專利名稱：光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光纖通信技術(shù)，尤其涉及一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊。
背景技術(shù)：
在如圖1所示的無源光網(wǎng)絡(luò)中，0LT(0ptical Line Terminator,光線路終端)通常設(shè)置在光纖通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)系統(tǒng)的中心局，OLT負(fù)責(zé)將交換機(jī)中的電信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光信號數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并且接收外部傳送來的光信號，將其轉(zhuǎn)化為電信號輸送給交換機(jī)。OLT通過ODN (光饋線網(wǎng)絡(luò))與ONU (optical net unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)光模塊相連，ONU光模塊通常設(shè)置在局端，即用戶端或者大樓；Splitter為“分光器” 一般有2N個均分端口，如果輸入端口的光強(qiáng)為I，則每個輸出端口的光強(qiáng)為1/N。對于一個光接入系統(tǒng)，一般是I個OLT放在電信中心局，然后通過分光器，一般至少是I分32，或者I分64甚至I分128，即I個OLT帶32或64或128個ONU光模塊。每個ONU光模塊都與一個ONU系統(tǒng)設(shè)備相連，用以將ONU系統(tǒng)設(shè)備的電信號轉(zhuǎn)換為光信號在上行方向上發(fā)送至0LT。隨著各種自媒體，如微博、YuTobe等業(yè)務(wù)需求的不斷增長，產(chǎn)業(yè)界逐漸認(rèn)識到，現(xiàn)有的 EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò))和 GPON (GigabitPassive Optical Network,吉比特?zé)o源光·網(wǎng)絡(luò))技術(shù)均難以滿足業(yè)務(wù)長期發(fā)展的需求,特別是在光纖到樓(FTTB)和光纖到節(jié)點(diǎn)(FTTN)場景。光接入網(wǎng)在帶寬、業(yè)務(wù)支撐能力以及接入節(jié)點(diǎn)設(shè)備功能和性能等方面都面臨新的升級需求。據(jù)分析，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)中用戶對上行帶寬的需求在迅猛增長。目前業(yè)內(nèi)有30G PON技術(shù)和WDM技術(shù)，將其結(jié)合組成TWDM PON技術(shù)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的容量，解決與日俱增的網(wǎng)絡(luò)上行帶寬擴(kuò)容的需求。采用TWDM PON技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)如圖2所示。從圖2中可以看出，該無源光網(wǎng)絡(luò)中包括多個ONU光模塊，每個ONU光模塊采用不同波長的激光進(jìn)行光信號傳輸。在鋪設(shè)這種無源光網(wǎng)絡(luò)之前，需要對發(fā)射特定波長的ONU光模塊進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、生產(chǎn)、管理，如果發(fā)射某個波長激光的ONU光模塊生產(chǎn)過多，則可能造成浪費(fèi)；如果生產(chǎn)過少，又可能導(dǎo)致無源光網(wǎng)絡(luò)的上行信道的短缺；因此，生產(chǎn)、安裝、維護(hù)、管理都較麻煩，具有較高成本。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的實(shí)施例提供了一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，用以便于無源光網(wǎng)絡(luò)的安裝、維護(hù)與管理。根據(jù)本實(shí)用新型的一個方面，提供了一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，其中包括激光發(fā)射單元，其特征在于，所述激光發(fā)射單元包括激光器及其驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收的電信號驅(qū)動所述激光器進(jìn)行激光發(fā)射；中心波長調(diào)節(jié)模塊，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)電壓到所述激光器內(nèi)置的TEC。[0009]較佳地，所述中心波長調(diào)節(jié)模塊還用于測量所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。