專利名稱：吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)客戶端使用的光纖模塊，特別涉及 一種單纖雙向模塊，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
就目前的市場而言，高帶寬、高速率和多種業(yè)務(wù)融合的光纖通信方向逐漸
趨于明朗；在眾多的解決方案中，光纖到戶(FTTH)的出現(xiàn)便被認(rèn)為是寬帶接入 的終極解決方案。而在FTTH眾多方案中，其中無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)又備受關(guān)注， 成為了目前主流的光4妻入方式。P0fU支術(shù)在幾年內(nèi)經(jīng)歷了AP0N、 BP0N到目前的 EP0N、 GP0N,且隨著以久網(wǎng)技術(shù)在城域網(wǎng)中的普及以及寬帶接入技術(shù)的發(fā)展， 人們更多關(guān)注1Gbit/s以上的寬帶PON技術(shù)，即EPON和GPON。
GPON的全稱為Gigabit-capable PON,也就是吉比特級數(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)， 其傳輸速率最大可達(dá)2. 5Gbps,并且支持多種業(yè)務(wù)，包括ATM、 Ethernet、 TDM、 CATV等，可以說是目前功能最完善的PON網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也是一種非常經(jīng)濟、面向 寬帶的網(wǎng)絡(luò)接入方式。但由于GPON標(biāo)準(zhǔn)復(fù)雜且開發(fā)較晚，所以目前成熟的技術(shù) 尚不多見。而且，在現(xiàn)有客戶端使用的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊中，模 塊接收速率和靈敏度較低、溫度穩(wěn)定性較差，導(dǎo)致才莫塊可靠性較低。此外，由 于模塊缺少實現(xiàn)監(jiān)控功能的單元，不能實時監(jiān)控模塊參數(shù)，不能實現(xiàn)ITU-T 984.3標(biāo)準(zhǔn)中推薦的功率定標(biāo)(Power Leveling)功能，使得模塊性能較低， 而且管理復(fù)雜、維護(hù)困難，限制了模塊應(yīng)用范圍的推廣，
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)客戶端使用的光纖模塊不能 實現(xiàn)數(shù)字診斷功能以及功率定標(biāo)功能的技術(shù)問題，提供了一種吉比特?zé)o源光網(wǎng) 絡(luò)單纖雙向模塊，通過模塊中的監(jiān)控電路，可以實現(xiàn)對模塊溫度、偏置電流及 光功率等的實時監(jiān)控，便于系統(tǒng)管理單元進(jìn)行管理，提高了模塊的使用性能。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)
一種吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，包括雙向光組件、發(fā)射機電路及接 收機電路，其特征在于，還包括監(jiān)控電路，所述監(jiān)控電路監(jiān)測模塊溫度、供電 電壓、偏置電流以及發(fā)射光功率和接收光功率參數(shù)，并輸出相應(yīng)的監(jiān)測信號。
根據(jù)本實用新型，所述單纖雙向模塊設(shè)置有總線接口，所述監(jiān)控電路通過 所述總線接口傳輸監(jiān)測信號。
優(yōu)選的，所述總線接口為12(:總線接口；所述監(jiān)控電路采用單片機實現(xiàn)。 才艮據(jù)本實用新型，所述單纖雙向模塊還包括傳輸發(fā)射機使能控制信號的端 口，所述端口與所述發(fā)射機電路相連接，實現(xiàn)突發(fā)模式下的光發(fā)射功能。
根據(jù)本實用新型，所述發(fā)射機電路還包括發(fā)射告警電路，所述發(fā)射告警電
路在發(fā)射信號異常時輸出告警信號。
根據(jù)本實用新型，所述接收機電路還包括溫度補償電路，所述溫度補償電 路包括基準(zhǔn)電阻和至少 一個熱敏電阻；所述熱敏電阻兩端并聯(lián)一調(diào)節(jié)電阻后與 所述基準(zhǔn)電阻相串聯(lián)，形成串聯(lián)溫度補償電路，為模塊提供穩(wěn)定而精確的溫度 補償。
