全系列光收发模块，用户可根据自己的网络需求选择 所需要的。 目前常规通用的光模块主要包括：光发送器，光接收器，Transceiver（光收 发一体模块）以及Transponder（光转发器）。
3
光收发一体化模块的分类： 1. Transceiver（光收发一体模块）
Transceiver 的主要功能是实现光电/电光变换，常见的有：SFP.GBIC.XFP 等。 2. Transponder（光转发器） Transponder 除了具有光电变换功能外，还集成了很多的信号处理功能，如： MUX/DEMUX、CDR、功能控制、性能量采集及监控等功能。常见的 Transponder 有：200/300pin，XENPAK，以及X2/XPAK 等。
光模块工作原理
光模块工作原理光模块是一种用于光通信系统中的光电转换设备，它能够将电信号转换为光信号并进行传输。
光模块由发射端和接收端组成，分别负责发送和接收光信号。
在本文中，我们将详细介绍光模块的工作原理及其基本组成部分。
一、发射端的工作原理发射端是光模块的重要组成部分，其主要功能是将电信号转换为光信号并进行发送。
发射端通常由激光器、调制器和驱动电路等组件组成。
1. 激光器：激光器是发射端的光源，它能够产生高一致性和高单色性的激光光束。
激光器的工作原理是在半导体材料中通过注入电流来激发电子，使其跃迁并产生光子。
2. 调制器：调制器是用于将电信号转换为光信号的关键组件。
调制器根据输入的电信号调制激光器的输出功率，使其在光信号中携带电信号的信息。
常用的调制技术包括直接调制和外调制两种。
3. 驱动电路：驱动电路用于控制激光器的工作电流，以调节激光器的输出功率。
驱动电路通常采用直流偏置和交流调制的方式，以实现高速和稳定的调制。
二、接收端的工作原理接收端是光模块的另一重要组成部分，其主要功能是接收光信号并将其转换为电信号。
接收端通常由光探测器、放大器和解调器等组件组成。
1. 光探测器：光探测器是接收端的核心元件，它能够将接收到的光信号转换为电信号。
常用的光探测器包括光电二极管和光电导二极管等。
光探测器的工作原理是当光信号照射到其表面时，产生光电效应，使其产生电荷，并通过外部电路输出电信号。
2. 放大器：放大器用于放大光探测器输出的微弱电信号，以提高信号的可靠性和传输距离。
常用的放大器包括前置放大器和限幅放大器等。
3. 解调器：解调器用于将接收到的光信号还原为原始的电信号，并进行信号处理和解码。
解调器通常包括限幅器、滤波器和时钟恢复电路等模块，以确保信号的完整和准确。
三、其他组成部分除了发射端和接收端，光模块还包括光纤连接器、封装和散热结构等其他组成部分。
1. 光纤连接器：光纤连接器用于将光模块与光纤进行连接，以实现光信号的传输。
光收发一体模块培训教材
九、常见物料问题列举
2）9.8 上盖与 下盖的配合问 ） 上盖与9.8下盖的配合问 上盖与9.8下盖配合后 题：9.8上盖与 下盖配合后 上盖与 尺寸不能完全保证模块的宽度 ≤25.5mm，因此需要生产线在 ， 做那些发“康讯”的产品时， 做那些发“康讯”的产品时， 要对其宽度进行严格的控制 即用卡尺量）， ），这样大大降 （即用卡尺量），这样大大降 低了我们的生产效率。 低了我们的生产效率。
九、物料常见问题列举
3）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错，造成生产线 ）错焊： 电路板上的电阻或者电容贴错， 上成批地返工。 上成批地返工。主要原因是材料清单不准确和贴装厂 的疏忽。 的疏忽。 4）电容坏、电阻坏：在生产过程中，经常发现单纤双向 ）电容坏、电阻坏：在生产过程中， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂， 模块所用的电路板接收部分的输入耦合电容破裂，表 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 现出来的现象为接收灵敏度低和告警早。 2.原材料： 原材料： 原材料 1）铜上盖和铜下盖： 现在的主要问题为铜上盖与铜下 ）铜上盖和铜下盖： 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。 盖的匹配不紧密，铜上盖容易被掀起来。在生产中需 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密， 要掰下盖板（往四周掰）使之与铜下盖配合紧密，但 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。 经过后续工序后还是会出现配合不紧密的情况。
