本發(fā)明涉及一種光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于WDM PON光線路終端光模塊的無色光模塊方法。

背景技術(shù)：

目前，在WDM PON系統(tǒng)中，OLT到ONU之間將采用DWDM波長，實現(xiàn)多路并行點對點傳輸。對于傳統(tǒng)的WDM PON OLT光模塊，其發(fā)射波長將采用固定波長的方式，如果要實現(xiàn)全波段的覆蓋，這樣將需要32種不同的激光器，如果考慮4通道集成的CFP4封裝或者QSFP+封裝，至少需要8種不同的光模塊，固定波長的OLT將造成激光器芯片種類繁多，模塊種類繁多，運維成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊，該無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊屬于新型的小型化WDM OLT光模塊，模塊封裝形式可以采用小型化的QSFP+或者CFP4封裝形式，模塊種類少，一種模塊，8個模塊即可覆蓋全波段32信道，且運維簡單。單只光模塊內(nèi)部集成4通道發(fā)射與4通道接收，其中每個通道可以配置8種波長，通過8個光模塊實現(xiàn)32信道的覆蓋，實現(xiàn)了模塊小型化和標(biāo)準(zhǔn)封裝，簡單，易維護(hù)，低成本。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊，包括采用小型化的QSFP+或者CFP4封裝形式并單個光模塊內(nèi)部集成四通道發(fā)射與四通道接收的八個光模塊，所述的光模塊包括MCU主控單元，以及與MCU主控單元連接的下行通道激光器陣列單元、下行通道激光器陣列驅(qū)動單元、上行通道光電探測器陣列單元、上行通道限幅放大器單元和光纖帶單元。

進(jìn)一步的，所述的下行通道激光器陣列單元采用帶溫度控制的可調(diào)諧激光器，可調(diào)諧激光器包括激光器芯片和電路控制芯片，可調(diào)諧激光器的溫控電路由熱敏電阻和制冷器組成，熱敏電阻緊貼激光器芯片，電路控制芯片與制冷器連接。采用8 X 4路激光器陣列來實現(xiàn)32通道輸出，輸出波長滿足ITU標(biāo)準(zhǔn)100GHz信道間隔。在4路激光器陣列的封裝上主要需要解決各路波長精確控制問題、和激光器陣列光纖耦合問題?？烧{(diào)諧激光器可滿足波長控制標(biāo)準(zhǔn)，可通過DBR和Phase的同時調(diào)節(jié)實現(xiàn)輸出波長的連續(xù)變化。每個激光器芯片可調(diào)諧的波長范圍為8個波長，由于外界溫度變化以及本身器件工作發(fā)熱會影響到器件工作的穩(wěn)定性，因此，封裝中必須使用熱敏電阻和制冷器組成的溫控電路來保證可調(diào)諧激光器工作在比較穩(wěn)定的溫度和狀態(tài)下。熱敏電阻緊貼激光器芯片放置，實時檢測激光器芯片的溫度，然后反饋給為電路控制芯片，驅(qū)動制冷器工作來調(diào)節(jié)可調(diào)諧激光器溫度，使之保持在一個恒定的范圍內(nèi)。 為精確控制和穩(wěn)定可調(diào)諧激光器波長，提出tunable EML加TEC的方案, 依靠電調(diào)的方式把激光器的波長精確地調(diào)到柵格上，同時，依靠TEC來穩(wěn)定波長。

進(jìn)一步的，所述的下行通道激光器陣列驅(qū)動單元采用高性能激光驅(qū)動器。高性能激光驅(qū)動器完成下行數(shù)據(jù)的電光轉(zhuǎn)化，將中心局的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給用戶端。由中心局系統(tǒng)的串并轉(zhuǎn)化器（SerDes）產(chǎn)生下行鏈路的電信號，輸送給光模塊的發(fā)射端數(shù)據(jù)輸入引腳TX_Data，在光模塊內(nèi)部由激光驅(qū)動器（Driver）驅(qū)動激光器，系統(tǒng)MAC（物理層媒質(zhì)接入控制器）通過TX_Dis引腳控制光模塊激光器的開啟與關(guān)斷。

進(jìn)一步的，所述的上行通道光電探測器陣列單元采用光接收器陣列的形式，光接收器包括能探測波長范圍可覆蓋整個C波段的光探測器芯片，陣列封裝的光纖耦合同樣采用光纖陣列耦合的方式。

