专利名称：混合复用无源光网络的光模块的制作方法
技术领域：
本实用新 型涉及光纤通信技术领域，特别是涉及一种无源光网络的光模块部件， 它可作为一个部件应用于无源光网络设备中。
背景技术：
随着计算机、通信和视频技术的飞速发展，用户对视频、高速数据和数字电视等宽 带业务的需求不断增加，而传统的铜线接入网已不能满足这一需求，这使得具有高带宽的 光纤接入网得到了迅猛的发展，成为通信技术的研究热点之一。在接入网中，无源光网络(PON，Passive Optical Network)基本采用点到多点的 树状网络结构，一个光线路终端(OLT，Optical Line Terminal)和多个光网络单元(ONU， Optical Network Unit)相连，而其中的光分配网(0DN, Optical Distribution Network) 全部由光分路器、光耦合器等无源器件组成，不需要任何有源电子器件和设备，所以在传输 性能与成本之间可以实现一定平衡。各主要部分及功能如下光线路终端主要提供网络与光分配网之间的光接口，可分离交换和非交换业务， 管理来自ONU的信令和监控信息，为自身和ONU提供维护和供给功能。光分配网使用无源器件光分路器/耦合器、连接器和单模光纤完成光信号的功 率分配，通常采用树型分支结构。光网络单元光网络单元提供用户数据、视频、电话网与光网络之间的接口，将 接收到的光信号转换成用户所需的信号，与光网络终端(0LT，OpticalNetwork Terminat ion)配合使用从而构成一个网络终端。基于时分复用的无源光网络(TDM-PON)是应用最成熟的一种PON技术，目前广泛 应用的EPON和GPON均属于TDM-PON技术。TDM-PON系统上下行都使用时分复用技术，但 各采用一个波长。虽然TDM-PON具有技术成熟、成本较低等的优点，但在扩展更高带宽时， 基于电的高速突发接收技术实现起来十分困难，不仅需要增加复杂的带宽管理算法，同时 也在时钟同步、快速光信号检测方面，对半导体和光电子行业提出了苛刻的要求。此外， TDM-PON技术还存在网络体系安全性脆弱和光纤故障定位困难等问题。随着带宽需求量和用户数的不断增加，波分复用(WDM)技术被逐渐引入接入网并 和PON相结合，形成WDM-PON网络方案。WDM-PON还是多用户共享一路光纤，但是不同的用 户分配不同的波长，这样可以提供带宽利用率。波分复用分为粗波分复用(CWDM)和密集波 分复用(DWDM)，CffDM的信道间隔为20nm，而DWDM信道间隔为0. 2nm到1. 2nm。DWDM可提 供的波长数大大增加。不过与其它宽带接入相比，WDM-PON初期投资大；而且WDM-PON所需 的各种光电器件，特别是WDM-PON光模块还不成熟，这也将是WDM-PON走向市场化的关键。 此外，光纤传输可提供的波长数有限，目前主流的DWDM系统是40个波长及以下，所以一个 PON系统用户数有限，不利于密集城区的应用。申请号为200710053129. 9，名称为“混合波分时分复用无源光网络系统、终端及 信号传输方法”的发明专利，以及申请号为200710118100. 4，名称为“基于WDM和TDM的混合无源光网络实现装置及实现方法”的发明专利中提到混合波分时分复用无源光网络的解决方案可以解决WDM-PON用户数有限问题，也可以降低单位用户的成本，但是只涉及网络 和设备的框架结构，虽然申请号为200710053129.9的发明专利也提到了光模块，但主要是 说明光模块在网络和设备的框架结构的位置和作用，只提供本领域技术人员都清楚的粗框 架，并没有提出光模块的具体结构。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种混合波分复用和时分复用P0N(WDM/TDM-P0N)的光 模块，以它为基础构成的WDM/TDM-P0N的设备和网络技术，可以扩大现有TDM-PON技术的容 量，克服现有WDM-PON和WDM/TDM-P0N技术存在着成本高，技术不成熟等缺陷。为了实现上述目的，本实用新型提供了 一种新型无源光网络的光模块，包含了 OLT 光模块和ONU光模块两个实现模式，具体描述如下一种新型无源光网络的光模块，包括混合波分时分复用光发射机，用于把输入的数字电信号转换为特定波长的光信 号，由输入接口电路、光源驱动电路、光源组件组成，输入接口电路完成输入到光源驱动电 路的电平匹配，光源驱动电路给光源组件提供偏置电流、电压以及进行自动光功率控制。混合波分时分复用光接收机，用于把输入的特定波长的光信号转换为数字电信 号，由光探测器件、前置放大器、后置放大器和输出接口电路组成，光探测器件把输入光信 号转换成电流信号，前置放大器把电流信号转换成电压信号，后置放大器对电压信号进行 放大，输出接口电路完成后置放大器到输出端的电平匹配。