漆燕[1]2004年在《小型封装SFP光纤收发器电路研究与设计》文中研究表明光纤因其无可比拟的传输特性在接入网中得到了越来越广泛的应用，光纤接入网是最能适应未来发展的解决方案。光通信的核心技术在于光器件和光电器件技术，具有小型化、热插拔功能和自诊断功能等叁大特点的千兆SFP收发器将代替SIP和GBIC成为千兆收发器市场的主流，是通信用光电器件发展的必然趋势。 本课题是湖北省科技攻关项目的子项目，目标是研制出满足MSA协议和SFF-8472的适合于1.25Gb／s速率的小型封装的可插拔SFP光收发模块。主要任务是完成小型封装SFP光纤收发器电路设计，原理图及PCB版的绘制及相关参数的测定的工作，难点为热插拔电路的设计，高速率的抗电磁干扰电路的整合，及更小封装电路的设计。 建立在对千兆以太网有关标准分析的研究基础之上，本文提出千兆光纤收发器实现技术方案并进行分析，就有关测试问题进行分析和研究，并提出相关实现方法。我们设计的光纤收发器有良好的电磁兼容性，并保证了电路板的供电特性和散热特性、支持全／半双工自适应、具有数据诊断功能、准确方便的判断网络故障、支持热插拔操作、兼容性良好。 本文阐述了接入网在整个现代通信网中的重要地位及光纤收发器成为当前市场的迫切需要，对千兆以太网有关标准分析的研究，介绍了千兆SFP光收发系统组成、原理、关键技术与实现方法设计，介绍了各类元器件尤其是核心芯片与光收发一体模块的选择方法及原则，基于信号完整性分析的高速数字PCB的设计，在电路板设计过程中采用差分信号线布线的优势和布线策略，对数字电路的串扰分析提出了对策。
漆燕, 王桂琼[2]2006年在《基于MAX3748的千兆SFP光纤收发器电路设计与仿真》文中提出着重探讨了千兆SFP(小型封装可热插拔)光纤收发器中控制电路参数设计,提出了基于MAX3748千兆SFP光纤收发器中控制电路参数设计方案,在利用CADENCE软件仿真基础上,对接收部分MAX3748芯片的SPICE模型的I/O口进行了仿真分析。
胡庆红[3]2013年在《SFP光收发模块测试平台的研究与设计》文中研究表明光纤通信是以光纤作为传输介质的通信方式,它已成为现代通信的基石。随着以IP为代表的大容量数据业务不断增长和信息网络日趋复杂,对光电子器件的要求也水涨船高。作为光电子器件的核心,光收发模块和光纤通信网络的发展是密不可分的,这就迫切要求光收发模块具有智能化功能。在这种背景下,智能化、小型化、集成化的光收发模块应运而生,它提供了一种低成本的模块运行参数监测手段,可以简化光通信系统的维护工作。本文在研究SFF-8472协议、小型封装可热插拔(Small Form Pluggable, SFP)光收发模块数字诊断功能实现电路和虚拟仪器软件体系(Virtual Instrument Software Architecture,VISA)基础上,设计并实现了一套实用的SFP光模块测试平台,该测试平台系统硬件包括SFP光模块测试母板和通信板两个部分。测试母板提供SFP光模块正常工作所需的外围电路,通信板的主要作用是将系统上位机串口指令转化为12C指令格式。通信板采用单片机通过12C接口与被测光模块通信来实现数字诊断参数监控,而12C通信协议是通过软件模拟实现,因此降低了系统成本。单片机能够将数字诊断部分实时监测参数通过RS232传输给上位机PC显示。本文针对测试平台还设计了一款光模块自动化测试系统上位机软件。上位机软件通过VISA实现程控测量仪器,可以对光模块各项参数进行自动测试。所有相关监测数据均可在上位机PC上显示,并由软件结合服务器数据库中对应型号光模块的标准参数对实时监测数据进行自动分析。本文将光模块测试平台结合上位机测试软件对待测光模块进行了测试。测试结果表明：该测试平台能够自动测试光模块主要参数,提高光模块测试效率和准确率,达到了设计需求。
程社成[4]2006年在《带数字诊断功能的小封装光模块研究》文中研究表明随着信息社会的到来,人们对通信系统容量和传输速率以及服务水平的要求不断提高,通信网络变得越来越庞大,通信链路管理工作日趋复杂。人们迫切希望在通信系统中采用智能的性能监测技术来解决这一越来越突出的问题。光收发模块的数字诊断功能就提供了这样一种低成本的性能监测手段。通过光收发模块的数字诊断功能,网络管理单元可以实时监测光收发模块的温度、供电电压、激光器偏置电流以及发射光功率和接收光功率。这些参数的测量,可以帮助网络管理单元进行故障预测和故障定位。通过故障预测,技术人员可以提前替换可能产生故障的单元,减少损失;通过故障定位网络管理人员可以迅速找出故障位置,缩短故障修复时间。带数字诊断功能光模块的应用简化了系统维护工作,提高了系统的可靠性。 