專利名稱：高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，特別是涉及一種高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置。
背景技術(shù)：
目前國(guó)家在大力推動(dòng)三網(wǎng)合一的發(fā)展，接入網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)以及交互式寬帶業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)迅猛，互聯(lián)網(wǎng)的全球性導(dǎo)致這些寬帶業(yè)務(wù)的交換也必然需要通過(guò)骨干網(wǎng)傳送來(lái)實(shí)現(xiàn)，今后隨著物連網(wǎng)的發(fā)展，骨干網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸量將會(huì)越來(lái)越大，現(xiàn)在40(ib/S的系統(tǒng)商用步入成熟階段，隨著技術(shù)的更新成本的下降，40(ib/S系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)呈現(xiàn)更快速的發(fā)展。而目前高速信號(hào)的監(jiān)控系統(tǒng)只能單一的接收某一固定波長(zhǎng)的光信息進(jìn)行采樣監(jiān)控，無(wú)法滿足監(jiān)控系統(tǒng)中業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)著爆發(fā)式的增長(zhǎng)，所以必須提高光信號(hào)在監(jiān)控系統(tǒng)中的傳輸效率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，通過(guò)本發(fā)明的技術(shù)方案，替代單通道40(ibit/S光信號(hào)的傳輸，最大可以并行傳輸96路40(ibit/ s的光信號(hào)，大幅度提高了光信號(hào)的傳輸效率。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，包括用高速光路由器和一個(gè)系統(tǒng)接收端，包括探測(cè)器/TIA電路模塊、高速電信號(hào)解復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和高速光信號(hào)調(diào)制功能塊、 波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器構(gòu)成；所述高速光路由器將所傳40(ib/S光信號(hào)經(jīng)探測(cè)器換成高速電信號(hào)，并將高速電信號(hào)通過(guò)探測(cè)器中的TIA放大器進(jìn)行低噪聲放大；輸出到解復(fù)用功能塊，將電信號(hào)解復(fù)用成16路2. 5Gb/s信號(hào)，并將16路電信號(hào)同步輸入到復(fù)用功能塊，并通過(guò)復(fù)用功能塊處理成一路串行的40(ib/S的高速電信號(hào)；輸入到電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊中，以增大調(diào)制信號(hào)的幅度；將高速電信號(hào)輸入到MZ調(diào)制器的RF連接口，同時(shí)波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器發(fā)出連續(xù)光輸入到MZ調(diào)制器中，并經(jīng)過(guò)DC自動(dòng)偏置電路對(duì)調(diào)制器工作點(diǎn)進(jìn)行控制，輸出調(diào)制后的 40Gb/s光信號(hào)，所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)可以通過(guò)寄存器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)摻餌光纖放大器進(jìn)行放大，以補(bǔ)償鏈路長(zhǎng)距離傳輸光功率的衰減；將多路波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光復(fù)用器合成單纖傳輸，以提高鏈路的傳輸效率，并在接收端經(jīng)過(guò)光復(fù)用器中的光解復(fù)用器濾出系統(tǒng)所需要波長(zhǎng)的光信號(hào)，輸送到系統(tǒng)接收端。所述探測(cè)器還包括有PD的光電流監(jiān)控和探測(cè)器的電源偏置，所述光電流監(jiān)控采用鏡像電流源光功率監(jiān)控模塊。所述在解復(fù)用多功能塊中包括時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)、16位解復(fù)用芯片和幀控制器。所述復(fù)用功能塊中主要包括16位復(fù)用芯片、去歪斜控制器；所述16位復(fù)用芯片是 SONET (同步光網(wǎng)絡(luò))0C-768兼容的復(fù)用器，帶CMU (時(shí)鐘倍頻單元)，16位復(fù)用芯片將16 路SFI-5兼容的2. 5G并行數(shù)據(jù)復(fù)用成39. 8G串行數(shù)據(jù)流，同時(shí)支持2. 