其中，所述中心波長調(diào)節(jié)模塊具體包括參考電壓輸出電路，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)的參考電壓；溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路，用以根據(jù)所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值的變化以及所述參考電壓輸出電路輸出的參考電壓，調(diào)節(jié)輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。所述溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路具體包括分壓電路，與所述激光器內(nèi)置的熱電偶串聯(lián)；標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出電路，用以輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓到所述分壓電路以及與其串聯(lián)的熱電偶上；電壓比較電路，其一個電壓輸入端，與所述分壓電路和所述熱電偶的連接點(diǎn)相連，用以獲取所述分壓電路上的電壓，另一個電壓輸入端接入所述參考電壓輸出電路輸出的參考電壓；所述電壓比較電路比較兩個電壓輸入端的電壓，得到兩者的電壓差，將電壓差從其輸出端輸出；電壓調(diào)節(jié)電路，其輸入端與所述電壓比較電路的輸出端相連，根據(jù)所述電壓比較電路輸出的電壓差，調(diào)節(jié)其輸出端輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。所述電壓調(diào)節(jié)電路具體為壓控PWM電路；所述壓控PWM電路根據(jù)所述電壓比較電路輸出的電壓差對PWM波進(jìn)行脈寬調(diào)制，將調(diào)制后的PWM波輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC?；蛘?所述中心波長調(diào)節(jié)模塊具體包括激光器溫度確定單元，用于測量所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算所述激光器的當(dāng)前溫度值；溫度設(shè)定值確定單元，用于接收控制指令，確定與接收的控制指令相應(yīng)的溫度設(shè)定值；溫度調(diào)節(jié)電壓輸出單元，用于根據(jù)所述激光器溫度確定單元計(jì)算的所述激光器的當(dāng)前溫度值與所述溫度設(shè)定值確定單元確定的溫度設(shè)定值之間的差值，輸出相應(yīng)電壓到所述激光器內(nèi)置的TEC。所述溫度調(diào)節(jié)電壓輸出單元具體包括控制電壓輸出子單元和壓控PWM電路；所述控制電壓輸出子單元根據(jù)所述激光器溫度確定單元計(jì)算的所述激光器的當(dāng)前溫度值與所述溫度設(shè)定值確定單元確定的溫度設(shè)定值之間的差值，輸出相應(yīng)的控制電壓；所述壓控PWM電路根據(jù)所述控制電壓輸出子單元輸出的控制電壓對PWM波進(jìn)行脈寬調(diào)制，將調(diào)制后的PWM波輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC。較佳地，所述激光器為CML激光器。所述驅(qū)動電路的偏置電流提供管腳通過電感與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陰極相連；所述驅(qū)動電 路的一個調(diào)制電流提供管腳通過第一電阻與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陰極相連。所述驅(qū)動電路的另一個調(diào)制電流提供管腳通過第二電阻與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陽極相連，并且第二電阻與第一電阻匹配。所述驅(qū)動電路還用于監(jiān)測流過所述CML激光器內(nèi)置的ro管的電流，根據(jù)監(jiān)測的電流調(diào)整輸出到所述CML激光器的偏置電流，保證激光器輸出的光功率穩(wěn)定。進(jìn)一步，所述光模塊還包括激光接收單元，用以接收無源光網(wǎng)絡(luò)中的下行光信號，并將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送給ONU系統(tǒng)設(shè)備。較佳地，光模塊采用SFP封裝形式，其管腳定義與現(xiàn)有的ONU光模塊的管腳定義相兼容。本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊采用了溫度補(bǔ)償電路，使得激光器發(fā)射的激光的中心波長避免受到溫度的影響而產(chǎn)生較大偏移，保證發(fā)射的激光的中心波長的穩(wěn)定性，從而ONU光模塊發(fā)射的光信號可以達(dá)到中心波長偏移較小的效果；這樣，不同的ONU光模塊發(fā)射上行光信號的頻率間隔可以更小，從而在光網(wǎng)絡(luò)中可以容納更多的上行信道，從而提高了光網(wǎng)絡(luò)上行方向的帶寬；同時，還可以減少復(fù)用同一上行信道的ONU光模塊的數(shù)量，使得每個ONU光模塊的上行帶寬也得以提高。進(jìn)一步，本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊中的激光發(fā)射單元采用了 CML激光器，可以將譜寬控制在O. 2nm以下，并且將發(fā)射光的光譜穩(wěn)定鎖模在ITU-T的波長格點(diǎn)上，具有更優(yōu)的光譜特性，可以更進(jìn)一步縮小上行信道之間的間隔，更進(jìn)一步提高光網(wǎng)絡(luò)上行方向的帶寬；同時，還可以更進(jìn)一步減少復(fù)用同一上行信道的ONU光模塊的數(shù)量，使得每個ONU光模塊的上行帶寬也得以更進(jìn)一步提高。