本文以武汉华工正源光子技术有限公司“2.5G带数字诊断功能的小封装光模块”项目的研究为背景,深入介绍了光收发模块的组成与各主要部分的工作原理,详细介绍了课题中采用的各款芯片的性能与设计技术。介绍了激光器与激光器驱动电路的耦合方式、自动功率控制电路与自动温度控制电路原理以及小封装光模块热插拔功能的实现。光模块的数字诊断与监控技术是本文介绍的重点,论文首先介绍了设计数字诊断光模块的理论基础,包括用于数字诊断光模块与主机通信的12C总线技术基础和定义数字诊断光模块技术要求与设计规范的SFF-8472协议。然后给出了具体的数字诊断光模块电路设计方案,重点介绍了方案中采用的数字诊断控制器DS1859以及该设计方案的原理、工作过程和参数设计。文章最后介绍了带数字诊断光模块的测试技术,先介绍了一般光电指标包括发射光功率、消光比、光眼图、接收灵敏度以及高低告警值的测试原理与方法,然后对常见的光眼图劣化现象产生的原因和解决方法进行了分析,最后重点介绍了数字诊断与监控功能的测试方法与实现技术,包括测试系统硬件电路的设计以及监控校准软件的介绍与具体实现方法。
苏友章[5]2009年在《带数字诊断监控功能的SFP光收发模块设计与实现研究》文中指出光纤通信己经成为现代信息网络的主要传输手段之一,随着通信容量不断提高和通信网络越来越大,带来了通信链路管理工作日趋复杂的问题。光收发模块和光纤通信网络的技术发展是相辅相成的,这就迫切希望光收发模块具有智能化功能。带数字诊断监控(DDM)功能的光收发模块具有一定的智能化,能够为光纤通信系统提供一种简便的性能监测手段,提高通信管理的效率。本文在此背景下,对带数字诊断监控功能的小型封装可热插拔(SFP)光收发模块展开研究。深入研究了光模块原理、数字诊断原理、光模块硬件设计、光模块底层软件设计、监测软件设计,给出了一种通用的带数字诊断功能的SFP光模块设计思路。本文在光模块的控制部分研究中,采用微控制单元(MCU)和存储单元代替传统的带数字诊断功能的控制芯片,具有可扩展性好、性价比高等优点。在五个模拟参量(工作电压、模块温度、偏置电流、发射光功率、接收光功率)的数据校准研究中,基于SFF-8472协议中正向的参数校准方式基础上,提出了一种逆向的新参数校准方式,逆向校准有利于测试人员进行参数校准,提高测试效率。在监测方式研究中,构思了一种光模块全自动测试系统的方案,与手动测试相比,可以提高监测效率。文中还研究了主模式和从模式的IIC通信、并口模拟IIC通信协议、温度自动补偿、A/D转换、FLASH编程、定点运算代替浮点运算、MCU代码优化等。实验验证表明,光模块满足SFF-8472协议和多源协议MSA要求,采用逆向的新参数校准方式,五个模拟量的校准误差满足指标要求。
周凤金[6]2012年在《SFP光模块的监测系统研究与实现》文中提出随着信息社会的来临,通信网络的传输容量不断扩大和光纤通信网络的速率不断提高,光纤通信已经成为现代信息传输的一个重要手段。光收发一体模块作为光纤通信中的非常重要的有源器件,它不仅提供光网络的核心功能,具有传输距离长、网络带宽高等优点,而且还构成了光通信系统的主要成本。SFP光模块是一款先进的小型封装光模块封装形式,它服从多源SFP MSA协议和SFF-8472协议。它具有可热插拔功能,模块无需切断电源,就可以连接或者中断设备,方便更换,而且其还具有远距离、高速率、高端口密度、低功耗、低成本的优势,并且能够实现实时地监测模块的一些重要指标参数,包括工作电压,工作温度,工作偏置电流,发射光功率,接收光功率。带数字诊断的SFP使得光网络设备工作地更加智能,并提高通信管理效率和系统可靠性,简化了日常维护的工作。本文在此背景下,对带数字诊断功能的SFP光模块进行深入地研究,结合现实条件,研究设计了具备数字诊断功能的SFP光收发模块监控测试系统,主要的工作有：(1)详细介绍了SFP光模块的工作原理以及模块的构成,并对各功能模块的性能进行分析,随后研究了数字诊断功能的原理和应用。(2)研究速率为1.25Gbps带诊断功能SFP光模块硬件电路,符合SFP MSA协议,满足封装及技术指标要求。(3)根据SFF-8472协议,通过12C通信,设计SFP光模块的监测系统软件,并对其数字诊断功能进行校准与检验,实时监测重要的指标参数,真实地反映实际值。(4)研究通过控制Agilent86100C仪器,由计算机获取SFP光模块发射端的通用信息,完成发射端和接收端光功率的校准功能,并用误码仪测算其灵敏度,简化测试过程,缩短测试时间,提高了测试效率。测试结果表明,设计的SFP光模块监测系统不仅可以实时地监测模块通用信息,还可以自动实现校准功能,保证监测系统的可靠性、可行性和优越性。
