本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊。

背景技術(shù)：

隨著光通信技術(shù)的發(fā)展，wdm模式實(shí)現(xiàn)大容量傳輸不斷成為光通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要方向。目前wdm對(duì)應(yīng)的光模塊均只能實(shí)現(xiàn)雙纖的雙向傳輸，完全無(wú)法滿足大容量、高速率、長(zhǎng)距離的傳輸要求。如果能實(shí)現(xiàn)單纖的雙向長(zhǎng)距離、高性能傳輸，對(duì)wdm領(lǐng)域?qū)⑵鸬骄薮蟮耐苿?dòng)作用，對(duì)運(yùn)營(yíng)商的布網(wǎng)成本降低、組網(wǎng)帶寬增加都將具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中密集波分復(fù)用單纖傳送實(shí)現(xiàn)方式的瓶頸問(wèn)題而提出sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊，包括由單片機(jī)控制電路控制的由電－光轉(zhuǎn)換通路組成的發(fā)射電路和光－電轉(zhuǎn)換通路組成的接收電路；所述的發(fā)射電路包括依次連接的發(fā)射端cdr電路、發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射器、密集波分復(fù)用器單元；所述的接收電路包括依次連接的所述的密集波分復(fù)用器單元、接收器、接收端cdr電路；所述的密集波分復(fù)用器單元接單纖光纖包括透光裝置和濾光裝置；所述的透光裝置設(shè)置在發(fā)射電路中，發(fā)射器與單纖光纖之間，所述的濾光裝置設(shè)置在接收電路中，單纖光纖與接收器之間。

本發(fā)明中，光信號(hào)輸出后經(jīng)過(guò)密集波分復(fù)用器單元，密集波分復(fù)用器單元的發(fā)射部分將啟動(dòng)透光裝置，同時(shí)密集波分復(fù)用器單元的接收部分將啟動(dòng)濾光裝置，這樣光信號(hào)就會(huì)有序地進(jìn)入到與外部應(yīng)用對(duì)接的一根光纖中，實(shí)現(xiàn)發(fā)射電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換和單纖傳輸功能。密集波分復(fù)用器單元包括透光單元及濾光單元，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的單一光纖收發(fā)。

進(jìn)一步的，上述的sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊中：所述的發(fā)射器包括制冷型發(fā)射器件和tec控制電路，所述的tec控制電路在單片機(jī)控制電路控制下對(duì)所述的制冷型發(fā)射器件進(jìn)行溫度控制。所述tec控制電路包含依次連接的tec數(shù)據(jù)采集模塊、tec電流輸出模塊及tec自動(dòng)調(diào)整模塊；所述的tec數(shù)據(jù)采集模塊對(duì)tec溫度進(jìn)行采集；所述的tec自動(dòng)調(diào)整模塊通過(guò)所述的tec數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)調(diào)整所述的tec電流輸出模塊的輸出。

制冷型發(fā)射器件通過(guò)tec(熱能轉(zhuǎn)換器，thennalenergyconverter)控制確保發(fā)射器件工作在穩(wěn)定的溫度下，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波長(zhǎng)，保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

進(jìn)一步的，上述的sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊中：所述的接收器為雪崩式高靈敏度接收器件。

雪崩式高靈敏度接收器件通過(guò)雪崩效應(yīng)達(dá)到最佳靈敏度，雪崩高壓采用溫度補(bǔ)償使之能工作在各溫度點(diǎn)下達(dá)到最佳性能。雪崩式高靈敏度接收器件能通過(guò)雪崩效應(yīng)實(shí)現(xiàn)微弱光信號(hào)的接收達(dá)到高靈敏度指標(biāo)。

進(jìn)一步的，上述的sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊中：所述單片機(jī)控制電路包括溫度監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、bias電流模塊、輸出光功率監(jiān)控模塊及輸入光功率監(jiān)控模塊。

