2.5G光模塊培訓(xùn)講義

2.5G光模塊介紹內(nèi)容提要2.5G光模塊概述

命名和種類 在系統(tǒng)中的位置 主要功能 主要指標(biāo)2.5G光模塊的基本原理

原理框圖 接口 主要器件和關(guān)鍵技術(shù)2.5G光模塊的命名Rx17P1：FEC編碼光接收模塊，采用PIN接收器件，方案1

FE1M01：發(fā)送端多速率收發(fā)合一光模塊， 采用EA激光器，方案1RP1C01：連續(xù)速率光接收模塊， 采用PIN接收器件，方案12.5G光模塊的種類2.5Gb/s光發(fā)送及光接收模塊（MSA28pin）2.5Gb/sWDM光發(fā)送及光接收模塊2.5Gb/sWDM收發(fā)合一光模塊2.5Gb/s光發(fā)送及光接收模塊（MSA28pin）光接收模塊 包括RA1M01,RP1M01,RA1M02,RP1M02,RA1C01,RP1C01等；光發(fā)送模塊 包括TE1601,TC1602,TD1602等2.5Gb/sWDM光發(fā)送及光接收模塊

帶外FEC接收光模塊

包括Rx17A1,Rx17P1,Rx18A1,Rx15A1；連續(xù)速率接收光模塊

包括Rx1CA1,Rx1CP1普通接收模塊

包括Rx16T，Rx16A1，MRX等光發(fā)送模塊 包括Tx16E,Tx16S1,Tx16D等

2.5Gb/sWDM收發(fā)合一光模塊

發(fā)送端收發(fā)合一光模塊

包括FE1M01,FD1M01等中繼端收發(fā)合一光模塊 包括ZE1M02等接收端收發(fā)合一光模塊 包括JD1M01,JD1M01/2等2.5G光模塊在系統(tǒng)中所處位置

開(kāi)放式DWDM系統(tǒng)的原理框圖2.5G光發(fā)送模塊和光接收模塊在OTU單板中的位置

2.5G光模塊的主要功能

2.5G光發(fā)送模塊的主要功能

將輸入的高頻電信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合系統(tǒng)傳輸要求的光信號(hào)輸出。另外，也提供模塊的性能檢測(cè)輸出和控制輸入接口。2.5G光接收模塊的主要功能

將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出，主要包括光信號(hào)接收、放大、定時(shí)、再生以及輸入口光功率監(jiān)測(cè)和失鎖告警產(chǎn)生等。 2.5Gb/s帶外FEC接收模塊則還完成FEC編碼和/或FEC解碼功能，并在模塊內(nèi)部完成B1J0性能監(jiān)測(cè)的功能。2.5G收發(fā)合一光模塊的主要功能 通過(guò)OEO變換，將輸入的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成符合系統(tǒng)規(guī)范的光信號(hào)輸出，同時(shí)提供用于B1和J0檢測(cè)的高頻數(shù)據(jù)和時(shí)鐘電接口信號(hào)。2.5G光模塊的符合標(biāo)準(zhǔn)

ITU-T建議ITU-TG.957 OpticalinterfacesforequipmentandsystemsrelatingtothesynchronousdigitalhierarchyITU-TG.958 DigitallinesystemsbasedonthesynchronousdigitalhierarchyforuseonopticalfibercablesITU-TG.825 Thecontrolofjitterandwanderwithindigitalnetworkswhicharebaseronthesynchronousdigitalhierarchy(SDH)ITU-TG.692 Opticalinterfacesformultichannelsystemswithopticalamplifiers國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)YDN120－1999《光波分復(fù)用系統(tǒng)總體技術(shù)要求》：郵電部電信傳輸所《光波分復(fù)用系統(tǒng)（WDM）技術(shù)要求－32

2.5Gb/s部分》（送審稿）：信息產(chǎn)業(yè)部企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2.5G光發(fā)送模塊的主要指標(biāo)

參數(shù)要求：?jiǎn)挝恢笜?biāo)有致冷EA有致冷直調(diào)無(wú)致冷直調(diào)光譜特性最大-20dB譜寬nm≤0.20.41.0最小邊模抑制比DB353530中心頻率標(biāo)稱中心頻率THz192.1～196.1,詳見(jiàn)表2192.1～196.1詳見(jiàn)表2-CWDM中心頻率壽命終了時(shí)偏移GHz<±20<±20-中心頻率全溫度范圍偏移GHz<±4<±4-2.5G光發(fā)送模塊的主要指標(biāo)(續(xù))參數(shù)要求：?jiǎn)挝恢笜?biāo)有致冷EA有致冷直調(diào)無(wú)致冷直調(diào)發(fā)送功率