69G到43. IG的應(yīng)用。所述高速信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊50包括有高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器、電源偏置模塊，以及一個(gè)增益環(huán)路控制電路模塊構(gòu)成。采用上述技術(shù)方案后本發(fā)明的有益效果是一種高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置， 裝置自成一個(gè)體系可以完成40G光信號(hào)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，通過(guò)本技術(shù)方案，可以有效的替代單通道40(ibit/S光信號(hào)的傳輸，在接收端，光接收波長(zhǎng)范圍覆蓋整個(gè)C波段和L波段，發(fā)射端整個(gè)C波段96波可調(diào)，最大可以并行傳輸96路40(ibit/S的光信號(hào)，大幅度提高了光信號(hào)的傳輸效率。


圖1為本發(fā)明的整體框圖。圖2為本發(fā)明中探測(cè)器/TIA電路模塊圖。圖3為本發(fā)明中高速電信號(hào)解復(fù)用功能塊圖。圖4為本發(fā)明中高速電信號(hào)復(fù)用功能塊圖。圖5為本發(fā)明中高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊圖。圖6為本發(fā)明中高速光信號(hào)調(diào)制功能塊圖。
具體實(shí)施例下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明涉及的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置。如圖1所示，本發(fā)明主要由探測(cè)器/TIA電路模塊20、高速電信號(hào)解復(fù)用功能塊 30、高速電信號(hào)復(fù)用功能塊40、高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊50和高速光信號(hào)調(diào)制功能塊60、波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器10構(gòu)成；通守完成光電光的轉(zhuǎn)換，將固定波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)換成C波段或者L波段任意一個(gè)波長(zhǎng)輸出。如圖2所示，所述高速光路由器接收到40(ib/S的高速電信號(hào)，將高速光路由器所傳40(ib/S光信號(hào)經(jīng)探測(cè)器，換成高速電信號(hào)，并將高速電信號(hào)通過(guò)探測(cè)器中的TIA放大器進(jìn)行低噪聲放大；所述探測(cè)器20中還包括PD的光電流監(jiān)控和電源偏置202，所述光電流監(jiān)控采用鏡像電流源光功率監(jiān)控模塊201 ；當(dāng)探測(cè)器20接收到40G高速光信號(hào)，經(jīng)過(guò)探測(cè)器 20，在入射光作用下，由于光吸收過(guò)程產(chǎn)生的電子/空穴對(duì)的運(yùn)動(dòng)，并在PN結(jié)兩邊形成附加電勢(shì)，從而在閉合外電路中形成光生電流，探測(cè)器20的輸入光功率不能超過(guò)3dB，所以其 PIN探測(cè)輸出的電流僅在nA級(jí)，要采用多級(jí)放大將微弱的電信號(hào)放大至判決電路能正常的識(shí)別，對(duì)于TIA放大器要求低噪聲，高增益。如圖3所示，所述高速電信號(hào)輸出到解復(fù)用功能塊30，將電信號(hào)解復(fù)用成16路 2. 5Gb/s信號(hào)，所述解復(fù)用多功能塊30中包括時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)301，16位解復(fù)用芯片302，幀控制器303，所述16位解復(fù)用芯片302是接收單端或差分的39. 8 43. IGbps串行數(shù)據(jù)碼流，然后將這個(gè)數(shù)據(jù)流解成16路通道，符合SFI-5標(biāo)準(zhǔn)，并行輸出的是1.2V CML電平的差分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)，一般電輸出口支持1. 2V的直流耦合和1. 8V的交流耦合，在解復(fù)用多功能塊30 中集成了一個(gè)CDR電路的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)301，用來(lái)恢復(fù)時(shí)鐘和數(shù)據(jù)；當(dāng)光數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)探測(cè)放大器20轉(zhuǎn)換成高速電信號(hào)輸入到解復(fù)用模塊30經(jīng)過(guò)CDR電路的時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)301恢復(fù)出數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào)，經(jīng)16位解復(fù)用芯片302被循環(huán)解成16路接收數(shù)據(jù)總線，接收的第一路被寫進(jìn)與RXDATA[15]相關(guān)聯(lián)的再定時(shí)緩沖器中，最后一路進(jìn)入與RXDATA