通過(guò)單片機(jī)控制電路對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行寄存器配置、采用單片機(jī)進(jìn)行模數(shù)ad采集轉(zhuǎn)換、da控制各部分功能。單片機(jī)控制電路通過(guò)從i2c對(duì)發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、cdr電路進(jìn)行寄存器配置，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品主要功能，靈活機(jī)動(dòng)。

進(jìn)一步的，上述的sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊中：還包括apd升壓電路，雪崩式高靈敏度接收器件的輸出端接apd升壓電路，將接收到的由光信號(hào)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)經(jīng)由在單片機(jī)控制電路控制下的apd升壓電路后輸出。所述apd升壓電路包括apd電壓輸出、apd過(guò)壓保護(hù)、apd電壓靜噪、apd溫度補(bǔ)償及rssi換算輸出。確保接收端器件工作穩(wěn)定性和使用可靠性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊的結(jié)構(gòu)原理圖。

圖2為電-光轉(zhuǎn)換電路原理框圖。

圖3為本發(fā)明sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)接收電路框圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

如圖1所示，本發(fā)明提出sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊，包括光-電轉(zhuǎn)換通道和電-光轉(zhuǎn)換通道，其中電-光轉(zhuǎn)換通道是發(fā)射電路中將從電路板上的金手指或者其它總線上傳送過(guò)來(lái)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)然后從光纖上發(fā)射的電路，而光-電轉(zhuǎn)換是將光纖上接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，是接收通道中的重要一環(huán)。

本實(shí)施例中，由電－光轉(zhuǎn)換通路組成的發(fā)射電路和光－電轉(zhuǎn)換通路組成的接收電路均由單片機(jī)控制電路控制。

如圖2所示，發(fā)射電路包括依次連接的發(fā)射端cdr電路、發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路、發(fā)射器、密集波分復(fù)用器單元。

接收電路包括所述的密集波分復(fù)用器單元、接收器、接收端cdr電路。

其中，密集波分復(fù)用器單元不論在接收電路中還是在發(fā)射電路中均使用，密集波分復(fù)用器單元接單纖光纖，在密集波分復(fù)用器單元中包括透光裝置和濾光裝置。

這里cdr電路包括發(fā)射cdr電路和接收cdr電路兩個(gè)部分，用于數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)，發(fā)射cdr電路將從電路板上的金手指進(jìn)入的電信號(hào)進(jìn)行整形輸入至發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，接收端cdr電路將接收到的由接收器接收光信號(hào)轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，對(duì)該電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)鐘恢復(fù)發(fā)射到的相應(yīng)到金手指，確保信號(hào)的質(zhì)量。

發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路包括信號(hào)耦合驅(qū)動(dòng)、ld電流輸出、pd反饋監(jiān)測(cè)、自動(dòng)功率控制apc、故障報(bào)警功能。其中l(wèi)d電流輸出為激光器提供持續(xù)穩(wěn)定干凈的驅(qū)動(dòng)電流，信號(hào)耦合驅(qū)動(dòng)配合激光器將電信號(hào)耦合至光信號(hào)中，發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路包含的pd反饋監(jiān)測(cè)對(duì)輸出光功率進(jìn)行采樣和實(shí)時(shí)計(jì)算并通過(guò)所述的自動(dòng)功率控制apc不斷改變驅(qū)動(dòng)電流的大小，從而確保光功率的恒定。上述故障報(bào)警功能對(duì)上述步驟進(jìn)行雙向檢測(cè)，如出現(xiàn)異常則上報(bào)故障并關(guān)閉電流輸出，起到自我保護(hù)的作用。

