專(zhuān)利名稱：一種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光收發(fā)一體模塊，具體地說(shuō)，是涉及一種用于寬帶無(wú)源光網(wǎng) 絡(luò)局端的光收發(fā)一體模塊，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(BP0N)是在北美發(fā)展較成熟的一種無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(P0N)接入技術(shù)。 BP0N采用點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)源光接入技術(shù)，由局端的光線路終端0LT、用戶端的光網(wǎng) 絡(luò)單元0NU以及光探測(cè)分配網(wǎng)絡(luò)組成。其中，應(yīng)用在局端的光收發(fā)一體模塊包括一體化設(shè) 置的光組件、連續(xù)模式數(shù)據(jù)發(fā)射機(jī)電路及突發(fā)模式數(shù)據(jù)接收機(jī)電路。所述接收機(jī)電路用于 將光組件接收的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并通過(guò)光收發(fā)一體模塊的接收信號(hào)輸出端輸出，以 供后級(jí)電路處理使用，其包括實(shí)現(xiàn)電流/電壓變換的跨阻放大器TIA及對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的 限幅放大器LA。光通信系統(tǒng)在工作時(shí)，當(dāng)一個(gè)0NU要上線注冊(cè)時(shí)，會(huì)發(fā)出一個(gè)注冊(cè)包；0LT接收到 注冊(cè)包后，要快速反應(yīng)，以減少前導(dǎo)碼的消耗。此時(shí)，需要局端光收發(fā)一體模塊發(fā)出一個(gè)注 冊(cè)包到達(dá)的提醒信號(hào)，即信號(hào)指示(SD)?，F(xiàn)有BP0N局端光收發(fā)一體模塊一般采用限幅放大 器內(nèi)置的信號(hào)指示發(fā)生電路提供注冊(cè)包到達(dá)的提醒信號(hào)。但由于受工藝、成本等方面的限 制，限幅放大器內(nèi)置的信號(hào)指示發(fā)生電路的響應(yīng)速度較慢，最快也只能到150ns，無(wú)法滿足 突發(fā)接收模式的應(yīng)用要求。除此之外，現(xiàn)有BP0N局端光收發(fā)一體模塊還存在下述不足一方面，在光通信系 統(tǒng)中，與局端光收發(fā)一體模塊的接收信號(hào)輸出端連接的是時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片，在無(wú)接收光 信號(hào)時(shí)，限幅放大器將在接收信號(hào)輸出端產(chǎn)生噪聲，容易引起時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片的誤動(dòng)作。 另一方面，由于缺少專(zhuān)用的跨阻放大器，導(dǎo)致光收發(fā)一體模塊的靈敏度較低，影響了一個(gè) 0LT可通訊的0NU的數(shù)量，且影響了 0LT的傳輸距離。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊，通過(guò)在光 收發(fā)一體模塊內(nèi)設(shè)置外置于限幅放大器的信號(hào)指示發(fā)生電路，實(shí)現(xiàn)光收發(fā)一體模塊突發(fā)接 收模式下的快速信號(hào)指示，提高突發(fā)接收光信號(hào)的質(zhì)量。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊，包括接收機(jī)電路，所述接收機(jī)電路具 有第一限幅放大器；所述接收機(jī)電路還設(shè)置有信號(hào)指示發(fā)生電路，所述信號(hào)指示發(fā)生電路 包括電壓比較單元；所述電壓比較單元的一個(gè)輸入端連接在所述第一限幅放大器的輸出端 上，另一個(gè)輸入端連接參考電壓，其輸出端輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述電壓比較單元采用電壓比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為滿足電壓比較器 對(duì)電平維持時(shí)間的要求，所述電壓比較器的一個(gè)輸入端通過(guò)電壓保持單元連接所述第一限 幅放大器的輸出端，另一個(gè)輸入端連接參考電壓，而其輸出端輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)。