2.5G光模块培训讲义

2.5G光模块介绍内容提要2.5G光模块概述

命名和种类 在系统中的位置 主要功能 主要指标2.5G光模块的基本原理

原理框图 接口 主要器件和关键技术2.5G光模块的命名Rx17P1：FEC编码光接收模块，采用PIN接收器件，方案1

FE1M01：发送端多速率收发合一光模块， 采用EA激光器，方案1RP1C01：连续速率光接收模块， 采用PIN接收器件，方案12.5G光模块的种类2.5Gb/s光发送及光接收模块（MSA28pin）2.5Gb/sWDM光发送及光接收模块2.5Gb/sWDM收发合一光模块2.5Gb/s光发送及光接收模块（MSA28pin）光接收模块 包括RA1M01,RP1M01,RA1M02,RP1M02,RA1C01,RP1C01等；光发送模块 包括TE1601,TC1602,TD1602等2.5Gb/sWDM光发送及光接收模块

带外FEC接收光模块

包括Rx17A1,Rx17P1,Rx18A1,Rx15A1；连续速率接收光模块

包括Rx1CA1,Rx1CP1普通接收模块

包括Rx16T，Rx16A1，MRX等光发送模块 包括Tx16E,Tx16S1,Tx16D等

2.5Gb/sWDM收发合一光模块

发送端收发合一光模块

包括FE1M01,FD1M01等中继端收发合一光模块 包括ZE1M02等接收端收发合一光模块 包括JD1M01,JD1M01/2等2.5G光模块在系统中所处位置

开放式DWDM系统的原理框图2.5G光发送模块和光接收模块在OTU单板中的位置

2.5G光模块的主要功能

2.5G光发送模块的主要功能

将输入的高频电信号转换成符合系统传输要求的光信号输出。另外，也提供模块的性能检测输出和控制输入接口。2.5G光接收模块的主要功能

将输入的光信号转换成电信号输出，主要包括光信号接收、放大、定时、再生以及输入口光功率监测和失锁告警产生等。 2.5Gb/s带外FEC接收模块则还完成FEC编码和/或FEC解码功能，并在模块内部完成B1J0性能监测的功能。2.5G收发合一光模块的主要功能 通过OEO变换，将输入的光信号转换成符合系统规范的光信号输出，同时提供用于B1和J0检测的高频数据和时钟电接口信号。2.5G光模块的符合标准

ITU-T建议ITU-TG.957 OpticalinterfacesforequipmentandsystemsrelatingtothesynchronousdigitalhierarchyITU-TG.958 DigitallinesystemsbasedonthesynchronousdigitalhierarchyforuseonopticalfibercablesITU-TG.825 Thecontrolofjitterandwanderwithindigitalnetworkswhicharebaseronthesynchronousdigitalhierarchy(SDH)ITU-TG.692 Opticalinterfacesformultichannelsystemswithopticalamplifiers国家标准、信息产业部发布的相关行业标准YDN120－1999《光波分复用系统总体技术要求》：邮电部电信传输所《光波分复用系统（WDM）技术要求－32

2.5Gb/s部分》（送审稿）：信息产业部企业标准2.5G光发送模块的主要指标

参数要求：单位指标有致冷EA有致冷直调无致冷直调光谱特性最大-20dB谱宽nm≤0.20.41.0最小边模抑制比DB353530中心频率标称中心频率THz192.1～196.1,详见表2192.1～196.1详见表2-CWDM中心频率寿命终了时偏移GHz<±20<±20-中心频率全温度范围偏移GHz<±4<±4-2.5G光发送模块的主要指标(续)参数要求：单位指标有致冷EA有致冷直调无致冷直调发送功率