發(fā)射器包括制冷型發(fā)射器件和tec控制電路，tec控制電路在單片機(jī)控制電路控制下對(duì)制冷型發(fā)射器件進(jìn)行溫度控制。tec控制電路包含tec數(shù)據(jù)采集模塊、tec電流輸出模塊及tec自動(dòng)調(diào)整模塊。

tec控制電路包括依次連接的包含tec數(shù)據(jù)采集、tec電流輸出及tec自動(dòng)調(diào)整，tec數(shù)據(jù)采集對(duì)tec溫度ad轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、tec自動(dòng)調(diào)整通過(guò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，自動(dòng)調(diào)整tec電流輸出，進(jìn)而提供給tec制冷加熱所需要的電流驅(qū)動(dòng)；tec自動(dòng)調(diào)整還包含自我保護(hù)功能，tec部分出現(xiàn)故障或工作環(huán)境超出規(guī)定范圍時(shí)，tec自動(dòng)調(diào)整將關(guān)閉輸出進(jìn)行保護(hù)。

在光-電轉(zhuǎn)換的接收電路中，還包括apd升壓電路，雪崩式高靈敏度接收器件的輸出端接apd升壓電路，將接收到的由光信號(hào)轉(zhuǎn)換的電信號(hào)經(jīng)由在單片機(jī)控制電路控制下的apd升壓電路后輸出。apd升壓電路包括apd電壓輸出、apd過(guò)壓保護(hù)、apd電壓靜噪、apd溫度補(bǔ)償及rssi換算輸出。確保接收端器件工作穩(wěn)定性和使用可靠性。

apd電壓輸出為主體，通過(guò)apd電壓靜噪后提供出干凈穩(wěn)定的高壓，apd溫度補(bǔ)償通過(guò)溫補(bǔ)曲線計(jì)算出查找表，對(duì)不同溫度下對(duì)電壓的不同需求進(jìn)行補(bǔ)償，保證雪崩在最佳狀態(tài)下，從而達(dá)到最佳靈敏度，apd過(guò)壓包含對(duì)器件起到保護(hù)作用，rssi換算輸出通過(guò)單片機(jī)采樣計(jì)算實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控功能。

單片機(jī)控制電路是本實(shí)施例的控制中心，單片機(jī)控制電路通過(guò)主從i2c實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能配置、ddmi五個(gè)監(jiān)控量的輸出及產(chǎn)品信息的讀寫，五個(gè)監(jiān)控量為電壓、溫度、bias電路、輸出光功率及輸入光功率。

如圖3所示，制冷型發(fā)射器件和雪崩式高靈敏度接收器件是本實(shí)施例實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的器件。制冷型發(fā)射器件還包括tec制冷裝置、ld發(fā)射光源及pd反饋，tec制冷裝置能將激光器溫度進(jìn)行采樣傳送給單片機(jī)控制電路計(jì)算并根據(jù)單片機(jī)控制電路指示進(jìn)行制冷和加熱，從而確保激光器工作在固定的溫度下，進(jìn)一步確保發(fā)光工作波長(zhǎng)的穩(wěn)定性。

如圖3所示，雪崩式高靈敏度接收器件還包括pd收光裝置、跨阻放大器、apd雪崩裝置。其中，pd收光裝置將微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)后再經(jīng)過(guò)跨阻放大器放大轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出，在此過(guò)程中apd雪崩裝置能產(chǎn)生雪崩效應(yīng)，從而更大提高接收的靈敏度。