[0009]根據(jù)本實(shí)用新型，所述電壓保持單元包括有充電電容；所述充電電容的一個(gè)充放 電端子一方面通過(guò)第一二極管連接所述第一限幅放大器的輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極 與所述第一限幅放大器的輸出端相連接；另一方面連接所述電壓比較單元的一個(gè)輸入端； 所述充電電容的另一個(gè)充放電端子接地。根據(jù)本實(shí)用新型，為實(shí)現(xiàn)光收發(fā)一體模塊的輸出靜噪，即在無(wú)接收光信號(hào)時(shí)，不會(huì) 對(duì)后級(jí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片造成噪聲影響，所述接收機(jī)電路還設(shè)置有第二限幅放大器，其輸 入端連接在所述第一限幅放大器的輸出端上，其控制端連接在所述電壓比較單元的輸出端 上，其輸出端輸出光收發(fā)一體模塊的接收信號(hào)。其中，所述第二限幅放大器的控制端可以為其使能端。根據(jù)本實(shí)用新型，為提高光收發(fā)一體模塊的靈敏度，考慮采用增強(qiáng)其復(fù)位時(shí)間的 方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，所述接收機(jī)電路還設(shè)置有復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路，其輸入端連接外部復(fù) 位信號(hào)，其輸出端連接所述第一限幅放大器的復(fù)位信號(hào)輸入端。根據(jù)本實(shí)用新型，所述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路可以采用下述電路來(lái)實(shí)現(xiàn)在其輸 入端和輸出端之間串聯(lián)有第二二極管，所述第二二極管的陽(yáng)極連接在輸入端上；在所述復(fù) 位信號(hào)脈沖展寬電路的輸出端與所述第二二極管的陰極之間的連接線上連接有電阻和電 容組成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的另一端接地。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是1、通過(guò)在光收發(fā)一體模塊中設(shè)置外置于限幅放大器的信號(hào)指示發(fā)生電路，可以采 用響應(yīng)速度的較快電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對(duì)突發(fā)接收模式下接收信號(hào)的快速信號(hào)指示，提高光收發(fā) 一體模塊對(duì)接收光信號(hào)的響應(yīng)速度，提高突發(fā)接收光信號(hào)的質(zhì)量。2、在光收發(fā)一體模塊中采用兩個(gè)限幅放大器級(jí)聯(lián)的方式輸出接收光信號(hào)，利用第 一個(gè)限幅放大器的信號(hào)指示信號(hào)控制第二個(gè)限幅放大器，在無(wú)接收光信號(hào)時(shí)，將第二個(gè)限 幅放大器的輸出關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)光收發(fā)一體模塊的輸出靜噪功能，且不會(huì)影響光收發(fā)一體模塊 的接收靈敏度。3、通過(guò)在光收發(fā)一體模塊中設(shè)置復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路，展寬復(fù)位脈沖信號(hào)，以 增強(qiáng)限幅放大器的復(fù)位時(shí)間，提高光收發(fā)一體模塊的靈敏度，增強(qiáng)局端光收發(fā)一體模塊信 號(hào)的傳輸距離，增加一個(gè)局端0LT所通訊的0NU的個(gè)數(shù)。

圖1是本實(shí)用新型所述寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊一個(gè)實(shí)施例的原理 結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)指示和輸出靜噪的電路原理結(jié)構(gòu)圖；圖3是圖1實(shí)施例中復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路的原理結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的描述。