-标称平均发送功率dBm-3±2-1±1.03±1.0-6±1.0-1±1.0

-功率全温度范围稳定度dB±0.5±0.5±1.0最小消光比dB10108.28.2色散容纳值ps/nm12000/128001800/3200-眼图模框符合G.957要求符合G.957要求符合G.957要求抖动性能符合G.958关于再生器的要求符合G.958关于再生器的要求符合G.958关于再生器的要求保证指标温度范围℃-15～+65-15～+65-15～+652.5G光接收模块的主要指标参数要求单位PIN接收模块APD接收模块接收信号速率单速率接收模块Mbps2488多速率接收模块SDH（2488、622、155）、GbE（1250）连续速率接收模块10Mb/s~2.7Gb/sFEC接收模块SDH（2488、622、155）、GbE（1250）及其FEC速率接收灵敏度

dBm<-21<-31接收机反射

dB>27>27接收过载功率

dBm0>-9输入信号波长区

nm1270–16101270–1610输出数据及时钟电平CML/PECLCML/PECL抖动性能当接收为SDH信号时，符合G.958关于再生器的要求保证工作温度范围保证指标温度范围0C-15～+70-15～+652.5G收发合一光模块的主要指标（FE1M02为例）OTU的输入端S点参数要求：单位建议指标设计指标接收信号速率Mb/s2488.320622.08155．52GbE2488.320622.08155．52GbE发送端OTU接收灵敏度

dBm-18-21接收机反射

dB>27>27发送端OTU过载功率

dBm0>1输入信号波长区

nm1280–15651280–1565抖动性能符合G.958关于再生器的要求符合G.958关于再生器的要求2.5G收发合一光模块的主要指标(续)(FE1M02为例)OTU的输出端Sn点参数要求单位指标标称光源类型MQW－DFB－LD光谱特性

-最大-20dB谱宽nm0.2

-最小边模抑制比dB＋35

-啁啾系数中心频率

-标称中心频率THz见表2

-中心频率偏移GHz<±20注[1]平均发送功率dBm-3±2注[2]最小消光比dB＋10色散容限ps/nm7200/12000/12800注[3]眼图模框符合G.957要求抖动性能符合G.958关于再生器的要求内容提要2.5G光模块概述

命名和种类 在系统中的位置 主要功能 主要指标2.5G光模块的基本原理

原理框图 接口 主要器件和关键技术2.5G有致冷EA调制光发送模块原理框图

2.5G有致冷直调光发送模块原理框图

2.5G无致冷直调光发送模块原理框图2.5GAPD光接收模块原理框图

2.5GPIN光接收模块原理框图2.5G收发合一模块（FE1M02）总体框图

2.5G光发送模块结构（宽脚多源封装）

2.5G光发送模块结构（窄脚多源封装）2.5Gb/s光发送模块引脚排列

序号管脚名称管脚功能序号管脚名称管脚功能A2SDAI2C总线数据I/OB2SCLI2C总线时钟A1WP/RESET模块写保护/模块内置MCU复位控制[注7]B1ModuleSense模块在位识别，内接51欧姆电阻到地。1NUC空脚24VCC正电源电压[注1]2P_Monitor激光器背光功率监测输出23GND地脚3I_Monitor激光器偏置电流监测输出22NCLK时钟非输入4LSD激光器关断输入[注2]21GND地脚5SELC时钟模式选择输入[注3]20CLK时钟输入6GND地脚19GND地脚7TDA激光器温度告警[注4]18NDATA数据非输入8LDA激光器退化告警[注5]17GND地脚9NUC空脚16DATA数据输入10WSC波长选择控制[注6]15GND地11GND地脚14NUC空脚12NUC空脚13VCC正电源电压[注1]2.5G光发送模块通过IIC总线和MCU实现的功能

命令功能描述应用环境适用模块模块重要数据读写读写模块重要数据，如模块类型、波长标识、色散容限等生产调试TE,TC,TD激光器输出光功率微调通过改变模块内MCU的D/A输出实现，调整范围为标称光功率

2dB，并将调整后的参数存储在EEPROM中系统应用TE激光器输出光功率校准通过改变模块内MCU的D/A输出使输出光功率为标称功率值，并将调整后的参数存储在EEPROM中。生产调试TE,TC,TD激光器输出波长微调通过调谐激光器的管芯温度实现，调整范围为标称波长