王桂琼[7]2004年在《千兆SFP光纤收发器电路仿真分析与研究》文中进行了进一步梳理小型封装可热插拔式光纤收发模块(Small Form-Factor Pluggable Optical Transceiver，简称SFP)具有小型化、可热插拔和自诊断等功能。然而，其技术实现难度也相应加大，要在很小的面积上集成光检测器、放大器、激光器、驱动器以及各种告警、监测控制信号电路，而且数据传输的速率达到1.25Gb／s，就必须考虑信号完整性问题的系列问题。 要解决信号完整性问题，人们越来越依赖于采用基于信号仿真的一体化设计，其基本思想为利用仿真技术，在产品设计早期尽可能的解决信号完整性问题，提出满足信号完整性要求、时序要求、EMC／EMI要求，并满足加工制造与测试的总体方案和设计准则，最大限度地降低产品成本，缩短研发周期。 为了更好的对电路进行仿真分析，本文在查阅大量国内外文献的基础上，对高速电路设计理论和信号完整性作了详细的讨论。主要对涉及高速电路中的几个基本理论、ECL电路原理进行分析，在此基础上对仿真的模型进行了研究，重点对引起信完整性的反射、串扰等问题的原因、现象、解决办法作了理论上的分析，为分析仿真过程中出现的各种现象和提出解决方案提供了理论依据。 对于SFP光收发模块电路板的设计，文中采用Cadence软件的Allegro互连设计平台进行设计。主要进行了板级的前仿真和后仿真。并采用约束规则驱动布线的方法进行了电路的板级仿真分析。 由于影响信号完整性的因素是多方面的，是相互交错的，本文在理论分析基础上主要介绍了SFP光收发模块的差分输入输出线影响信号完整性的反射、串扰等几个方面的仿真分析项目。在对电路进行分析的基础上，通过仿真对布局布线进行调整，从而使得信号的质量达到最优化，保证了信号的完整性。
周金林[8]2010年在《光收发模块监测系统的设计与实现》文中指出光纤通信已经成为现代信息网络的主要传输方式之一,随着通信容量不断提高和通信网络越来越大,对于光收发模块的要求越来越高。光收发模块和光纤通信网络的技术发展是相辅相成的,这就迫切希望光收发模块具有智能化功能。光收发模块的数字诊断功能就提供了这样一种低成本的性能监测手段。通过光收发模块的数字诊断功能,技术人员可以实时监测光收发模块的温度、供电电压、激光器偏置电流以及发射光功率和接收光功率等重要工作参数。这些参数的测量,有助于技术人员对于系统进行故障预测和故障定位以及兼容性验证。通过故障预测,技术人员可以提前替换可能产生故障的单元,减少由光收发模块损坏造成的损失；通过故障定位,技术人员可以迅速找出故障位置,缩短故障修复时间,从而最大限度保障系统运行；通过兼容性验证,工作人员可以分析光模块的工作环境是否符合数据手册或者与相关的标准兼容,从而可以为光模块提供适宜工作条件,保证其运行可靠性。因此带数字诊断功能光模块的应用大大简化了系统维护工作,提高了系统的可靠性。本文在此背景下,对带数字诊断监控功能的小型封装可热插拔(SFP)光收发模块展开研究。深入研究了光收发模块的原理、数字诊断的原理、I2C总线协议、SFF—8472 MSA协议,给出了一种实用的光模块监测系统的设计方式,实现了光模块监测系统硬件设计和软件设计。本文在光模块监测系统控制部分的设计中,采用微控制器实现实时监控功能,与传统的控制方案相比,该方案具有可扩展性好、性价比高等优点；在五个主要监测参数(工作电压、模块温度、偏置电流、发射光功率、接收光功率)的实时显示方案设计中,采用中文液晶模块实时显示,实现方案更加直观简便,易于操作；在与计算机的实时通信过程设计中,采用了目前较为通用的USB接口,使该光模块监测系统应用范围更广,适应性更强。光模块监测系统经测试,满足SFF—8472 MSA协议的要求,可以实现对于光模块主要工作参数的实时监测,具备较高的实用价值。
李立[9]2009年在《PON光链路终端的小型一体化模块的设计》文中指出截止到2009年5月,我国互联网宽带接入用户已达到9162.9万户,电信市场的改革重组已初步完成。我国自主知识产权的TD-SCDMA技术标准的实施,则是我国电信业再一次跨越发展的内在动力。为满足宽带互联网和增值业务的发展,小型化可热插拔光收发模块又称MINI-GBIC模块是接入网中的核心元器件。SFX为第二代GBIC技术,主要包括SFP/SFF封装方案,是光网络接口技术上的一项创新。它采用先进的精密光学及电路集成工艺制作,尺寸只有普通双工SC(1×9)型光收发模块的一半。SFP模块还支持在线热插拔功能,即无需切断电源,模块即可与设备连接或断开,使得在系统升级和维护上无需断电操作;SFF模块在保持SFP模块体积小的优点的同时,也具有成本低的优势。