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有BP0N局端光收發(fā)一體模塊存在的限幅放大器內(nèi)置的信號(hào)指 示發(fā)生電路的響應(yīng)速度較慢的問(wèn)題，提供了一種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊，設(shè) 置了外置于限幅放大器的信號(hào)指示發(fā)生電路，將電路中的電壓比較單元的一個(gè)輸入端連接在傳統(tǒng)光收發(fā)一體模塊中的限幅放大器的輸出端上，另一個(gè)輸入端連接參考電壓。通過(guò)合 理設(shè)置參考電壓，可以利用電壓比較單元的輸出信號(hào)作為光收發(fā)一體模塊中用于注冊(cè)包到 達(dá)提醒的信號(hào)指示的信號(hào)。通過(guò)選用響應(yīng)速度較快的電壓比較單元，就可以實(shí)現(xiàn)光收發(fā)一 體模塊突發(fā)模式下的快速信號(hào)指示。圖1所示為本實(shí)用新型所述寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊一個(gè)實(shí)施例的 原理結(jié)構(gòu)框圖。如圖1所示，該實(shí)施例的光模塊內(nèi)部包括一體化設(shè)置的B0SA光組件、連續(xù)模式數(shù) 據(jù)發(fā)射機(jī)電路和突發(fā)模式數(shù)據(jù)接收機(jī)電路。所述光組件包括激光器LD和光電探測(cè)器PIN PD。所述發(fā)射機(jī)電路包括激光器驅(qū)動(dòng)電路LD Driver和自動(dòng)光功率控制電路APC，同時(shí)具有 故障告警功能。所述接收機(jī)電路包括實(shí)現(xiàn)電流/電壓變換的跨阻放大器TIA和對(duì)信號(hào)進(jìn)行 放大的第一限幅放大器，其中，所述跨阻放大器TIA內(nèi)置于所述B0SA光組件中。為實(shí)現(xiàn)光模塊的快速信號(hào)指示功能，該實(shí)施例的接收機(jī)電路設(shè)置有外置于所述第 一限幅放大器之外、且與其輸出端相連接的信號(hào)指示發(fā)生電路，所述信號(hào)指示發(fā)生電路輸 出用于注冊(cè)包到達(dá)提醒的信號(hào)指示的信號(hào)SD。另一方面，該實(shí)施例的光模塊為實(shí)現(xiàn)輸出靜噪功能，在所述接收機(jī)電路中還設(shè)置 有輸出靜噪單元，所述靜噪單元連接在所述第一限幅放大器及光模塊的接收輸出信號(hào)之 間，以實(shí)現(xiàn)在不影響光模塊接收靈敏度的前提下，保證輸出靜噪。光模塊利用外部的復(fù)位信號(hào)Reset，可以在用戶端各個(gè)0NU通訊的間隙，盡可能地 清除各0NU之間的影響。光模塊的靈敏度越高，各0NU之間的影響越小，局端0LT可以通訊 的0NU數(shù)量越多，且局端0LT信號(hào)傳輸距離更遠(yuǎn)。由于缺少專(zhuān)用跨阻放大器TIA，傳統(tǒng)光模 塊的接收靈敏度較低，在光模塊復(fù)位時(shí)，容易造成多個(gè)0NU之間的相互影響。為提高光模塊 的接收靈敏度，該實(shí)例的光模塊在接收機(jī)電路中設(shè)置了復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路，其輸入端 連接外部復(fù)位信號(hào)，其輸出端連接所述限幅放大器的復(fù)位信號(hào)輸入端，用于將來(lái)自光模塊 外部的復(fù)位信號(hào)Reset的脈沖寬度進(jìn)行展寬，以增強(qiáng)復(fù)位時(shí)間，進(jìn)而提高光模塊的接收靈 敏度。圖2是圖1實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)快速信號(hào)指示和輸出靜噪的電路原理結(jié)構(gòu)圖。如圖2所示，所述光模塊包括有第一限幅放大器，該第一限幅放大器的輸入端與 所述跨阻放大器TIA連接，用于對(duì)TIA的輸出的信號(hào)進(jìn)行限幅放大。所述信號(hào)指示發(fā)生電 路包括電壓保持單元和作為電壓比較單元的電壓比較器，所述電壓保持單元連接在所述第 一限幅放大器和所述電壓比較器之間，用于將所述第一限幅放大器輸出的信號(hào)進(jìn)行展寬， 以滿足所述電壓比較器對(duì)電平維持時(shí)間的要求。其中，所述電壓保持單元包括有充電電容C1，所述電容C1的一個(gè)充電端子一方面 通過(guò)二極管D1連接在所述第一限幅放大器的輸出端上，另一方面連接在所述電壓比較器 的正向電壓輸入端In+上；所述電容C1的另一個(gè)充電端子接地。所述電壓比較器的反向輸 入端In-上連接有參考電壓，而其輸出端out將輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)SD。