九、常见物料问题列举：
3）FC连接头易生锈 FC连接头生锈也是 ） 连接头易生锈 连接头易生锈: 连接头生锈也是 一个老问题跟管脚生锈一个样子， 一个老问题跟管脚生锈一个样子，目前 还没有得到彻底的解决。 还没有得到彻底的解决。
THE END 谢谢！
2.光收发一体模块 光收发一体模块 a. 1*9、2*9插拔式 、 插拔式 如：PT7311-**-*、 、 PT7317-**-* b.1*9带尾纤 带尾纤 如：PT7315-**-*-**
光模块原理
光模块原理光模块是一种利用光学原理进行信号传输的装置，它在现代通信领域发挥着重要作用。
光模块主要由激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件组成，通过这些部件的协同作用，实现了光信号的发射和接收。
下面我们将从光模块的工作原理、结构组成和应用领域等方面进行介绍。
首先，我们来了解光模块的工作原理。
光模块的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
激光器是光模块的核心部件，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
其次，我们来了解光模块的结构组成。
光模块的结构主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
激光器是光模块的发射器，它能够将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
调制器则负责对激光信号进行调制，以实现信号的传输和接收。
驱动电路则是控制激光器和调制器的工作状态，保证信号的稳定传输和接收。
光接收器则是光模块的接收器，它能够接收光信号并进行解调，将光信号转换为电信号。
最后，我们来了解光模块的应用领域。
光模块主要应用于光通信、光传感和光测量等领域。
在光通信领域，光模块能够实现高速、大容量的数据传输，广泛应用于数据中心互联、光纤通信网络等领域。
在光传感领域，光模块能够实现高精度的光学测量，广泛应用于医疗设备、工业自动化等领域。
在光测量领域，光模块能够实现对光信号的测量和分析，广泛应用于科研实验、环境监测等领域。
综上所述，光模块作为一种利用光学原理进行信号传输的装置，在现代通信领域发挥着重要作用。
它的工作原理主要是通过激光器发出激光信号，经过调制器进行调制，然后经过光纤传输到目标地点，最后由光接收器接收信号并进行解调。
光模块的结构组成主要包括激光器、调制器、驱动电路、光接收器等部件。
而光模块的应用领域主要包括光通信、光传感和光测量等领域。
浅谈光模块
光模块基本知识1定义：光模块：也就是光收发一体模块。
2结构：光收发一体模块由光电子器件、功能电路和光接口等组成，光电子器件包括发射和接收两部分。
发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（L D）或发光二极管（LE D）发射出相应速率的调制光信号，其内部带有光功率自动控制电路，使输出的光信号功率保持稳定。
接收部分是：一定码率的光信号输入模块后由光探测二极管转换为电信号。
经前置放大器后输出相应码率的电信号，输出的信号一般为PE C L电平。
同时在输入光功率小于一定值后会输出一个告警信号。
3光模块的参数及意义光模块有很多很重要的光电技术参数，但对于S F P这种热插拔光模块而言，选用时最关注的就是下面三个参数：1）中心波长单位纳米（n m），目前主要有3种：850n m（M M，多模，成本低但传输距离短，一般只能传输500M）；1310n m（S M，单模，传输过程中损耗大但色散小，一般用于40KM以内的传输）；1550n m（S M，单模，传输过程中损耗小但色散大，一般用于40KM以上的长距离传输，最远可以无中继直接传输120K M）除了以上几种常规波长，在多路传输中还会用到CW DM波长（S M，单模，彩光模块），DW D M波长（S M，单模，彩光模块）2）传输速率每秒钟传输数据的比特数（b i t），单位b p s。