-標(biāo)稱平均發(fā)送功率dBm-3±2-1±1.03±1.0-6±1.0-1±1.0

-功率全溫度范圍穩(wěn)定度dB±0.5±0.5±1.0最小消光比dB10108.28.2色散容納值ps/nm12000/128001800/3200-眼圖?？蚍螱.957要求符合G.957要求符合G.957要求抖動(dòng)性能符合G.958關(guān)于再生器的要求符合G.958關(guān)于再生器的要求符合G.958關(guān)于再生器的要求保證指標(biāo)溫度范圍℃-15～+65-15～+65-15～+652.5G光接收模塊的主要指標(biāo)參數(shù)要求單位PIN接收模塊APD接收模塊接收信號(hào)速率單速率接收模塊Mbps2488多速率接收模塊SDH（2488、622、155）、GbE（1250）連續(xù)速率接收模塊10Mb/s~2.7Gb/sFEC接收模塊SDH（2488、622、155）、GbE（1250）及其FEC速率接收靈敏度

dBm<-21<-31接收機(jī)反射

dB>27>27接收過(guò)載功率

dBm0>-9輸入信號(hào)波長(zhǎng)區(qū)

nm1270–16101270–1610輸出數(shù)據(jù)及時(shí)鐘電平CML/PECLCML/PECL抖動(dòng)性能當(dāng)接收為SDH信號(hào)時(shí)，符合G.958關(guān)于再生器的要求保證工作溫度范圍保證指標(biāo)溫度范圍0C-15～+70-15～+652.5G收發(fā)合一光模塊的主要指標(biāo)（FE1M02為例）OTU的輸入端S點(diǎn)參數(shù)要求：?jiǎn)挝唤ㄗh指標(biāo)設(shè)計(jì)指標(biāo)接收信號(hào)速率Mb/s2488.320622.08155．52GbE2488.320622.08155．52GbE發(fā)送端OTU接收靈敏度

dBm-18-21接收機(jī)反射

dB>27>27發(fā)送端OTU過(guò)載功率

dBm0>1輸入信號(hào)波長(zhǎng)區(qū)

nm1280–15651280–1565抖動(dòng)性能符合G.958關(guān)于再生器的要求符合G.958關(guān)于再生器的要求2.5G收發(fā)合一光模塊的主要指標(biāo)(續(xù))(FE1M02為例)OTU的輸出端Sn點(diǎn)參數(shù)要求單位指標(biāo)標(biāo)稱光源類型MQW－DFB－LD光譜特性

-最大-20dB譜寬nm0.2

-最小邊模抑制比dB＋35

-啁啾系數(shù)中心頻率

-標(biāo)稱中心頻率THz見(jiàn)表2

-中心頻率偏移GHz<±20注[1]平均發(fā)送功率dBm-3±2注[2]最小消光比dB＋10色散容限ps/nm7200/12000/12800注[3]眼圖?？蚍螱.957要求抖動(dòng)性能符合G.958關(guān)于再生器的要求內(nèi)容提要2.5G光模塊概述