通過(guò)合理選 擇參考電壓值，使其在光模塊無(wú)接收光時(shí)高于所述電壓比較器的正向輸入端的電壓，而在 光模塊有接收光時(shí)低于所述電壓比較器的正向輸入端的峰值電壓，從而在電壓比較器的輸 出端即可輸出滿足要求的SD信號(hào)。由于信號(hào)指示發(fā)生電路外置，對(duì)電路結(jié)構(gòu)的限制較少， 可以選擇響應(yīng)速度較快的電壓比較器，實(shí)現(xiàn)光模塊突發(fā)模式下的快速信號(hào)指示，而不影響光模塊的其他性能。為實(shí)現(xiàn)光模塊的輸出靜噪，即在無(wú)接收光信號(hào)時(shí)，不會(huì)對(duì)后級(jí)時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)芯片 造成噪聲影響，該實(shí)施例采用兩個(gè)限幅放大器級(jí)聯(lián)的方式。如圖2所示，在所述第一限幅放 大器的輸出端上連接有第二限幅放大器，構(gòu)成輸出靜噪單元。所述第二限幅放大器的輸出 端輸出光收發(fā)一體模塊的接收信號(hào)，而其使能端/EN連接在所述電壓比較器的輸出端out 上。利用所述電壓比較器產(chǎn)生的信號(hào)指示SD信號(hào)作為所述第二限幅放大器的控制信號(hào)，控 制其使能端口，在光模塊無(wú)接收光信號(hào)時(shí)，將所述第二限幅放大器的輸出關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)光模塊 的輸出靜噪。而在光模塊有接收光信號(hào)時(shí)，控制所述第二限幅放大器開(kāi)通，輸出正常的接收 信號(hào)。圖3所示為圖1實(shí)施例中復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路的原理結(jié)構(gòu)圖。如圖所示，復(fù)位 信號(hào)脈沖展寬電路的輸入端a連接外部復(fù)位信號(hào)Reset，其輸出端b連接所述第一限幅放大 器的復(fù)位信號(hào)輸入端。所述復(fù)位信號(hào)輸入端通過(guò)單向?qū)ǘO管D2與所述復(fù)位信號(hào)輸出 端b連接，所述二極管D2的陽(yáng)極連接所述輸入端a ；在所述輸出端b與所述二極管D2的陰 極之間的連接線上連接有電阻R1和電容C2組成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的另一端接地。 該電路的工作原理為在輸入端a有正向脈沖輸入時(shí)，所述二極管D2導(dǎo)通，在輸出端b出現(xiàn) 一個(gè)上升沿，同時(shí)，所述電容C2開(kāi)始執(zhí)行充放電過(guò)程。通過(guò)調(diào)整電阻R1和電容C2的數(shù)值， 可以控制電容C2的充放電時(shí)間，在電容C2放電完畢時(shí)，才會(huì)在輸出端b出現(xiàn)下降沿。因此， 可以將輸入端a輸入的復(fù)位信號(hào)的脈沖寬度進(jìn)行展寬，且展寬的幅度由所述并聯(lián)支路的時(shí) 間常數(shù)決定。時(shí)間常數(shù)越大，展寬幅度也越大。通過(guò)選擇合適阻值的電阻R1及合適容值的 電容C2，可以實(shí)現(xiàn)需求的展寬幅度。當(dāng)然，所述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路并不局限于圖3的結(jié)構(gòu)，也可以采用施密特觸 發(fā)器實(shí)現(xiàn)脈沖展寬，本實(shí)用新型對(duì)此不做具體限定。上述實(shí)施例的光收發(fā)一體模塊實(shí)現(xiàn)了快速信號(hào)指示功能和靜噪功能，快速信號(hào)指 示功能可以使得對(duì)光通信系統(tǒng)中的設(shè)備注冊(cè)更加簡(jiǎn)單、快速，而靜噪功能可以使得光收發(fā) 一體模塊恢復(fù)快速容易，節(jié)省帶寬。此外，所述實(shí)施例的光收發(fā)一體模塊還實(shí)現(xiàn)了高接收靈 敏度，實(shí)現(xiàn)了光收發(fā)一體模塊在嚴(yán)格時(shí)序下的接收靈敏度，滿足了批量生產(chǎn)的需求。