相關(guān)聯(lián)的再定時(shí)緩沖器中；再定時(shí)緩沖器銜接電域定時(shí)與光域定時(shí)的各路之間的漂移被再定時(shí)緩沖器吸收，RXDSC (去外斜時(shí)鐘信號(hào))輪轉(zhuǎn)地復(fù)制接收數(shù)據(jù)總線上發(fā)射的每一路信號(hào)；幀取樣發(fā)生器首先插入幀頭數(shù)據(jù)，包括2個(gè)Al (F6 Hex)，2個(gè)A2Q8 hex)字節(jié)，以及4個(gè)字節(jié)的擴(kuò)展幀頭， 每路RXDATA[X]輪流被取樣，取樣長(zhǎng)度是8個(gè)字節(jié)；開始于RXDATA[15]結(jié)束于RXDATAW]， 所有的數(shù)據(jù)送出后，一個(gè)新的參考幀就被建立在RXDSC，然后不斷的產(chǎn)生。如圖4所述，將16路高速電信號(hào)同步輸入到復(fù)用功能塊40，并通過(guò)復(fù)用功能塊40 處理成一路串行的40(ib/S的高速電信號(hào)；復(fù)用功能塊40中主要包括16位復(fù)用芯片401， 去歪斜控制器402 ；所述16位復(fù)用芯片401是SONET (同步光網(wǎng)絡(luò))0C-768兼容的復(fù)用器，帶CMU (時(shí)鐘倍頻單元)，16位復(fù)用芯片401將16路SFI-5兼容的2. 5G并行數(shù)據(jù)復(fù)用成39. 8G串行數(shù)據(jù)流，同時(shí)支持2. 69G到43. IG的應(yīng)用，同16位解復(fù)用芯片302的輸出接口一樣，16位復(fù)用芯片401的輸入接口也是SFI-5標(biāo)準(zhǔn)兼容的；從解復(fù)用功能塊30輸出的 16路2. 5Gb/s數(shù)據(jù)信號(hào)中，還有1路去外斜時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)回板輸入到復(fù)用功能塊40。在 TXDATA[15:0]和T)(DSC (去外斜時(shí)鐘信號(hào))上的數(shù)據(jù)在(DDR)數(shù)據(jù)恢復(fù)單元403判決再生， 然后數(shù)據(jù)被寫入與定時(shí)相關(guān)的緩沖器中，再定時(shí)緩沖器作為一組(FIFOS)先進(jìn)先出器來(lái)銜接電域定時(shí)與光域定時(shí)的，各路之間的漂移被再定時(shí)緩沖器吸收；去歪斜控制功能塊402 是識(shí)別T)(DSC中的幀頭和幀字節(jié)，確定從TXDATA[X]中復(fù)制的參考數(shù)據(jù)的起始位置；每一路 TXDATA[X]通道依次與取樣數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；去歪斜控制功能完成T)(DSC中復(fù)制數(shù)據(jù)與源數(shù)據(jù)進(jìn)行圖案匹配；這樣TXDATA[X]與T)(DSC的相對(duì)延時(shí)就確立了。因此我們可以確定每個(gè)通道的歪斜的比特?cái)?shù)，然后通過(guò)調(diào)整延時(shí)單元對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行補(bǔ)償，然后再經(jīng)16位復(fù)用芯片401復(fù)用成串行的40(ib/S高速信號(hào)。如圖5所示，串行的40(ib/S高速信號(hào)，輸入到高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊50中，以增大調(diào)制信號(hào)的幅度；所述高速信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊50包括有一個(gè)具有三級(jí)放大的高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器501、該驅(qū)動(dòng)器的電源偏置模塊502，以及一個(gè)增益環(huán)路控制電路模塊503 ；當(dāng)串行的40(ib/S高速電信號(hào)必須放大至一定的幅度，該幅度的大小由MZMZ調(diào)制器606半波電壓 Vpai決定，而電源偏置電路模塊可以調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)器輸出幅度的大小，在不同工作溫度下為了穩(wěn)定高速驅(qū)動(dòng)器增益大小保證調(diào)制信號(hào)的穩(wěn)定，該功能模塊設(shè)計(jì)了增益環(huán)路控制503，通過(guò)對(duì)輸出幅度的監(jiān)控，來(lái)反饋調(diào)節(jié)高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器501的增益大小，達(dá)到增益穩(wěn)定的目的。