20GHz，并将调整后的参数存储在EEPROM中。系统应用TE,TC激光器输出波长校准通过调谐激光器的管芯温度使输出波长为标称波长n或n-1，并将调整后的参数（两个）存储在EEPROM中。生产调试TE,TC激光器温度检测上报激光器温度偏差。系统应用TE,TC激光器制冷电流检测上报激光器制冷电流值。系统应用TE,TC激光器背向检测光功率校准在确定的输出光功率的条件下，获得修正系数并存储在EEPROM中。模块的激光器背光功率监测输出管脚的输出电压根据此参数进行修正。生产调试TE,TC,TD消光比调整调整激光器偏置电压和调制电压到指定值，并保存EEPROM。生产调试TE,TC,TD2.5G发送模块输入数据和时钟时序

2.5GWDM光发送模块（14PIN）结构

2.5GWDM光发模块引脚定义

引脚符号功能引脚符号功能0NC空管脚13ItecTEC电流监测1VCC＋5V电源12LSDLD关断2NC空管脚11GND地3Pmon光功率监测10ImonLD偏置电流监测4GND地9WC波长调整5GND地8VEE-5.2V电源6VCC＋5V电源7Tmon温度监测2.5G光接收模块(MSA28PIN)接口

模块结构：与2.5G光发送模块窄脚多源封装相同。2.5Gb/s光接收模块引脚排列序号管脚名称管脚功能序号管脚名称管脚功能A2SDAI2C总线数据I/OB2SCLI2C总线时钟A1WPEEPROM写保护[注3]B1ModuleSense模块在位识别，内接电阻到地。1NUC空脚24NUC空脚2NUC空脚23Pin_Monitor输入光功率监测输出3LOS无光告警输出[注2]22VCC正电源电压[注1]4GND地脚21NUC空脚5NCLK时钟非输出20GND地脚6CLK时钟输出19GND地脚7GND地脚18NUC空脚8VCC正电源电压[注1]17GND地脚9GND地脚16GND地脚10DATA数据输出15GND地脚11NDATA数据非输出14GND地脚12GND地脚13NUC空脚2.5G光接收模块的MCU需求

MCU输入输出物理意义方向实现方法模拟量输入输入光功率从检测电路片内ADIIC通讯口IIC通讯口至模块引脚至单板片内IIC数字量输出（1）输入信号数据速率选择至模块内CDRIO口数字量输出（2）SLICE偏置电压调整至模块内CDR片外数字电位器模拟量输出（3）APD偏置电压调整至模块内片外数字电位器2.5G带外FEC接收模块接口引脚定义

序号定义序号定义序号定义序号定义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连续速率接收模块接口引脚定义序号定义序号定义序号定义序号定义1LBEO12+5.0V23MC34RATE32LJ0O13DATA724WP35STM13LOOFN14DATA525OPCOV36LFPO4GND15DATA326LOL37LTPO5GND16DATA127RATE038COUT6+3.3V17GND28RATE139HSDC7+3.3V18R+3.3V29DATA040RST8+3.3V19GND30DATA241LOLI9+3.3V20-5.2V31DATA442CSB10GND21SCL32DATA643ADB11GND22SDA33RATE244PCLK2.5GWDM收发合一模块接口引脚定义管脚功能管脚功能1EEP_SDA17TEC电流监测2-5.2V±5%18-5.2V±5%3NC19-5.2V±5%4速率选择0(FSEL1)20管芯温度监测5速率选择1(FSEL0)21光波长调整6电源地22电源地7电源地23电源地8+3.3V±5%24+3.3V±5%9电源地25EEP_WP10电源地26EEP_SCL11LD关断27NC12光功率调整28参考时钟切换13光功率监测29输入光功率监测14LD偏置电流监测30LOL告警15+5V±5%31NC16+5V±5%32+5V±5%2.5G光发送模块中的激光器（1）

电吸收调制（电吸收调制激光器外形图完成电信号转换为光信号功能。组件内部封装了半导体致冷器、PIN光电探测器和热敏电阻等。

2.5G光发送模块中的激光器（2）组件内部封装了半导体致冷器、监测输出光功率的PIN光电探测器和监测芯片温度的热敏电阻等，其封装形式为14脚蝶形封装。

有致冷直调激光器外形图2.5G光发送模块中的激光器（3）SLT3120无致冷直调激光器外形图无致冷FP同轴激光器组件内部封装了PIN光