進(jìn)一步，本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊還采用了中心波長調(diào)節(jié)電路，可以對激光器發(fā)射的激光的中心波長進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種可調(diào)節(jié)激光中心波長的ONU光模塊相比于現(xiàn)有技術(shù)的只能發(fā)射特定波長的ONU光模塊，具有更佳的安裝、維護(hù)的方便性，生產(chǎn)廠家或者運(yùn)營商不必對發(fā)射不同波長的ONU光模塊進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃,而是生產(chǎn)、安裝統(tǒng)一的ONU光模塊，根據(jù)現(xiàn)場需求對其進(jìn)行調(diào)節(jié)使之發(fā)射所需波長的激光。從而大大降低生產(chǎn)、安裝、維護(hù)、管理成本。

圖1、2為現(xiàn)有技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3a為本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊中的激光發(fā)射單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路框圖；圖3b為本實(shí)用新型實(shí)施例的激光器的內(nèi)部電路示意圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的中心波長調(diào)節(jié)模塊的一種具體內(nèi)部電路框圖；圖5a為本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路的內(nèi)部電路框圖；圖5b為本實(shí)用新型實(shí)施例的激光器及其驅(qū)動電路的具體電路圖；圖5c為本實(shí)用新型實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電路的一種具體實(shí)現(xiàn)電路；圖5d為本實(shí)用新型實(shí)施例的PWM電路輸出脈寬較大的脈沖調(diào)整電流的示意圖；圖5e為本實(shí)用新型實(shí)施例的PWM電路輸出脈寬較小的脈沖調(diào)整電流的示意圖；圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的中心波長調(diào)節(jié)模塊的另一種內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
[0047]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為了使讀者對本實(shí)用新型的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的這些方面。本申請使用的“模塊”、“系統(tǒng)”等術(shù)語旨在包括與計(jì)算機(jī)相關(guān)的實(shí)體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于處理器上運(yùn)行的進(jìn)程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計(jì)算機(jī)。本實(shí)用新型實(shí)施例的無源光網(wǎng)絡(luò)中，不同的ONU光模塊在上行方向上發(fā)射不同波長的光信號，即上行方向采用波分復(fù)用的方式發(fā)送信號，并且，還進(jìn)一步縮小上行信道之間的間隔，從而擴(kuò)展系統(tǒng)的上行信道的容量，達(dá)到提高系統(tǒng)上行帶寬的目的。為縮小信道間隔，可以通過提高激光中心波長的穩(wěn)定性來實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊中采用中心波長調(diào)節(jié)模塊對激光器發(fā)射的激光的中心波長進(jìn)行調(diào)節(jié)；這種可調(diào)節(jié)激光中心波長的ONU光模塊相比于現(xiàn)有技術(shù)的只能發(fā)射特定波長的ONU光模塊，具有更佳的安裝、維護(hù)的方便性，生產(chǎn)廠家或者運(yùn)營商不必對發(fā)射不同波長的ONU光模塊進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，而是生產(chǎn)、安裝統(tǒng)一的可調(diào)節(jié)激光波長的ONU光模塊即可；這樣，工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場需求對其進(jìn)行調(diào)節(jié)使之發(fā)射所需波長的激光。從而大大降低生產(chǎn)、安裝、維護(hù)、管理成本。