目前常用的有7种：155M b p s、1.25G b p s、2.5G b p s、10G b p s、25G b p s、40G b p s、100G b p s等。
传输速率一般向下兼容，因此155M光模块也称FE（百兆）光模块，1.25G光模块也称G E（千兆）光模块，10G光模块也称10G E（万兆）光模块，这是目前光传输设备中应用最多的模块。
此外，在光纤存储系统（S A N）中它的传输速率有2G b p s、4Gb p s和8Gb p s。
3）传输距离光信号无需中继放大可以直接传输的距离，单位千米（也称公里，km）。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Ferrite Bead 的基本觀念(2)
• 如何選擇適用的Ferrite Bead，主要有三個評估項目：
– DC Resistance（Maximum） – AC Impedance（at 100MHz or specific frequency） – Rated Current（mA） – 設計者應考量的重點：
由於接地層沒有連接到 板邊，造成TO-CAN型 元件的金屬接腳形成寄 生電感，並劣化眼圖。
阻抗匹配電路的配接型式(1)
阻抗電路佈局的配接型式(2)
Ferrite Bead 的基本觀念(1)
• Ferrite Bead 在電路中常用來當做電源濾波之用，也 就是說：對於低頻的直流信號而言，呈現極低的阻 抗；但對於特定的高頻交流信號或電源夾帶的雜訊而 言，則呈現高阻抗的狀態。
電路佈局的注意事項
• LD至LD Driver之間的信號路徑愈短愈好。 • 所有的Vcc端點，都應放置100nF的去耦合電容。 • 利用導孔（Via Hole）將所有的Vcc與GND以最短
路徑，引入多層板內的電源層與接地層。
• IC本體下方若有「Thermal Pad」，應在電路板的 對應黏接處切割成數個小平面，並利用導孔，使 其與接地層平面相通。
光收發模塊 發射端電路原理介紹
陳懷霈
DC-Coupled 示意圖
此輸出端為 Open
Collector 結構
阻抗匹配電路；作為 補償LD封裝結構所 產生的寄生電感。
認識 Ferrite Bead
具有減少Overshoot 與Ringing的效果。
Differential-Coupled 示意圖
阻尼電阻；阻值之選 定應配合輸出阻抗。
–使用之元件數量少，電路佈局較容易。
•Differential-Coupled 一般應用於 1Gbps 以上之電路 設計，其特點為：
–可減少 Rising Edge 與 Falling Edge 的時間。 –讓眼圖線條變得更細緻。 –需整體評估各個使用元件的高頻特性，電路的調試較為
費時，不像 DC-Coupled 那麼簡單易用。 –使用之元件數量較多，整體消耗功率較大。
用於阻抗 匹配，應 與L2選用 相同之元 件。
這裏的Pull-Up電阻決定了 推動後級負載的扇出能 力，阻值必須謹慎挑選。
Matching Network
Hale Waihona Puke 各種耦合結構的特點• DC-Coupled 一般應用在1Gbps以下的電路設計，其 特點為：
–結構簡單，容易設計，不需太過在意各個元件的高頻特 性。
• 傳輸線上所能容忍的最大電流是多少？ • 能夠容忍最大的直流壓降是多少？（Bead 的直流電阻愈大，其所生成的壓
降也愈大） • 欲濾除雜訊的頻段為何？
以右圖為例，黑色曲線適用於低頻 系統；紅色曲線適用於高頻系統。 紅色曲線的阻抗最大點所對應的頻 率，比黑色曲線要來得高，因此， 能達到較好的高頻濾除雜訊成效。
• 對於電路特性而言，屬於相同電位的節點，應讓 它們之間彼此連接，並與其他性質的節點予以區 隔。例如：上頁中的VLD與Vcc ………
• 接地平面與電源平面應儘量靠近板邊，避免TOCAN型元件與焊盤之間產生寄生電感。如下圖所 示……..
電路佈局的注意事項
應比照上方的接地 層，將電源層的邊界 擴展到板邊，減少寄 生電感發生的機率。
• Ferrite Bead 的等效電路如右所示：
• 對於 Ferrite Bead 而言，其行為模式可歸納為：
– 當系統處於低頻的環境下，Ferrite Bead 的性質會趨近於電 感。
– 當系統頻率升高，Ferrite Bead 所呈現的性質就不再是電 感，而會趨近於電阻。並且，將傳輸線上的雜訊，轉換成熱 能的型式予以散失。