進(jìn)一步的，所述的上行通道限幅放大器單元采用限幅放大器。由局端傳送來的C波段（1534~1560）nm的光信號，經(jīng)過APD探測器的轉(zhuǎn)化，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并輸出給后級的限幅放大器進(jìn)行放大，由光模塊的數(shù)據(jù)接收輸出pin腳輸出給SerDes芯片，并將接收告警信號RX_LOS信號輸送給MAC，供系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

進(jìn)一步的，所述的光纖帶單元包括10Gbps數(shù)字型高密光模塊形成的光纖陣列，光纖陣列包括四路發(fā)射耦合光纖和四路接收耦合光纖。

進(jìn)一步的，所述的四通道發(fā)射的電光轉(zhuǎn)化采用激光器陣列方式，通過光纖陣列的方式實現(xiàn)直接耦合輸出；四通道接收采用雪崩二極管探測器陣列方式，通過光纖陣列方式直接耦合輸出。

進(jìn)一步的，所述的四路發(fā)射耦合光纖和四路接收耦合光纖共同耦合進(jìn)入同一個MT連接頭母頭，通過MT型光纖連接器與MT連接頭公頭進(jìn)行連接，實現(xiàn)光路的耦合。

MCU主控單元，作為光模塊內(nèi)部的核心控制器，負(fù)責(zé)光模塊的控制與監(jiān)控功能。光模塊的模擬監(jiān)控量包括但不限于：模塊工作電壓監(jiān)控，模塊工作溫度監(jiān)控，各路發(fā)射光功率監(jiān)控，各路發(fā)射偏置電流，各路接收光功率。監(jiān)控狀態(tài)量包括但不限于：發(fā)射端失效報警，接收信號丟失報警，工作極限超限報警與警告等。系統(tǒng)通過I2C可以訪問到光模塊的寄存器，獲取光模塊的工作狀態(tài)。當(dāng)光模塊處于異常情況時，將在相應(yīng)的寄存器置報警位，系統(tǒng)通過獲取這些異常的報警狀態(tài)，實時調(diào)整光模塊的工作狀態(tài)，為系統(tǒng)的智能管理提供必要的數(shù)據(jù)。

綜上所述，本發(fā)明的無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊屬于新型的小型化WDM OLT光模塊，模塊封裝形式可以采用小型化的QSFP+或者CFP4封裝形式，模塊種類少，一種模塊，8個模塊即可覆蓋全波段32信道，且運維簡單。單只光模塊內(nèi)部集成4通道發(fā)射與4通道接收，其中每個通道可以配置8種波長，通過8個光模塊實現(xiàn)32信道的覆蓋，實現(xiàn)了模塊小型化和標(biāo)準(zhǔn)封裝，簡單，易維護(hù)，低成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的一種無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊的原理框圖；

圖2是本發(fā)明實施例1的一種無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊的連接框圖；

圖3是可調(diào)諧激光器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是下行通道激光器陣列驅(qū)動單元的電路原理框圖。

具體實施方式

實施例1

本實施例1所描述的一種無色密集波分復(fù)用接入網(wǎng)光線路終端光模塊，如圖1和圖2所示，包括采用小型化的QSFP+或者CFP4封裝形式并單個光模塊內(nèi)部集成四通道發(fā)射與四通道接收的八個光模塊，所述的光模塊包括MCU主控單元1，以及與MCU主控單元連接的下行通道激光器陣列單元2、下行通道激光器陣列驅(qū)動單元3、上行通道光電探測器陣列單元4、上行通道限幅放大器單元和5光纖帶單元6。

該下行通道激光器陣列單元采用帶溫度控制的可調(diào)諧激光器，如圖3所示，可調(diào)諧激光器包括激光器芯片7和電路控制芯片，可調(diào)諧激光器的溫控電路由熱敏電阻和制冷器8組成，熱敏電阻緊貼激光器芯片，電路控制芯片與制冷器連接。采用8 X 4路激光器陣列來實現(xiàn)32通道輸出，輸出波長滿足ITU標(biāo)準(zhǔn)100GHz信道間隔。在4路激光器陣列的封裝上主要需要解決各路波長精確控制問題、和激光器陣列光纖耦合問題?？烧{(diào)諧激光器可滿足波長控制標(biāo)準(zhǔn)，可通過DBR和Phase的同時調(diào)節(jié)實現(xiàn)輸出波長的連續(xù)變化。每個激光器芯片可調(diào)諧的波長范圍為8個波長，由于外界溫度變化以及本身器件工作發(fā)熱會影響到器件工作的穩(wěn)定性，因此，封裝中必須使用熱敏電阻和制冷器組成的溫控電路來保證可調(diào)諧激光器工作在比較穩(wěn)定的溫度和狀態(tài)下。熱敏電阻緊貼激光器芯片放置，實時檢測激光器芯片的溫度，然后反饋給為電路控制芯片，驅(qū)動制冷器工作來調(diào)節(jié)可調(diào)諧激光器溫度，使之保持在一個恒定的范圍內(nèi)。 為精確控制和穩(wěn)定可調(diào)諧激光器波長，提出tunable EML加TEC的方案, 依靠電調(diào)的方式把激光器的波長精確地調(diào)到柵格上，同時，依靠TEC來穩(wěn)定波長。

