光口模块的PCB设计要求

一、光口模块是什么?

光口模块(optical module)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。其作用就是光电信号转换,发送端把电信号转换成光信号,通过光纤传送后,接收端再把光信号转换成电信号。主要优点是能使信号进行长距离传输(例如上万公里),而且可以高速(100G )大容量(9600G)传输信号。光模块是光通讯系统中最基本也是最常用的单元组件。

image.png

二、光口模块常规分类介绍

1、按照功能结构分类

①光接收模块∶单纯接收光信号,并将光信号转换成电信号送入终端设备中。

②光发射模块︰单纯将电信号转换成光信号,送入光纤中进行短距离或长距离传输。

③光收发─体模块∶同时进行光电转换,电信号转换成光信号,并送入光纤中进行远距离传输。同时从光纤中接收光信号并转换成电信号送入终端设备。

2、按照应用场合分类

①D/T : Datacom (数据通讯)/Telcom(电信通讯),此类光模块主要应用于数据通讯网络,及SDH,WDM,PDH等电信网络。

②PON : Passive Optical Network即无源光网络,此类产品主要应用于光纤网络系统中的接入网等。其中的Triplex产品出类可以传输光纤信号外,还可以输出模拟信号。

3、按速率分类

为了满足各种传输速率的需求,产生了不同速率的光模块:400GE光模块、100GE光模块、40GE光模块、25GE光模块、10GE光模块、GE光模块、FE光模块等。传输速率越高,结构越复杂,由此产生了不同的封装方式。

4、按照封装类型分类、不同的封装类型的光模块

1)1×9封装:焊接型光模块,塑料封装,9PIN;速率─般不高于千兆,多采用SC接口;主要应用在多媒体转换器中。

2)SFF封装:焊接小封装光模块,金属外壳,模块底部有2×5或2×10PIN;速率一般不高于千兆,多采用LC接口;主要应用在SDH(同步数字体系,Synchronous Digital Hierarchy) ,SONET(同步光纤网,Synchronous Optical Network),高速以太网和光纤通道之中。

3)GBIC封装︰热插拔千兆接口光模块,采用SC接口。GBIC是Giga Bitrate InterfaceConverter的缩写,是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。金属外壳,主要用于千兆以太网开关,支持热插拔。

4)SFP封装:也称为Mini-GBIC。SFP是SmallForm Pluggable的缩写,可以简单理解为GBIC的升级版本。热插拔小封装光模块,金属外壳,支持热插拔,目前最高速率可达4G,多采用LC接口。

image.png

5)XENPAK封装:金属外壳,支持热插拔。应用在万兆以太网(10G Ethernet),采用SC接口

6)XFP封装:10G光模块,金属外壳,支持热插拔,可用在万兆以太网,SONET等多种系统,多采用实物图示LC接口。

image.png

三、光口模块常见管脚定义及原理图分析

光口模块常见管脚定义及原理图分析,了解光口模块的各管脚信号,掌握常规的光口模块工作原理

image.png

image.png

image.png

四、光口模块(SFP)PCB布局注意事项

光口模块(SFP)布局、布线内容分析-掌握光口模块(SFP)布局、布线各个要点

1、光口模块尽量布局在离IC信号附近的位置,以保证信号长度尽量短;

2、电压转换IC尽量布置在模块附近。

3、差分要注意接收、发送部分走线分开,以减少干扰,信号线周围要尽量多打到GND的通孔,隔50或者100mil打孔;

4、差分信号要尽量短,拐角处弧形处理为优;差分对内等长5mil处理。

image.png

image.png

5、单端走线做好阻抗匹配,走线上尽量不要有过孔,如果必须有过孔,注意好过孔的处理。

6、走线注意禁布区,在赫布区所有层不要进行布线

7、激光器的供电电源电压会比较高,走线时注意,尽量保持短且粗。

8、处理好电源和GND,比如机壳地要与电路的地分开,隔离距离最好保持80mil。隔离器件的位置多添加GND孔,以满足回流要求。

image.png

image.png