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案。本實(shí)用新型實(shí)施例的ONU光模塊中的激光發(fā)射單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路框圖，如圖3a所示，包括激光器301及其驅(qū)動電路302，以及中心波長調(diào)節(jié)模塊303。驅(qū)動電路302用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收的電信號驅(qū)動激光器301發(fā)射激光(光信號)。圖3b不出了激光器301的內(nèi)部電路不意圖。圖3b中的1-9表示激光器封裝后的外接管腳。中心波長調(diào)節(jié)模塊30 3用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)電壓到所述激光器301內(nèi)置的TEC。由于改變加載到激光器301內(nèi)置的TEC上的電壓，可以使得TEC對激光器301放熱或者吸熱，從而可以實(shí)現(xiàn)對激光器301內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)；而激光器301內(nèi)的溫度則直接決定了其發(fā)射的激光的波長。這樣，中心波長調(diào)節(jié)模塊303通過控制輸出到激光器301內(nèi)置的TEC上的電壓來實(shí)現(xiàn)對激光器301發(fā)射的激光的波長的調(diào)節(jié)。中心波長調(diào)節(jié)模塊303還用于測量所述激光器301內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。事實(shí)上，激光器301內(nèi)置的熱電偶的阻值會隨激光器301內(nèi)的溫度的改變而改變，因此，所述激光器301內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，反映了激光器301內(nèi)的溫度。中心波長調(diào)節(jié)模塊303通過反饋的激光器301內(nèi)的溫度，調(diào)整輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓，以使激光器內(nèi)的溫度能夠保持一個恒定的溫度值上。中心波長調(diào)節(jié)模塊303的一種具體內(nèi)部電路框圖，如圖4所示，包括參考電壓輸出電路401、溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路402。參考電壓輸出電路401用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)的參考電壓；參考電壓輸出電路401具體可以包括單片機(jī)、微控器、處理器等，參考電壓輸出電路401具體可以通過通信端口，如串行通信端口 USB、RS232等接收控制指令，也可以通過管腳檢測的開關(guān)狀態(tài)來接收、獲取工程人員設(shè)置的控制指令。參考電壓輸出電路401中可以預(yù)先保存控制指令與參考電壓的對應(yīng)關(guān)系；不同的控制指令對應(yīng)不同的參考電壓，對應(yīng)關(guān)系可以如下表I所示表I
權(quán)利要求1.一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，其中包括激光發(fā)射單元，其特征在于，所述激光發(fā)射單元包括 激光器及其驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收的電信號驅(qū)動所述激光器進(jìn)行激光發(fā)射； 中心波長調(diào)節(jié)模塊，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)電壓到所述激光器內(nèi)置的TEC。
2.如權(quán)利要求1所述的光模塊，其特征在于， 所述中心波長調(diào)節(jié)模塊還用于測量所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié)果調(diào)整輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。
3.如權(quán)利要求2所述的光模塊，其特征在于，所述中心波長調(diào)節(jié)模塊具體包括 參考電壓輸出電路，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)的參考電壓； 溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路，用以根據(jù)所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值的變化以及所述參考電壓輸出電路輸出的參考電壓，調(diào)節(jié)輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路具體包括 