優(yōu)選的，所述溫度補償電路包括三個熱敏電阻，其中，第一熱敏電阻兩端 并聯(lián)第一調(diào)節(jié)電阻后與第二熱敏電阻串聯(lián)，形成第一并聯(lián)支路；所述第一并聯(lián) 支路與第二調(diào)節(jié)電阻并聯(lián)，形成第一串聯(lián)支路；所述第一串聯(lián)支路與第三熱敏 電阻及基準(zhǔn)電阻相串聯(lián)，形成串聯(lián)溫度補償電路。
才艮據(jù)本實用新型，所述雙向光組件包括1310nm的波長和1490nm的波長； 所述雙向光組件的激光器為DFB-LD,數(shù)字接收機為APD-TIA。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是1、通過模塊中的監(jiān)控電路，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理單元可以實時監(jiān)測模塊的溫度、 供電電壓、激光偏置電流以及發(fā)射光功率和接收光功率，實現(xiàn)數(shù)字診斷功能。 系統(tǒng)管理單元可以根據(jù)監(jiān)控電路輸出的信號及時、方便地找出光纖鏈路中發(fā)生 故障的位置。同時，利用監(jiān)控電路輸出的偏置電流信號和發(fā)射光功率信號，實 現(xiàn)功率定標(biāo)功能，無需額外對光功率進(jìn)行校準(zhǔn)，筒化系統(tǒng)維護(hù)工作，提高系統(tǒng) 的可靠性。
對模塊進(jìn)行精確、穩(wěn)定的溫度補償，滿足工業(yè)溫度下模塊的正常工作，而且成 本較低。
3、雙向光組件的激光器選用DFB-LD，而數(shù)字接收機選用APD-TIA，提高了 模塊發(fā)射和接收的靈敏度和速率，從而有效降低了分?jǐn)傇诳蛻舳说脑O(shè)備成本， 提高了模塊的市場應(yīng)用范圍。


圖1是本實用新型吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊的內(nèi)部電路原理框圖； 圖2是圖1中溫度補償電路一種實施例的電^各原理圖； 圖3是圖1中溫度補償電路另一種實施例的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進(jìn)行詳細(xì)的描述。 圖1示出了本實用新型吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊的內(nèi)部電路原理框 圖。所述單纖雙向模塊包括吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)客戶端用的單纖雙向光組件I、 GP0N上行1. 25Gbps突發(fā)才莫式發(fā)射機電路II、 GP0N下行2. 5Gbps連續(xù)模式接收 機電路I 11以及監(jiān)控光組件I 、發(fā)射機電路II和接收機電路I I I各參數(shù)的單片機監(jiān) 控電3各IV。
所述的雙向光組件I是模塊中的核心器件，主要完成分波/合波以及模塊所需的光電信號轉(zhuǎn)換，包括有兩個波長，即1310nm和1490nm。其中，上行發(fā)射 部分采用1310nm波長進(jìn)行信號發(fā)射，而下行接收部分釆用1490nm波長接收信 號。為獲得較高的探測器靈敏度，有效降低分?jǐn)傇诳蛻舳说脑O(shè)備成本，激光器 選用波長范圍為1260-1360nm、 -20dB譜寬不超過lnm的DFB-LD，而且要求DFB 激光器后設(shè)置隔離器，或者選用自身帶有隔離反射光信號的激光器；而數(shù)字接 收才幾則選用APD-TIA。
所述的GPON上行突發(fā)模式發(fā)射機電路II的正向發(fā)射輸入端和反向發(fā)射輸 入端分別接收來自客戶端待發(fā)射的電信號，經(jīng)內(nèi)部的突發(fā)模式驅(qū)動器電路向雙 向光組件I的131 Onm端輸出驅(qū)動信號，并利用雙向光組件I將待發(fā)射的電信號轉(zhuǎn) 換為光信號發(fā)射出去。由于發(fā)射機電路II工作在突發(fā)模式下，要求模塊具有快 速開啟/關(guān)閉的功能，所述發(fā)射機電路II設(shè)置有發(fā)射機使能控制信號端口， GPON 系統(tǒng)通過所述端口傳輸LD偏置電流控制信號，即發(fā)射機使能控制信號。在需要 模塊發(fā)光時，GPON系統(tǒng)控制部分給所述端口發(fā)送一個打開信號，使得LD的偏 置電流處于閾值電流以上，模塊向GPON系統(tǒng)局端發(fā)出正常的調(diào)制光信號；當(dāng)系 統(tǒng)控制部分給端口發(fā)送一個關(guān)斷信號時，模塊停止向局端發(fā)送光信號。此外， 所述發(fā)射機電路II還包括發(fā)射告警電路，在發(fā)射信號及發(fā)射驅(qū)動器異常時輸出 告警信號。