如圖6所示，將高速電信號(hào)輸入到高速光信號(hào)調(diào)制功能塊60中的MZ調(diào)制器606 的RF連接口，同時(shí)波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器10發(fā)出連續(xù)光輸入到MZ調(diào)制器606中，并經(jīng)過(guò)DC自動(dòng)偏置電路對(duì)調(diào)制器工作點(diǎn)進(jìn)行控制，輸出調(diào)制后的40(ib/S光信號(hào)，所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)可以通過(guò)寄存器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；高速光信號(hào)調(diào)制功能塊60由波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器10和MZ調(diào)制器 606，以及調(diào)制器工作點(diǎn)的控制單元，所述控制單元包括TIA電路601，濾波放大電路602，誤差信號(hào)比較電路603，積分補(bǔ)償電路604，低頻信號(hào)產(chǎn)生電路605 ；高速電信號(hào)輸入到高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器501，進(jìn)行放大處理后的信號(hào)幅度為Vpai (調(diào)制器的半波電壓)，該信號(hào)輸入到MZ調(diào)制器606的RF連接口，進(jìn)行光信號(hào)調(diào)制，MZ調(diào)制器606的光源是整個(gè)C波段可調(diào)的波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器10 ；而從波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器10發(fā)光到MZ調(diào)制器606輸出光信號(hào)有時(shí)間的要求，要在ms級(jí)的時(shí)間里尋找到工作點(diǎn)并完成反饋控制，MZ調(diào)制器606工作點(diǎn)的尋找是通過(guò)低頻信號(hào)產(chǎn)生電路605產(chǎn)生一個(gè)低頻信號(hào)方波輸入到高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器501疊加在高速信號(hào)上，并一起輸入到MZ調(diào)制器606進(jìn)行光調(diào)制，疊加在數(shù)據(jù)信號(hào)的低頻信號(hào)可以實(shí)時(shí)反映光調(diào)制曲線的偏移情況，該控制單元就是要對(duì)此信號(hào)進(jìn)行反饋控制達(dá)到穩(wěn)定工作點(diǎn)的目的，光相位調(diào)制器的內(nèi)置PD檢測(cè)出光電流信號(hào)，該信號(hào)里包含了所需要控制的低頻信號(hào)，還包括高頻信號(hào)部分；PD出來(lái)的光電流經(jīng)過(guò)TIA 601轉(zhuǎn)化成放大的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào)包括了所需要控制的低頻部分還有高頻噪聲以及直流的成份，所以首先要求擱置直流的成份，濾出所需要的低頻部分，該放大的信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波放大電路602濾出低頻信號(hào)與原輸入到調(diào)制器的低頻信號(hào)f進(jìn)行相位的比較，通過(guò)誤差信號(hào)比較電路603得到一個(gè)誤差信號(hào)，積分補(bǔ)償電路604調(diào)節(jié)該誤差信號(hào)直到輸出一個(gè)穩(wěn)定直流信號(hào)就是該調(diào)制器的最佳工作點(diǎn)電壓，這個(gè)時(shí)候整個(gè)裝置完成光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，輸出高速40(ib/S的光信號(hào)。所述調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)摻餌光纖放大器70進(jìn)行放大，以補(bǔ)償鏈路長(zhǎng)距離傳輸光功率的衰減；將多路波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光復(fù)用器/解復(fù)用器80合成單纖傳輸，以提高鏈路的傳輸效率，并在接收端經(jīng)過(guò)光復(fù)用器/解復(fù)用器80中的解復(fù)用器濾出系統(tǒng)所需要波長(zhǎng)的光信號(hào)，完成多路通道光的解復(fù)用，輸送到接收端。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例而已，并非用以限定本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，包括用高速光路由器和一個(gè)系統(tǒng)接收端，其特征在于，包括探測(cè)器/TIA電路模塊、高速電信號(hào)解復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和高速光信號(hào)調(diào)制功能塊、波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器構(gòu)成；所述高速光路由器將所傳40(ib/S光信號(hào)經(jīng)探測(cè)器換成高速電信號(hào)，并將高速電信號(hào)通過(guò)探測(cè)器中的TIA放大器進(jìn)行低噪聲放大；輸出到解復(fù)用功能塊，將電信號(hào)解復(fù)用成16路2. 