数据通信用光电集成智能化CSFP光模块

2013-10-11 00:01

刘希、薛原、徐红春、胡广文（光纤通信技术和网络国家重点实验室/武汉电信器件有限公司）

　　为满足光模块产品低成本、高链路容量的发展需求，提出了一种紧凑型小型化可热插拔（CSFP）光收发模块的设计方案及测试方法。简要说明了CSFP的应用背景，并详细论述了CSFP中的光电集成技术及其优势，针对模块发送、接收及控制等关键电路提出了符合CSFP MSA协议的模块设计方案，并根据此设计方案制作了样品模块，通过测试和分析其性能参数，证实了方案的可行性，为实际的产品化生产提供了参考，达到了预期目标。

　　1　引言

　　近几年来，随着光纤到户、全光网络等热点应用的兴起，通信业正面临带宽和速度的双重挑战，大容量、高速率和高质量的光纤通信已成为信息产业发展的必然趋势。光收发模块是光网络建设的重要组成部分，其核心功能就是在各种传输网络之间提供光电接口，完成光电或电光转换，确保通信网的连接。目前应用较广的光模块类型是小型化可热插拔（SFP）模块系列产品。在当前的主流通信容量和速率下，它基本能满足通信的要求。但随着一系列热点应用的兴起以及对光模块产品低成本、高链路容量的进一步需求，紧凑型小型化可热插拔（CSFP）光收发模块便应运而生。在现在流行的SFP工业封装基础上，通过采用双通道，甚至四通道的设计，CSFP不改变现有接口形式，但将外形尺寸缩小到现有标准的1/2或1/4，通过组合还可灵活配置通道数量。采用高集成度光电回路和封装技术研制的CSFP光模块继承了SFP所有的技术优势，大幅度减小光模块和通信系统设备的外形尺寸，成倍提升端口密度及信息吞吐量的同时也降低了系统成本，商业价值巨大。本文旨在研究和设计出一种集成两路传统单纤双向（BIDI）SFP的CSFP模块，并对其性能进行测试，通过进一步分析数据结果，验证产品性能，证实设计方案的可行性，为CSFP光模块的实际生产提供理论依据。

　　2　CSFP中的光电集成技术

　　光电集成技术的出现是光学器件和系统发展的必然趋势，也是当今光电子学领域的前沿技术，它主要研究如何将光学器件与电子元件集成封装在一起以完成传统有源、无源光元件的功能。将半导体激光器、探测器等有源器件集成在同一平面衬底上，并用光波导、耦合器、隔离器和滤波器等无源器件连接起来，构成实现微型化、集成化和薄膜化的微型光学系统称为集成光路。如果同时与如电阻、电容等电子元件集成，则构成混合光电集成系统［1］。