命名和種類 在系統(tǒng)中的位置 主要功能 主要指標(biāo)2.5G光模塊的基本原理

原理框圖 接口 主要器件和關(guān)鍵技術(shù)2.5G有致冷EA調(diào)制光發(fā)送模塊原理框圖

2.5G有致冷直調(diào)光發(fā)送模塊原理框圖

2.5G無(wú)致冷直調(diào)光發(fā)送模塊原理框圖2.5GAPD光接收模塊原理框圖

2.5GPIN光接收模塊原理框圖2.5G收發(fā)合一模塊（FE1M02）總體框圖

2.5G光發(fā)送模塊結(jié)構(gòu)（寬腳多源封裝）

2.5G光發(fā)送模塊結(jié)構(gòu)（窄腳多源封裝）2.5Gb/s光發(fā)送模塊引腳排列

序號(hào)管腳名稱管腳功能序號(hào)管腳名稱管腳功能A2SDAI2C總線數(shù)據(jù)I/OB2SCLI2C總線時(shí)鐘A1WP/RESET模塊寫保護(hù)/模塊內(nèi)置MCU復(fù)位控制[注7]B1ModuleSense模塊在位識(shí)別，內(nèi)接51歐姆電阻到地。1NUC空腳24VCC正電源電壓[注1]2P_Monitor激光器背光功率監(jiān)測(cè)輸出23GND地腳3I_Monitor激光器偏置電流監(jiān)測(cè)輸出22NCLK時(shí)鐘非輸入4LSD激光器關(guān)斷輸入[注2]21GND地腳5SELC時(shí)鐘模式選擇輸入[注3]20CLK時(shí)鐘輸入6GND地腳19GND地腳7TDA激光器溫度告警[注4]18NDATA數(shù)據(jù)非輸入8LDA激光器退化告警[注5]17GND地腳9NUC空腳16DATA數(shù)據(jù)輸入10WSC波長(zhǎng)選擇控制[注6]15GND地11GND地腳14NUC空腳12NUC空腳13VCC正電源電壓[注1]2.5G光發(fā)送模塊通過(guò)IIC總線和MCU實(shí)現(xiàn)的功能

命令功能描述應(yīng)用環(huán)境適用模塊模塊重要數(shù)據(jù)讀寫讀寫模塊重要數(shù)據(jù)，如模塊類型、波長(zhǎng)標(biāo)識(shí)、色散容限等生產(chǎn)調(diào)試TE,TC,TD激光器輸出光功率微調(diào)通過(guò)改變模塊內(nèi)MCU的D/A輸出實(shí)現(xiàn)，調(diào)整范圍為標(biāo)稱光功率

2dB，并將調(diào)整后的參數(shù)存儲(chǔ)在EEPROM中系統(tǒng)應(yīng)用TE激光器輸出光功率校準(zhǔn)通過(guò)改變模塊內(nèi)MCU的D/A輸出使輸出光功率為標(biāo)稱功率值，并將調(diào)整后的參數(shù)存儲(chǔ)在EEPROM中。生產(chǎn)調(diào)試TE,TC,TD激光器輸出波長(zhǎng)微調(diào)通過(guò)調(diào)諧激光器的管芯溫度實(shí)現(xiàn)，調(diào)整范圍為標(biāo)稱波長(zhǎng)

20GHz，并將調(diào)整后的參數(shù)存儲(chǔ)在EEPROM中。系統(tǒng)應(yīng)用TE,TC激光器輸出波長(zhǎng)校準(zhǔn)通過(guò)調(diào)諧激光器的管芯溫度使輸出波長(zhǎng)為標(biāo)稱波長(zhǎng)n或n-1，并將調(diào)整后的參數(shù)（兩個(gè)）存儲(chǔ)在EEPROM中。生產(chǎn)調(diào)試TE,TC激光器溫度檢測(cè)上報(bào)激光器溫度偏差。系統(tǒng)應(yīng)用TE,TC激光器制冷電流檢測(cè)上報(bào)激光器制冷電流值。系統(tǒng)應(yīng)用TE,TC激光器背向檢測(cè)光功率校準(zhǔn)在確定的輸出光功率的條件下，獲得修正系數(shù)并存儲(chǔ)在EEPROM中。模塊的激光器背光功率監(jiān)測(cè)輸出管腳的輸出電壓根據(jù)此參數(shù)進(jìn)行修正。生產(chǎn)調(diào)試TE,TC,TD消光比調(diào)整調(diào)整激光器偏置電壓和調(diào)制電壓到指定值，并保存EEPROM。生產(chǎn)調(diào)試TE,TC,TD2.5G發(fā)送模塊輸入數(shù)據(jù)和時(shí)鐘時(shí)序

2.5GWDM光發(fā)送模塊（14PIN）結(jié)構(gòu)

2.5GWDM光發(fā)模塊引腳定義

引腳符號(hào)功能引腳符號(hào)功能0NC空管腳13ItecTEC電流監(jiān)測(cè)1VCC＋5V電源12LSDLD關(guān)斷2NC空管腳11GND地3Pmon光功率監(jiān)測(cè)10ImonLD偏置電流監(jiān)測(cè)4GND地9WC波長(zhǎng)調(diào)整5GND地8VEE-5.2V電源6VCC＋5V電源7Tmon溫度監(jiān)測(cè)2.5G光接收模塊(MSA28PIN)接口