分壓電路，與所述激光器內(nèi)置的熱電偶串聯(lián)；標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出電路，用以輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓到所述分壓電路以及與其串聯(lián)的熱電偶上；電壓比較電路，其一個電壓輸入端，與所述分壓電路和所述熱電偶的連接點(diǎn)相連，用以獲取所述分壓電路上的電壓，另一個電壓輸入端接入所述參考電壓輸出電路輸出的參考電壓；所述電壓比較電路比較兩個電壓輸入端的電壓，得到兩者的電壓差，將電壓差從其輸出端輸出； 電壓調(diào)節(jié)電路，其輸入端與所述電壓比較電路的輸出端相連，根據(jù)所述電壓比較電路輸出的電壓差，調(diào)節(jié)其輸出端輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的光模塊，其特征在于，所述電壓調(diào)節(jié)電路具體為壓控PWM電路； 所述壓控PWM電路根據(jù)所述電壓比較電路輸出的電壓差對PWM波進(jìn)行脈寬調(diào)制，將調(diào)制后的PWM波輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC。
6.如權(quán)利要求2所述的光模塊，其特征在于，所述中心波長調(diào)節(jié)模塊具體包括 激光器溫度確定單元，用于測量所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算所述激光器的當(dāng)前溫度值； 溫度設(shè)定值確定單元，用于接收控制指令，確定與接收的控制指令相應(yīng)的溫度設(shè)定值； 溫度調(diào)節(jié)電壓輸出單元，用于根據(jù)所述激光器溫度確定單元計(jì)算的所述激光器的當(dāng)前溫度值與所述溫度設(shè)定值確定單元確定的溫度設(shè)定值之間的差值，輸出相應(yīng)電壓到所述激光器內(nèi)置的TEC。
7.如權(quán)利要求6所述的光模塊，其特征在于，所述溫度調(diào)節(jié)電壓輸出單元具體包括控制電壓輸出子單元和壓控PWM電路； 所述控制電壓輸出子單元根據(jù)所述激光器溫度確定單元計(jì)算的所述激光器的當(dāng)前溫度值與所述溫度設(shè)定值確定單元確定的溫度設(shè)定值之間的差值，輸出相應(yīng)的控制電壓； 所述壓控PWM電路根據(jù)所述控制電壓輸出子單元輸出的控制電壓對PWM波進(jìn)行脈寬調(diào)制，將調(diào)制后的PWM波輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述的光模塊，其特征在于，所述激光器為CML激光器。
9.如權(quán)利要求8所述的光模塊，其特征在于， 所述驅(qū)動電路的偏置電流提供管腳通過電感與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陰極相連；所述驅(qū)動電路的一個調(diào)制電流提供管腳通過第一電阻與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陰極相連。
10.如權(quán)利要求9所述的光模塊，其特征在于， 所述驅(qū)動電路的另一個調(diào)制電流提供管腳通過第二電阻與所述CML激光器中的激光發(fā)射二極管的陽極相連，并且第二電阻與第一電阻匹配。
11.如權(quán)利要求10所述的光模塊，其特征在于， 所述驅(qū)動電路還用于監(jiān)測流過所述CML激光器內(nèi)置的ro管的電流，根據(jù)監(jiān)測的電流調(diào)整輸出到所述CML激光器的偏置電流，保證激光器輸出的光功率穩(wěn)定。
12.如權(quán)利要求11所述的光模塊，其特征在于，還包括 激光接收單元，用以接收無源光網(wǎng)絡(luò)中的下行光信號，并將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號發(fā)送給ONU系統(tǒng)設(shè)備。
13.如權(quán)利要求12所述的光模塊，其特征在于，其采用SFP封裝形式，其管腳定義與現(xiàn)有的ONU光模塊的管腳定義相兼容。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，所述光模塊包括激光發(fā)射單元，其特征在于，所述激光發(fā)射單元包括激光器及其驅(qū)動電路，所述驅(qū)動電路用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收的電信號驅(qū)動所述激光器進(jìn)行激光發(fā)射；中心波長調(diào)節(jié)模塊，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)電壓到所述激光器內(nèi)置的TEC。由于采用了中心波長調(diào)節(jié)模塊，可以對激光器發(fā)射的激光的中心波長進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣，工作人員可以根據(jù)現(xiàn)場需求對其進(jìn)行調(diào)節(jié)使之發(fā)射所需波長的激光。從而大大降低生產(chǎn)、安裝、維護(hù)、管理成本。
文檔編號H04B10/572GK202906916SQ20122033926
公開日2013年4月24日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者薛登山, 趙其圣, 何鵬 申請人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司