本發(fā)明涉及光電轉(zhuǎn)換模塊，特別是一種能夠兼容DC直流信號的低工作頻率光電轉(zhuǎn)換模塊。

背景技術：

目前，公知的光電轉(zhuǎn)換模塊的主流速率都是從155Mbps開始向625Mbps、1.25Gbps、2.5Gbps等速率不斷提升，目前單通道速率可達幾十G。

但在工業(yè)網(wǎng)絡傳輸應用中，常常遇到需要將低速率信號通過光路進行遠程傳輸?shù)膱龊?。在這種情況下，高速率的光模塊本身有工作頻率下限，無法兼顧低速率工作頻段。在組成光電轉(zhuǎn)換模塊的核心元件中，市場中主流的驅(qū)動器、放大器、接收器等也存在工作頻率下限無法兼顧低速率工作頻段的問題。這給直流開關信號、低速率通信信號如RS422、RS485等的遠程傳輸應用帶來了限制。特別是多輸入通道的低速光電轉(zhuǎn)換模塊，更是鮮有報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：在現(xiàn)有主流高速率光電轉(zhuǎn)換模塊技術方案的基礎上，提出一種可以兼容DC直流信號的多輸入端口低速率光電轉(zhuǎn)換模塊。

本發(fā)明采用的技術方案如下：一種低速光電轉(zhuǎn)換模塊，其特點是該模塊由高速光電轉(zhuǎn)換模塊、電接口、信號轉(zhuǎn)換器、編碼器、解碼器、振蕩器和光接口組成。

其中，編碼器、解碼器與電接口通過信號轉(zhuǎn)換器相連，編碼器、解碼器與高速光電轉(zhuǎn)換模塊相連，高速光電轉(zhuǎn)換模塊與光接口相連。振蕩器與編解碼器相連。

所述電接口數(shù)量至少為2，可達24；接口信號可為單端信號，也可為差分信號；所述光接口，可為1個雙纖雙向連接器，也可為1個單纖雙向連接器。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明利用編碼器和解碼器，將原本較低速率的信號串化提升為可與主流高速光電轉(zhuǎn)換模塊的傳輸帶寬匹配的高速信號，并借助高速模塊實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換和傳輸。

此種低速光電轉(zhuǎn)換模塊，充分利用了市場現(xiàn)有的產(chǎn)品資源，僅使用少量外圍硬件就實現(xiàn)了多端口低速信號的光電傳輸。其技術實現(xiàn)簡易、功能強大、抗干擾性強、適用范圍廣，物料渠道容易解決，可進行低成本，低研發(fā)投入的研制和生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的原理框圖。

圖2是本發(fā)明的帶接口信號轉(zhuǎn)換的原理框圖。

圖3是本發(fā)明的一個具體實施例的原理框圖。

圖4是本發(fā)明的帶接口信號轉(zhuǎn)換的一個具體實施例原理框圖。

圖5是本發(fā)明中使用到的高速光電轉(zhuǎn)換模塊的原理框圖。

圖6是本發(fā)明中使用到的高速光電轉(zhuǎn)換模塊的一個具體實施例原理框圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子。

如圖1，一種低速光電轉(zhuǎn)換模塊，其特征是包括高速光電轉(zhuǎn)換模塊、電接口、編碼器、解碼器、振蕩器和光接口。

其中，電接口和編碼器、解碼器分別相連；編碼器、解碼器與高速光電轉(zhuǎn)換模塊連接；高速光電轉(zhuǎn)換模塊與光接口連接；振蕩器與編碼器相連。

電接口將外部輸入的多路并行低頻信號傳輸?shù)骄幋a器；編碼器將并行電接口低頻信號串化成1路高速差分信號；編碼器輸出的高速差分信號驅(qū)動高速光電轉(zhuǎn)換模塊的發(fā)射部分，使高速光模塊產(chǎn)生光發(fā)射信號；光發(fā)射信號經(jīng)光接口輸出。

來自光接口的光接收信號，經(jīng)高速光電轉(zhuǎn)換模塊的接收部分轉(zhuǎn)化為高速差分串行信號；此信號提供給解碼器進行解碼，轉(zhuǎn)化為多通道的并行低速信號；這些并行信號最終通過電接口輸出。

振蕩器為編碼器提供工作時鐘。

當電接口信號不能與編碼器、解碼器輸入接口電平匹配時，需增加接口信號轉(zhuǎn)換器，如圖2。

所述電接口，典型的為直插式排針，也可以為彎曲型表貼排針，其內(nèi)部焊接在模塊PCB板上。

所述信號轉(zhuǎn)換器，主要指總線收發(fā)器，用于將差分信號和單端信號互相轉(zhuǎn)換，典型的應用是RS422總線?？梢苑譃轵?qū)動器和接收器，也可以集成為單個芯片使用，可為單通道或多通道芯片。

所述編碼器，其應具有至少2個以上的并行輸入接口，具有1路串行輸出接口。其串行輸出信號除含有輸入數(shù)據(jù)信息外，還具有內(nèi)嵌時鐘信息，以方便對端的接收解碼器進行數(shù)據(jù)同步。