SFP/SFF光收发模块在设计指标上服从光纤通道的耦合效率规定,同时服从SFP MSA和SFF-8472多源协议。本论文旨在开发出适用与GE-PON系统的最高数据传输速率为2.7Gbps的SFP局端(OLT)模块和用户端模块(ONU)。模块满足GE-PON ITU-T G.984规定的输出平均光功率和消光比的要求。本文在设计过程中采用技术成熟、成本较低的FP激光器和美信公司的激光器驱动芯片、放大集成芯片来完成设计。在模块中采用Xponent Photonics提供的3引脚光发射次模块(Transmit Optical Subassembly;TOSA)和4引脚光接收次模块(Receiver Optical Subassembly;ROSA)等集成技术,使得该设计在尺寸、性能上满足ITU-T G.984的要求。
杨锐[10]2012年在《基于PIC芯片的10×10 Gb/s光发射器评测技术及实验系统研究》文中认为PIC, Photonic Integrated Circuit,光子集成电路。PIC将激光器、调制器、检测器、放大器、衰减器、复用器/解复用器等多个光学器件进行集成,具有速率高、体积小、功耗低等优点。基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器支持100G带宽光传输,集成了10路通道,单通道速率10Gb/s,适用于骨干网高速传输、数据中心互连等应用环境。目前通信网络中布局了大量的10G光通道及WDM系统,应用基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器可以极大提高传输效率,精简网络结构,同时实现绿色节能通信。目前,国内外都在积极开展基于PIC技术的光收发器研究,我国尚处于起步阶段,依托于国家863"光子集成项目”,正在进行基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器自主研发工作。基于PIC的研究领域主要集中在材料、器件、结构设计、集成技术、生产工艺等方面,在评测技术方向上并未有过多涉及。基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器,拥有内部通道数目多、集成度高、单通道速率高,内部光电信号环境复杂,对外只有单个波分复用输出光口等特点。因此,需要对其进行有效评测,也是其系统应用的前提。本论文将研究方向定位于基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器评测技术和实验系统,进行以下方面创新性研究：1.基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器内部结构研究；2.基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器评测技术研究,可评测参数体系设计,完成评测环境设计,评测方法设计；3.基于PIC芯片的10×10Gb/s光发射器实验系统研究,完成高速业务产生及检测设计、高速光电接口匹配设计、评测板结构设计、电路设计；4.搭建实验系统,分析实验结果,验证本论文提出的PIC芯片的10×10Gb/s光发射器评测技术可行性。
参考文献：
[1]. 小型封装SFP光纤收发器电路研究与设计[D]. 漆燕. 武汉理工大学. 2004
[2]. 基于MAX3748的千兆SFP光纤收发器电路设计与仿真[J]. 漆燕, 王桂琼. 电子工程师. 2006
[3]. SFP光收发模块测试平台的研究与设计[D]. 胡庆红. 武汉理工大学. 2013
[4]. 带数字诊断功能的小封装光模块研究[D]. 程社成. 武汉理工大学. 2006
[5]. 带数字诊断监控功能的SFP光收发模块设计与实现研究[D]. 苏友章. 厦门大学. 2009
[6]. SFP光模块的监测系统研究与实现[D]. 周凤金. 武汉理工大学. 2012
[7]. 千兆SFP光纤收发器电路仿真分析与研究[D]. 王桂琼. 武汉理工大学. 2004
[8]. 光收发模块监测系统的设计与实现[D]. 周金林. 北京邮电大学. 2010
[9]. PON光链路终端的小型一体化模块的设计[D]. 李立. 华东交通大学. 2009
[10]. 基于PIC芯片的10×10 Gb/s光发射器评测技术及实验系统研究[D]. 杨锐. 北京邮电大学. 2012
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