5Gb/s信號(hào)，并將 16路電信號(hào)同步輸入到復(fù)用功能塊，并通過(guò)復(fù)用功能塊處理成一路串行的40(ib/S的高速電信號(hào)；輸入到電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊中，以增大調(diào)制信號(hào)的幅度；將高速電信號(hào)輸入到MZ調(diào)制器的RF連接口，同時(shí)波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器發(fā)出連續(xù)光輸入到MZ調(diào)制器中，并經(jīng)過(guò)DC自動(dòng)偏置電路對(duì)調(diào)制器工作點(diǎn)進(jìn)行控制，輸出調(diào)制后的40(ib/S光信號(hào)，所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)可以通過(guò)寄存器進(jìn)行調(diào)節(jié)控制；調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)摻餌光纖放大器進(jìn)行放大，以補(bǔ)償鏈路長(zhǎng)距離傳輸光功率的衰減；將多路波長(zhǎng)的光信號(hào)通過(guò)光復(fù)用器合成單纖傳輸，以提高鏈路的傳輸效率， 并在接收端經(jīng)過(guò)光復(fù)用器中的光解復(fù)用器濾出系統(tǒng)所需要波長(zhǎng)的光信號(hào)，輸送到系統(tǒng)接收端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，其特征在于，所述探測(cè)器還包括有PD的光電流監(jiān)控和探測(cè)器的電源偏置，所述光電流監(jiān)控采用鏡像電流源光功率監(jiān)控模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，其特征在于，所述在解復(fù)用多功能塊中包括時(shí)鐘數(shù)據(jù)恢復(fù)、16位解復(fù)用芯片和幀控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，其特征在于，所述復(fù)用功能塊中主要包括16位復(fù)用芯片、去歪斜控制器；所述16位復(fù)用芯片是SONET (同步光網(wǎng)絡(luò)) 0C-768兼容的復(fù)用器，帶CMU (時(shí)鐘倍頻單元)，16位復(fù)用芯片將16路SFI-5兼容的2. 5G 并行數(shù)據(jù)復(fù)用成39. 8G串行數(shù)據(jù)流，同時(shí)支持2. 69G到43. IG的應(yīng)用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，其特征在于，所述高速信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊包括有高速信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)器、電源偏置模塊，以及一個(gè)增益環(huán)路控制電路模塊構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，其特征在于，高速光信號(hào)調(diào)制功能塊由波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器和MZ調(diào)制器，以及調(diào)制器工作點(diǎn)的控制單元，所述控制單元包括TIA電路，濾波放大電路，誤差信號(hào)比較電路，積分補(bǔ)償電路，低頻信號(hào)產(chǎn)生電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及高速光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換傳輸裝置，包括用高速光路由器和一個(gè)系統(tǒng)接收端，包括探測(cè)器/TIA電路模塊、高速電信號(hào)解復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)復(fù)用功能塊、高速電信號(hào)驅(qū)動(dòng)模塊和高速光信號(hào)調(diào)制功能塊、波長(zhǎng)可調(diào)諧激光器構(gòu)成；通過(guò)本技術(shù)方案，可以有效的替代單通道40Gbit/s光信號(hào)的傳輸，在接收端，光接收波長(zhǎng)范圍覆蓋整個(gè)C波段和L波段，發(fā)射端整個(gè)C波段96波可調(diào)，最大可以并行傳輸96路40Gbit/s的光信號(hào)，大幅度提高了光信號(hào)的傳輸效率。
文檔編號(hào)H04Q11/00GK102547493SQ201110458429
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者楊瑾, 胡毅, 蔡亮, 鄒暉, 馬建國(guó) 申請(qǐng)人:武漢電信器件有限公司