模塊結(jié)構(gòu)：與2.5G光發(fā)送模塊窄腳多源封裝相同。2.5Gb/s光接收模塊引腳排列序號(hào)管腳名稱管腳功能序號(hào)管腳名稱管腳功能A2SDAI2C總線數(shù)據(jù)I/OB2SCLI2C總線時(shí)鐘A1WPEEPROM寫保護(hù)[注3]B1ModuleSense模塊在位識(shí)別，內(nèi)接電阻到地。1NUC空腳24NUC空腳2NUC空腳23Pin_Monitor輸入光功率監(jiān)測(cè)輸出3LOS無(wú)光告警輸出[注2]22VCC正電源電壓[注1]4GND地腳21NUC空腳5NCLK時(shí)鐘非輸出20GND地腳6CLK時(shí)鐘輸出19GND地腳7GND地腳18NUC空腳8VCC正電源電壓[注1]17GND地腳9GND地腳16GND地腳10DATA數(shù)據(jù)輸出15GND地腳11NDATA數(shù)據(jù)非輸出14GND地腳12GND地腳13NUC空腳2.5G光接收模塊的MCU需求

MCU輸入輸出物理意義方向?qū)崿F(xiàn)方法模擬量輸入輸入光功率從檢測(cè)電路片內(nèi)ADIIC通訊口IIC通訊口至模塊引腳至單板片內(nèi)IIC數(shù)字量輸出（1）輸入信號(hào)數(shù)據(jù)速率選擇至模塊內(nèi)CDRIO口數(shù)字量輸出（2）SLICE偏置電壓調(diào)整至模塊內(nèi)CDR片外數(shù)字電位器模擬量輸出（3）APD偏置電壓調(diào)整至模塊內(nèi)片外數(shù)字電位器2.5G帶外FEC接收模塊接口引腳定義

序號(hào)定義序號(hào)定義序號(hào)定義序號(hào)定義1LOS/SYNC_LOSS12+5.0V[注1]23RST234FEC-DEC2LOF/DISP_ERR13RX_OH_DATA[7]24WP35FEC-ERR3OOF/INV_CODE14RX_OH_DATA[5]25OPCOV36OH_CLK4GND15RX_OH_DATA[3]26LOCKDET37RX_OH_FP5GND16RX_OH_DATA[1]27RATESEL038FPOUTB6+3.3V[注1]17GND28RATESEL139PM_CLK7+3.3V[注1]18R+3.3V[注1]29RX_OH_DATA[0]40RST38+3.3V[注1]19GND30RX_OH_DATA[2]41SLPTIME9+3.3V[注1]20-5.2V[注1]31RX_OH_DATA[4]42FECSEL010GND21SCL32RX_OH_DATA[6]43FECSEL111GND22SDA33FEC-ENC44FECSEL22.5GWDM連續(xù)速率接收模塊接口引腳定義序號(hào)定義序號(hào)定義序號(hào)定義序號(hào)定義1LBEO12+5.0V23MC34RATE32LJ0O13DATA724WP35STM13LOOFN14DATA525OPCOV36LFPO4GND15DATA326LOL37LTPO5GND16DATA127RATE038COUT6+3.3V17GND28RATE139HSDC7+3.3V18R+3.3V29DATA040RST8+3.3V19GND30DATA241LOLI9+3.3V20-5.2V31DATA442CSB10GND21SCL32DATA643ADB11GND22SDA33RATE244PCLK2.5GWDM收發(fā)合一模塊接口引腳定義管腳功能管腳功能1EEP_SDA17TEC電流監(jiān)測(cè)2-5.2V±5%18-5.2V±5%3NC19-5.2V±5%4速率選擇0(FSEL1)20管芯溫度監(jiān)測(cè)5速率選擇1(FSEL0)21光波長(zhǎng)調(diào)整6電源地22電源地7電源地23電源地8+3.3V±5%24+3.3V±5%9電源地25EEP_WP10電源地26EEP_SCL11LD關(guān)斷27NC12光功率調(diào)整28參考時(shí)鐘切換13光功率監(jiān)測(cè)29輸入光功率監(jiān)測(cè)14LD偏置電流監(jiān)測(cè)30LOL告警15+5V±5%31NC16+5V±5%32+5V±5%2.5G光發(fā)送模塊中的激光器（1）

電吸收調(diào)制（電吸收調(diào)制激光器外形圖完成電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)功能。組件內(nèi)部封裝了半導(dǎo)體致冷器、PIN光電探測(cè)器和熱敏電阻等。

2.5G光發(fā)送模塊中的激光器（2）組件內(nèi)部封裝了半導(dǎo)體致冷器、監(jiān)測(cè)輸出光功率的PIN光電探測(cè)器和監(jiān)測(cè)芯片溫度的熱敏電阻等，其封裝形式為14腳蝶形封裝。

有致冷直調(diào)激光器外形圖2.5G光發(fā)送模塊中的激光器（3）SLT3120無(wú)致冷直調(diào)激光器外形圖無(wú)致冷FP同軸激光器組件內(nèi)部封裝了PIN光