所述GPON下行接收機電路III通過1490nm波長接收雙向光組件輸出的電信 號，并通過限幅放大器和告警輸出電路輸出相應(yīng)的接收信號及告警信號。
所述單片機監(jiān)控電路IV用來監(jiān)控整個模塊的工作溫度、供電電源電壓、激
光偏置電流、發(fā)射光功率及接收光功率，以實現(xiàn)數(shù)字診斷功能。所述監(jiān)控電路 將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過模塊的I2C總線接口數(shù)據(jù)線和時鐘線輸出至GPON系統(tǒng)管理單元 中，供系統(tǒng)管理單元分析、利用及儲存。系統(tǒng)管理單元根據(jù)接收的監(jiān)控數(shù)據(jù)， 可以輕松地查找出光纖鏈路中故障發(fā)生的位置，從而簡化了系統(tǒng)維護(hù)工作，提 高系統(tǒng)的可靠性。另外，通過監(jiān)控電路實時監(jiān)控模塊偏置電流以及突發(fā)模式下 的光功率，可以實現(xiàn)滿足ITU-T 984. 3標(biāo)準(zhǔn)中推薦的功率定標(biāo)功能，提高系統(tǒng)管理性能。
本實用新型單纖雙向模塊出于對溫度穩(wěn)定性的考慮，需要在內(nèi)部做溫度補
償，以保證其在工業(yè)級溫度(-40攝氏度到85攝氏度)范圍內(nèi)工作穩(wěn)定。通常 有兩個部分需要進(jìn)行穩(wěn)定補償 一個是消光比的補償，另一個是數(shù)字接收機 APD-TIA的工作電壓會隨著溫度的變化而變化，也需要進(jìn)行補償。其中，模塊 內(nèi)部消光比的補償通過監(jiān)控電路實時監(jiān)控溫度的變化，然后通過軟件寫入溫度 查找表，隨溫度變化去查找相應(yīng)適合的值以保證消光比的穩(wěn)定。對APD-TIA的 工作電壓進(jìn)行溫度補償，是通過設(shè)置在接收機電路I 11中的溫度補償電路實現(xiàn)。
圖2所示為所述溫度補償電路一種實施例的電路原理圖，所述溫度補償電 3各包括一個熱敏電阻Rt,在Rt兩端并4關(guān)有調(diào)節(jié)電阻Rp,在Rt和Rp組成的并 聯(lián)支路上串聯(lián)有基準(zhǔn)電阻Rs。通過熱每丈電阻Rt和調(diào)節(jié)電阻Rp的不同組合，可 以產(chǎn)生需要的補償曲線。當(dāng)曲線確定后，通過改變基準(zhǔn)電阻Rs的阻值來移動曲 線，獲得精確的補償曲線，實現(xiàn)精確、穩(wěn)定的溫度補償。
圖3所示為所述溫度補償電路另一種實施例的電路原理圖。所述溫度補償 電路包括三個熱敏電阻，第一熱每丈電阻RU兩端并聯(lián)第一調(diào)節(jié)電阻Rpl后與第 二熱敏電阻Rt2串聯(lián)，形成第一并聯(lián)支路；所述第一并聯(lián)支路與第二調(diào)節(jié)電阻 Rp2并聯(lián)，形成第一串聯(lián)支路；所述第一串聯(lián)支路與第三熱敏電阻Rt3及基準(zhǔn) 電阻Rs相串聯(lián)，形成串聯(lián)溫度補償電路。其中，包含有第一熱敏電阻Rtl和第 二熱敏電阻Rt2的第一串聯(lián)支路用來實現(xiàn)高溫補償，第三熱敏電阻Rt3用來實 現(xiàn)低溫補償。采用這種三個熱敏電阻和調(diào)節(jié)電阻組成的電路，可以通過仿真計 算得到非常線性的補償曲線，所述調(diào)節(jié)電阻可以改變補償曲線的斜率， 一般通 過理論的計算可以得到一個大致的值，更精確的計算需要根據(jù)具體模塊應(yīng)用的 APD進(jìn)行實際調(diào)試。當(dāng)曲線確定后，通過改變基準(zhǔn)電阻Rs的阻值來上下移動曲 線，實現(xiàn)對模塊精確而穩(wěn)定的溫度補償，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，易于 實現(xiàn)。
上述單纖雙向模塊發(fā)射端工作在1.25Gbps，數(shù)字接收端最高速率可達(dá)2. 5Gbps，發(fā)射和接收的速率都很高，上行發(fā)射的1. 25Gbps的高速信號極容易 傳導(dǎo)至下行接收的2. 5Gbps信號部分，形成串?dāng)_，降低^^莫塊的靈每丈度，甚至影 響模塊的正常工作。為了降低干擾，保證模塊的靈敏度，模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計上要考 慮屏蔽隔離，而在PCB排板和布線上，采取發(fā)射機電路和接收機電路相隔離的 布局，以盡可能地減少串護(hù)L。