所述解碼器，其應與編碼器配對使用，能夠準確的在串行接收信號中找到同步信息，完成數(shù)據(jù)的同步接收并轉(zhuǎn)化為并行的低速數(shù)據(jù)輸出。進一步的，解碼器可以使用外部振蕩器作為時鐘源，也可以通過提取接收信號的內(nèi)嵌時鐘供自身使用。

所述振蕩器，典型的為有源晶體振蕩器，也可以為由石英晶體諧振器與電容組成的振蕩電路。

所述高速光電轉(zhuǎn)換模塊，為光收發(fā)一體模塊，通常由電連接器、控制器、激光驅(qū)動器、限幅放大器、激光發(fā)射器、光電檢測器和光連接器組成，如圖5，其至少包括1路差分接收電信號和1路光發(fā)射通道；以及至少1路差分發(fā)射電信號和1路光接收通道；根據(jù)傳輸距離，可為多?；騿文?；根據(jù)光纖資源，可為雙纖雙向或單纖雙向。

高速光電轉(zhuǎn)換模塊標稱工作速率在155Mbps以上，其工作速率范圍應與編碼器和解碼器的串化數(shù)據(jù)速率相匹配。

所述光接口，通常指LC、SC、ST、FC、DIN、MU等室內(nèi)光纖連接器。

進一步的，所述電接口，并不限于排針式電接口，可以為任何可傳輸多組電信號的電連接器接口。

所述信號轉(zhuǎn)換器，典型的是指TI的4總線驅(qū)動器AM26LV31E和4總線接收器AM26LV32E。但并不限于RS422總線收發(fā)器，也可以指RS485和RS232等其它串行總線收發(fā)器。

所述編碼器，典型的是指TI的DS99R103。其具有24路并行輸入接口，工作速率最高達40MHz。串化后可獲得高達960Mbps的串行電信號，可與1.25Gbps的光模塊相匹配。但并不限于此，也可指其它可以完成并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為串行數(shù)據(jù)的器件，如FPGA內(nèi)置的串化解串器。

所述解碼器，典型的是指TI的DS99R104。其具有24路并行輸出接口，工作速率最高達40MHz?？蓪⒏哌_960Mbps的串行電信號還原為24路并行輸出信號，并可從中提取時鐘，不需外接振蕩器。但并不限于此，也可指其它可以完成串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為并行數(shù)據(jù)的器件，如FPGA內(nèi)置的串化解串器。

所述振蕩器，典型的指武漢海創(chuàng)的有源晶體振蕩器ZA50系列40MHz。但并不限于此，也可指其它完成相同功能的振蕩器元件或電路。

所述高速光電轉(zhuǎn)換模塊，典型的為1X9、SFF、PON、SFP等及其它封裝形式的雙纖雙向或單纖雙向收發(fā)一體光模塊核心電路，其傳輸帶寬應與編碼器和解碼器相匹配。本發(fā)明所述的低速光電轉(zhuǎn)換模塊只借用了這些成熟高速光電轉(zhuǎn)換模塊的核心電路板，并不需要使用其外殼。但并不限于此，也可指其它專門設計以完成收發(fā)一體光模塊功能的高速電路。

所述光接口，主要由本發(fā)明中所述的高速光電轉(zhuǎn)換模塊自帶的光接口實現(xiàn)，也可以指圓形或矩形多通道光纖連接器中的1個光接觸件。

作為具體實施例時，圖3為低速光電轉(zhuǎn)換模塊電路示意圖。包括1組電接口，1個串化器DS99R103、1個解串器DS99R104、1個晶體振蕩器ZA50 40MHz、1個高速光電轉(zhuǎn)換模塊SFF核心電路和1組光接口單纖雙向LC接口。

該光模塊可提供高達24個單端電平輸入信號和24個單端電平輸出信號；串化器DS99R103與電接口和SFF核心電路輸入端相連；解串器DS99R104與電接口和SFF核心電路輸出端相連；晶體振蕩器ZA50為串化器DS99R103提供工作時鐘。高速光電轉(zhuǎn)換模塊SFF標稱工作頻率為1.25Gbps。

圖4為帶信號轉(zhuǎn)換器的低速光電轉(zhuǎn)換模塊電路示意圖。相比圖3，主要在電接口和串化解串器間增加了6個4總線驅(qū)動器AM26LV31E和6個4總線接收器AM26LV32E，實現(xiàn)24路差分輸入和24路差分輸出信號的匹配，用于轉(zhuǎn)換RS422信號電平。

圖6為高速光電轉(zhuǎn)換模塊的一個具體實施例示意圖。其由排針、控制器DS1878、激光器和限幅放大器一體芯片MAX3799、激光發(fā)射器TOSA、光電檢測器ROSA和帶尾纖LC光連接器組成。此電路并不需要按照1X9、SFF、PON、SFP等標準封裝的電路板外形設計，只需與低頻電路部分相匹配即可。

本發(fā)明未涉及部分均與現(xiàn)有技術相同或可采用現(xiàn)有技術加以實現(xiàn)。