本發(fā)明的具體工作過(guò)程為：如圖1所示，電信號(hào)通過(guò)發(fā)射部分金手指進(jìn)入cdr電路發(fā)射端，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)整形后經(jīng)由發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路，發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路配合制冷型發(fā)射器件將電信號(hào)耦合調(diào)制成光信號(hào)，在這一過(guò)程中，單片機(jī)控制電路對(duì)cdr電路和發(fā)射信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行寄存器配置，調(diào)整各機(jī)制單元有序地工作。tec控制電路同時(shí)配合對(duì)制冷型發(fā)射器件的工作進(jìn)行保駕護(hù)航，讓制冷型發(fā)射器件工作在同一設(shè)定溫度下。光信號(hào)輸出后經(jīng)過(guò)密集波分復(fù)用器單元，密集波分復(fù)用器單元的發(fā)射部分將啟動(dòng)透光裝置，同時(shí)密集波分復(fù)用器單元的接收部分將啟動(dòng)濾光裝置，這樣光信號(hào)就會(huì)有序地進(jìn)入到與外部應(yīng)用對(duì)接的一根光纖中，實(shí)現(xiàn)發(fā)射電信號(hào)到光信號(hào)的轉(zhuǎn)換和單纖傳輸功能。實(shí)現(xiàn)接收光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換過(guò)程則為當(dāng)光信號(hào)通過(guò)外部對(duì)應(yīng)的一根光纖進(jìn)入到sfp+單纖雙向密集波分收發(fā)一體光電模塊的密集波分復(fù)用器單元時(shí)，密集波分復(fù)用器單元的接收部分將啟用透光模式，允許光信號(hào)的輸入，光信號(hào)輸入后到達(dá)接收電路的雪崩式高靈敏度接收器件，雪崩式高靈敏度接收器件將完成光信號(hào)到電信號(hào)的初步轉(zhuǎn)換，在這一過(guò)程中將通過(guò)雪崩效應(yīng)和放大，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，確保能接收到更微弱的光信號(hào)和輸出整形后高質(zhì)量的電信號(hào)，電信號(hào)進(jìn)入電路主控單元的cdr電路進(jìn)一步恢復(fù)輸出，最終到達(dá)金手指接收部分，完成光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。

除以上所述外，本發(fā)明所述的電路主控單元還設(shè)有電源有序分配，各功能部分的電源通過(guò)單片機(jī)分別管控，設(shè)置啟動(dòng)先后順序和進(jìn)行保護(hù)；對(duì)參考地平面也進(jìn)行區(qū)域隔離處理，減小各功能部分的相互干擾。同時(shí)還通過(guò)單片機(jī)進(jìn)行設(shè)置低電壓的工作模式，在保證產(chǎn)品性能條件下減小產(chǎn)品整體功耗。除此之外，在熱設(shè)計(jì)和裝配方面采用泥狀散熱膠和散熱片結(jié)合進(jìn)行接觸式散熱，可有效提高散熱效率，提高產(chǎn)品可靠性能。

本實(shí)施例的有益效果：本發(fā)明采用發(fā)射接收雙cdr電路確保高速信號(hào)質(zhì)量；通過(guò)單片機(jī)控制電路對(duì)驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行寄存器配置、采用單片機(jī)進(jìn)行模數(shù)ad采集轉(zhuǎn)換、da控制各部分功能；制冷型發(fā)射器件通過(guò)tec控制確保發(fā)射器件工作在穩(wěn)定的溫度下，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的波長(zhǎng)，保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性；雪崩式高靈敏度接收器件通過(guò)雪崩效應(yīng)達(dá)到最佳靈敏度，雪崩高壓采用溫度補(bǔ)償使之能工作在各溫度點(diǎn)下達(dá)到最佳性能；密集波分復(fù)用器單元通過(guò)靈活控制實(shí)現(xiàn)發(fā)射的光不會(huì)進(jìn)入接收端造成誤判、同時(shí)接收的光不會(huì)進(jìn)入發(fā)射端造成干擾，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的單路光鏈路雙向傳輸。

惟以上所述者，僅為本發(fā)明之較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此限定本新型實(shí)施之范圍，即大凡依本發(fā)明權(quán)利要求及發(fā)明說(shuō)明書(shū)所記載的內(nèi)容作出簡(jiǎn)單的等效變化與修飾，皆仍屬本發(fā)明權(quán)利要求所涵蓋范圍之內(nèi)。此外，摘要單元和標(biāo)題僅是用來(lái)輔助專利文件搜尋之用，并非用來(lái)限制本發(fā)明之權(quán)利范圍。