ONU光模块特征在于，所述光发射机中的光源驱动电路具有突发控制光发射功能， 以及所述光发射机中的光源组件其发射波长符合行业标准YD/T 1351-2005中所规定的中 心波长的值和中心波长偏移的范围要求。OLT光模块特征在于，所述光接收机中的前置和后置放大器具有突发接收功能，以 及所述光发射机中的光源组件其发射波长符合行业标准YD/T 1351-2005中所规定的中心 波长的值和中心波长偏移的范围要求。无论是ONU光模块还是OLT光模块，光发射机中的光源组件可以采用半导体光放 大器或者注入锁模式法布里_珀罗半导体激光器，但其发射波长不要求符合行业标准YD/T 1351-2005中所规定的中心波长的值和中心波长偏移的范围要求。无论是ONU光模块还是OLT光模块，通过增加一个波分复用器，它与光源组件和光 探测器件合在一个组件里，光源组件光输出和光探测器件光输入通过光路连接到一个组件 内的波分复用器上，使得光信号能够单纤双向传输。本实用新型的技术效果在于通过把传统的TDM-PON光模块中光源和光探测器更换成WDM光源和光探测器，优 选地，更换成CWDM光源和光探测器，或基于半导体光放大器或者注入锁模式法布里_珀罗 半导体激光器的DWDM光源和光探测器，以低成本方法实现了 WDM/TDM-P0N光模块的功能， 以它为基础构成的WDM-PON和WDM/TDM-P0N的设备和网络技术，可以扩大现有TDM-PON技 术的容量，且技术成熟度高。
图1为本实用新型光模块的一般结构示意图；图2为本实用新型的单纤双向光模块的结构示意图；图3为本实用新型光模块实施例一的结构示意图；图4为本实用新型光模块实施例二的结构示意图；图5为本实用新型光模块实施例三的结构示意图；图6为本实用新型光模块实施例四的结构示意具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行进一步描述。实施例一本实用新型光模块实施例一的结构图如图3所示，这是个ONU光模块。在光发射通道，输入信号包含数据信号和使能信号，输入接口电路完成输入数据信号和使能信号到光源驱动电路的电平匹配，突发驱动电路给光源组件提供偏置电流、电 压以及进行自动光功率控制和使能控制，光源组件由半导体激光器和光功率探测器件组 成，光功率探测器件用于提供自动光功率控制的反馈信号。这里，使能控制是突发驱动的一 个特征，其目的是控制激光器在数据不发送时关断、数据发送时开启，消除对PON系统上行 公共通路的干扰，使上行公共通路TDM工作方式变得可行。这里的光源采用符合行业标准 的CWDM分布反馈式半导体激光器，即采用CWDM DFB-LD,以低成本方法实现了 CWDM与TDM 的结合。也可以用反射式半导体光放大器或者注入锁模式法布里-珀罗半导体激光器代替 CffDM DFB-LD，以较低成本实现DWDM与TDM的结合。反射式半导体光放大器或者注入锁模 式法布里_珀罗半导体激光器能够反射和放大外部注入特定波长光，并把上行数据调制到 反射光上去。在光接收通道，光探测器件把输入光信号转换成电流信号，前置放大器把电流信 号转换成电压信号，后置放大器对电压信号进行放大，输出接口电路完成后置放大器到输 出端的电平匹配。所采用的光探测器件是宽谱的，对不同波长的光信号都能接收。接收通 道不是工作在突发模式(工作在连续模式)，通道无需使能开关。实施例二 本实用新型光模块实施例一的结构图如图4所示，这是个ONU单纤双向光模块。在实施例一基础上，通过增加一个波分复用器，光源组件光输出和光探测器件光 输入通过光路连接到波分复用器上，使得光信号能够单纤双向传输。一般要求接收光波长 与发射光波长相差IOnm以上以便粗波分复用，当采用反射式半导体光放大器或者注入锁 模式法布里-珀罗半导体激光器时，接收光波长与发射光波长可以相同，于是也可以用光 耦合器代替这里的波分复用器。当这里的光源采用CWDM DFB-LD时，则只能用波分复用器 实现光信号单纤双向传输功能。实施例三本实用新型光模块实施例三的结构图如图5所示，这是个OLT光模块。发送通道不是工作在连续模式，通道无需使能开关。由输入接口电路、光源驱动电 路、WDM光源组件组成，输入接口电路完成输入到光源驱动电路的电平匹配，光源驱动电路给光源组件提供偏置电流、电压以及进行自动光功率控制，光源组件内含CWDM DFB-LD和光 功率探测器件，光功率探测器件用于提供自动光功率控制的反馈信号。接收通道工作在突发模式，光探测器件把输入光信号转换成电流信号，由突发模 式前置放大器把电流信号转换成电压信号，突发模式后置放大器对电压信号进行放大，输 出接口电路完成后置放大器到输出端的电平匹配。