光模塊的波長規(guī)劃如表1所示，其中每個光模塊由4個通道組成，對于channel1，可以覆蓋信道1~8；對于channel 2，可以覆蓋信道9~16；對于channel 3，可以覆蓋信道17~24；對于channel 4，可以覆蓋信道25~32；

為了降低光模塊的整體功耗，光模塊在配置時，channel 1和channel 3按照升序排列，channel 2和channel 4按照降序排列，比如，對于既定光模塊，如果工作在第一組波長時，需要將channel1配置為信道1，將channel2配置為信道16，將channel3配置為信道17，將channel4配置為信道32，這樣可以使模塊工作在任一組波長時，其功耗相對都不是太大。

表1： 下行波長部署

該下行通道激光器陣列驅(qū)動單元采用高性能激光驅(qū)動器。如圖4所示，高性能激光驅(qū)動器完成下行數(shù)據(jù)的電光轉(zhuǎn)化，將中心局的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給用戶端。由中心局系統(tǒng)的串并轉(zhuǎn)化器（SerDes）產(chǎn)生下行鏈路的電信號，輸送給光模塊的發(fā)射端數(shù)據(jù)輸入引腳TX_Data，在光模塊內(nèi)部由激光驅(qū)動器（Driver）驅(qū)動激光器，系統(tǒng)MAC（物理層媒質(zhì)接入控制器）通過TX_Dis引腳控制光模塊激光器的開啟與關(guān)斷。

該上行通道光電探測器陣列單元采用光接收器陣列的形式，光接收器包括能探測波長范圍可覆蓋整個C波段的光探測器芯片，陣列封裝的光纖耦合同樣采用光纖陣列耦合的方式。

該上行通道限幅放大器單元采用限幅放大器。由局端傳送來的C波段（1534~1560）nm的光信號，經(jīng)過APD探測器的轉(zhuǎn)化，將光信號轉(zhuǎn)化為電信號，并輸出給后級的限幅放大器進(jìn)行放大，由光模塊的數(shù)據(jù)接收輸出pin腳輸出給SerDes芯片，并將接收告警信號RX_LOS信號輸送給MAC，供系統(tǒng)進(jìn)行診斷。

該光纖帶單元包括10Gbps數(shù)字型高密光模塊形成的光纖陣列，光纖陣列包括四路發(fā)射耦合光纖和四路接收耦合光纖。

該四通道發(fā)射的電光轉(zhuǎn)化采用激光器陣列方式，通過光纖陣列的方式實現(xiàn)直接耦合輸出；四通道接收采用雪崩二極管探測器陣列方式，通過光纖陣列方式直接耦合輸出。

該四路發(fā)射耦合光纖和四路接收耦合光纖共同耦合進(jìn)入同一個MT連接頭母頭，通過MT型光纖連接器與MT連接頭公頭進(jìn)行連接，實現(xiàn)光路的耦合。

MCU主控單元，作為光模塊內(nèi)部的核心控制器，負(fù)責(zé)光模塊的控制與監(jiān)控功能。光模塊的模擬監(jiān)控量包括但不限于：模塊工作電壓監(jiān)控，模塊工作溫度監(jiān)控，各路發(fā)射光功率監(jiān)控，各路發(fā)射偏置電流，各路接收光功率。監(jiān)控狀態(tài)量包括但不限于：發(fā)射端失效報警，接收信號丟失報警，工作極限超限報警與警告等。系統(tǒng)通過I2C可以訪問到光模塊的寄存器，獲取光模塊的工作狀態(tài)。當(dāng)光模塊處于異常情況時，將在相應(yīng)的寄存器置報警位，系統(tǒng)通過獲取這些異常的報警狀態(tài)，實時調(diào)整光模塊的工作狀態(tài)，為系統(tǒng)的智能管理提供必要的數(shù)據(jù)。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。