當(dāng)然，以上所述僅是本實用新型的一種優(yōu)選實施方式而已，應(yīng)當(dāng)指出，對 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可 以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，包括雙向光組件、發(fā)射機電路及接收機電路，其特征在于，還包括監(jiān)控電路，所述監(jiān)控電路監(jiān)測模塊溫度、供電電壓、偏置電流以及發(fā)射光功率和接收光功率參數(shù)，并輸出相應(yīng)的監(jiān)測信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述單纖雙向模塊設(shè)置有總線接口 ，所述監(jiān)控電路通過所述總線接口傳輸監(jiān)測 信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述總線接口為I2C總線接口 。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊， 其特征在于，所述監(jiān)控電路采用單片機實現(xiàn)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所迷單纖雙向才莫塊還包括傳輸發(fā)射機使能衩制信號的端口 ，所迷端口與所迷友 射機電路相連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述發(fā)射機電路包括發(fā)射告警電路，所述發(fā)射告警電路在發(fā)射信號異常時輸出 告警信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述接收機電路包括溫度補償電路，所述溫度補償電路包括基準(zhǔn)電阻和至少一 個熱牽文電阻；所述熱壽丈電阻兩端并耳關(guān)一調(diào)節(jié)電阻后與所述基準(zhǔn)電阻相串耳關(guān)，形 成串聯(lián)溫度補償電路。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述溫度補償電路包括三個熱敏電阻，其中，第一熱敏電阻兩端并聯(lián)第一調(diào)節(jié) 電阻后與第二熱敏電阻串聯(lián)，形成第一并聯(lián)支路；所述第一并聯(lián)支路與第二調(diào) 節(jié)電阻并聯(lián)，形成第一串聯(lián)支路；所述第一串聯(lián)支路與第三熱敏電阻及基準(zhǔn)電阻相串聯(lián)，形成串聯(lián)溫度補償電路。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于，所述雙向光組件包4舌1310nm的波長和1490nm的波長。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，其特征在于， 所述雙向光組件的激光器為DFB-LD,數(shù)字接收機為APD-TIA。
專利摘要本實用新型公開了一種吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)單纖雙向模塊，包括雙向光組件、發(fā)射機電路及接收機電路，還包括監(jiān)控電路，所述監(jiān)控電路監(jiān)測模塊溫度、供電電壓、偏置電流以及發(fā)射光功率和接收光功率參數(shù)，并輸出相應(yīng)的監(jiān)測信號。通過所述監(jiān)控電路，實現(xiàn)了模塊的數(shù)字診斷功能及功率定標(biāo)功能，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行性能，簡化了系統(tǒng)的維護(hù)工作。
文檔編號H04B10/08GK201238304SQ20082002606
公開日2009年5月13日 申請日期2008年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月24日
發(fā)明者吳錫貴, 華 張 申請人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)股份有限公司