所采用的光探测器件是宽谱的，对不同 波长的光信号都能接收。由于OLT分时接收来不同ONU突发发送过来的光信号，数据是一 段一段接收的，且每一段数据信号峰值会不同，所以不能用通常连续工作模式的放大器。一 个可行的突发模式前置放大器设计方案是差分输出、交流放大、增益非线性，当输入信号强 时增益小，当输入信号弱时增益大；突发模式后置放大器可采用限幅放大器。实施例四 本实用新型光模块实施例四的结构图如图6所示，这是个OLT单纤双向光模块。在实施例三基础上，通过增加一个波分复用器，光源组件光输出和光探测器件光 输入通过光路连接到波分复用器上，使得光信号能够单纤双向传输。一般要求接收光波长 与发射光波长相差IOnm以上以便粗波分复用，当采用反射式半导体光放大器或者注入锁 模式法布里-珀罗半导体激光器时，接收光波长与发射光波长可以相同，于是也可以用光 耦合器代替这里的波分复用器。当这里的光源采用CWDM DFB-LD时，则只能用波分复用器 实现光信号单纤双向传输功能。
权利要求1.一种混合复用无源光网络的光模块，包括混合波分时分复用光发射机，用于把输入的数字电信号转换为特定波长的光信号，由 输入接口电路、光源驱动电路、光源组件组成，输入接口电路完成输入到光源驱动电路的电 平匹配，光源驱动电路给光源组件提供偏置电流、电压以及进行自动光功率控制；混合波分时分复用光接收机，用于把输入的特定波长的光信号转换为数字电信号，由 光探测器件、前置放大器、后置放大器和输出接口电路组成，光探测器件把输入光信号转换 成电流信号，前置放大器把电流信号转换成电压信号，后置放大器对电压信号进行放大，输 出接口电路完成后置放大器到输出端的电平匹配；其特征在于，所述光发射机中的光源驱动电路具有突发控制光发射功能，以及所述光 发射机中的光源组件其发射波长符合行业标准YD/T 1351-2005中所规定的中心波长的值 和中心波长偏移的范围要求。
2.根据权利要求1所述的混合复用无源光网络的光模块，其特征在于，所述混合波分 时分复用光发射机中的光源组件采用了半导体光放大器或者注入锁模式法布里-珀罗半 导体激光器。
3.根据权利要求1所述的混合复用无源光网络的光模块，其特征在于，增加一个波分 复用器，它与光源组件和光探测器件合在一个组件里，光源组件光输出和光探测器件光输 入通过光路连接到一个组件内的波分复用器上，使得光信号能够单纤双向传输。
4.一种混合复用无源光网络的光模块，包括混合波分时分复用光发射机，用于把输入的数字电信号转换为特定波长的光信号，由 输入接口电路、光源驱动电路、光源组件组成，输入接口电路完成输入到光源驱动电路的 电平匹配，光源驱动电路给光源组件提供偏置电流、电压以及进行自动光功率控制；混合波分时分复用光接收机，用于把输入的特定波长的光信号转换为数字电信号，由 光探测器件、前置放大器、后置放大器和输出接口电路组成，光探测器件把输入光信号转换 成电流信号，前置放大器把电流信号转换成电压信号，后置放大器对电压信号进行放大，输 出接口电路完成后置放大器到输出端的电平匹配；其特征在于，所述光接收机中的前置和后置放大器具有突发接收功能，以及所述光发 射机中的光源组件其发射波长符合行业标准YD/T 1351-2005中所规定的中心波长的值和 中心波长偏移的范围要求。
5.根据权利要求4所述的混合复用无源光网络的光模块，其特征在于，所述混合波分 时分复用光发射机中的光源组件采用了半导体光放大器或者注入锁模式法布里-珀罗半 导体激光器。
6.根据权利要求4所述的混合复用无源光网络的光模块，其特征在于，增加一个波分 复用器，它与光源组件和光探测器件合在一个组件里，光源组件光输出和光探测器件光输 入通过光路连接到组件内的波分复用器上，使得光信号能够单纤双向传输。
专利摘要本实用新型公开了一种混合复用无源光网络的光模块，光模块内含混合波分时分复用光发射机和光接收机，光发射机用于把输入的数字电信号转换为特定波长的光信号，由输入接口电路、光源驱动电路、光源组件组成；光接收机用于把输入的特定波长的光信号转换为数字电信号，由光探测器件、前置放大器、后置放大器和输出接口电路组成。特征在于光发射机采用特定波分复用光源，并且，对于光线路终端光模块，采用突发发送电路，对于光网络单元光模块，采用突发接收电路。
文档编号H04Q11/00GK201821465SQ20102019728
公开日2011年5月4日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者不公告发明人 申请人:宁波高新区晓圆科技有限公司, 陈彪