當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式而已，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn) 飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊，包括接收機(jī)電路，所述接收機(jī)電路具有第一限幅放大器；其特征在于，所述接收機(jī)電路還設(shè)置有信號(hào)指示發(fā)生電路，所述信號(hào)指示發(fā)生電路包括電壓比較單元；所述電壓比較單元的一個(gè)輸入端連接在所述第一限幅放大器的輸出端上，另一個(gè)輸入端連接參考電壓，其輸出端輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述電壓比較單元采用電壓 比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述電壓比較器的一個(gè)輸入端通過(guò)電壓保持單元連接所述第一限幅放大器 的輸出端，另一個(gè)輸入端連接參考電壓，而其輸出端輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述電壓保持單元包括有充 電電容；所述充電電容的一個(gè)充放電端子一方面通過(guò)第一二極管連接所述第一限幅放大器 的輸出端，所述第一二極管的陽(yáng)極與所述第一限幅放大器的輸出端相連接；另一方面連接 所述電壓比較單元的一個(gè)輸入端；所述充電電容的另一個(gè)充放電端子接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述接收機(jī)電路 還設(shè)置有第二限幅放大器，其輸入端連接在所述第一限幅放大器的輸出端上，其控制端連 接在所述電壓比較單元的輸出端上，其輸出端輸出光收發(fā)一體模塊的接收信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述第二限幅放大器的控制 端為其使言旨端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述接收機(jī)電路 還設(shè)置有復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路，其輸入端連接外部復(fù)位信號(hào)，其輸出端連接所述第一限 幅放大器的復(fù)位信號(hào)輸入端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路 的輸入端和輸出端之間串聯(lián)有第二二極管，所述第二二極管的陽(yáng)極連接在輸入端上；在所 述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路的輸出端與所述第二二極管的陰極之間的連接線上連接有電阻 和電容組成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的另一端接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述接收機(jī)電路還設(shè)置有復(fù) 位信號(hào)脈沖展寬電路，其輸入端連接外部復(fù)位信號(hào)，其輸出端連接所述第一限幅放大器的 復(fù)位信號(hào)輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光收發(fā)一體模塊，其特征在于，所述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路 的輸入端和輸出端之間串聯(lián)有第二二極管，所述第二二極管的陽(yáng)極連接在輸入端上；在所 述復(fù)位信號(hào)脈沖展寬電路的輸出端與所述第二二極管的陰極之間的連接線上連接有電阻 和電容組成的并聯(lián)支路，所述并聯(lián)支路的另一端接地。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種寬帶無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)局端光收發(fā)一體模塊，包括接收機(jī)電路，所述接收機(jī)電路具有第一限幅放大器；所述接收機(jī)電路還設(shè)置有信號(hào)指示發(fā)生電路，所述信號(hào)指示發(fā)生電路包括電壓比較單元；所述電壓比較單元的一個(gè)輸入端連接在所述第一限幅放大器的輸出端上，另一個(gè)輸入端連接參考電壓，其輸出端輸出用于信號(hào)指示的信號(hào)。本實(shí)用新型通過(guò)在光收發(fā)一體模塊內(nèi)設(shè)置外置于限幅放大器的信號(hào)指示發(fā)生電路，實(shí)現(xiàn)光收發(fā)一體模塊突發(fā)接收模式下的快速信號(hào)指示，提高突發(fā)接收光信號(hào)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK201584977SQ20102001559
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者單傳偉, 張華 申請(qǐng)人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司