一种兼容型单芯片光收发模块的结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于它包括第一通信模块，具有可与一外部存储器通信的第一通信端；第二通信模块，具有可与外部设备通信的第二通信端；以及具有DDM功能的控制核心，该控制核心具有寄存器，与第一通信模块和第二通信模块连接，还连接于连续模式的可驱动GEPON和GPON规范之光接收次模块的一限幅放大器和可驱动GEPON和GPON规范之光发射次模块的一LD驱动器；该控制核心还具有复用为输出可编辑电流和监视光接收次模块信息的一电流输出端；该第一通信模块、第二通信模块、控制核心、限幅放大器和LD驱动器均位于同一芯片上。该单芯片的整合方案可实现同一PCB板上的GPON与GEPON模块方案，具有很好的硬件兼容性。
【专利说明】一种兼容型单芯片光收发模块的结构【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于光通信的单芯片光收发模块，具体是一种具有兼容GPON和GEPON两种方案的单芯片光收发模块。
【背景技术】
[0002]国际电信联盟(ITU)的千兆无源光网络(GPON)被欧洲和亚洲部分地区的全业务接入网络(FSAN)支持者所倡导，它源于基于异步传输模式(ATM)的宽带PON(BPON)和ATMPON标准，能有效地支持以太网和IP数据流。IEEE的以太网PON(EPON)则在日本和美国广受青睐，它使用本地以太网帧结构，一般可以升级到千兆和万兆速率。
[0003]目前，可以提供EPON核心芯片的专业厂商有5-6家(不包括自主设计芯片的系统厂商)，在标准讨论的过程中，这些厂商就己开始芯片的设计和验证，因此在802.3ah标准正式颁布时，他们大多都已推出了第二代和标准完全兼容的芯片，可以迅速支持EPON系统的大规模部署。最近，我国大陆和台湾省的芯片厂商也开始启动了 EPON芯片设计项目。EPON模块的主流厂商也从日本和美国转移到中国的台湾和大陆。现在能够提供EPON模块的厂商已经有10-20家。
[0004]目前，除GPON设备厂商自主设计的GPON芯片外，少有专业的芯片厂商推出商用GPON核心芯片。GPON设备上使用的模块都是专用的自主或协作开发的模块，还没有专业的模块厂商可以提供样品，更谈不上大规模量产。GPON标准要求模块指标支持三类0DN，但C类ODN受目前光模块技术水平的限制，很难在经济的成本下实现。
[0005]随着三网融合(广播电视网、电信网与互联网)的发展，PON模块也将如雨后春笋，模块技术水平和方案还有很大的提高空间，比如模块上的芯片、元器件排列密度、模块的成本、模块的兼容功能等。日前GPON模块的问题有:1.光电转换核心部分需要几个芯片(LA、LDD等)来实现，DDM功能需要外挂MCU或者其他DDM监测辅助芯片来实现，所以，GPON的模块其上芯片、元器件密度较高；模块成本高。2.目前，一个模块PCB板，只能应用于GPON模块或者只能用于GEPON模块。未能充分利用资源，抬高了模块生产成本。
实用新型内容
[0006]鉴于上述GPON和GEPON两种方案模块在硬件上的不兼容性带来的资源浪费问题，本实用新型提出一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其技术方案如下:
[0007]—种兼容型单芯片光收发模块的结构，它包括:
[0008]第一通信模块，具有可与一外部存储器通信的第一通信端；
[0009]第二通信模块，具有可与外部设备通信的第二通信端；以及
[0010]具有DDM功能的控制核心，该控制核心具有寄存器，与第一通信模块和第二通信模块连接，还连接于连续模式的可驱动光接收次模块的一限幅放大器和可驱动光发射次模块的一 LD驱动器；该控制核心还具有监视光接收次模块信息的一电流输出端；该第一通信模块、第二通信模块、控制核心、限幅放大器和LD驱动器均位于同一芯片上。[0011]作为本技术方案的优选者，可以在如下方面具有改进:
[0012]较佳实施例中，还包括一监视及温控模块，该监视及温控模块同时连接于所述的限幅放大器、控制核心和LD驱动器。
[0013]较佳实施例中，还包括一连接于该LD驱动器的安全模块，该安全模块具有输出激光器工作状态的提示端和控制该LD驱动器的使能端。
[0014]较佳实施例中，该第一通信模块为I2C接口的通信模块。
[0015]较佳实施例中，该第二通信模块为I2C接口的通信模块。
[0016]较佳实施例中，该芯片与所述的外部存储器和可与该电流输出端连接的GPON升压电路位于同一 PCB板上。较佳实施例中，该GPON升压输出电路包括一接收所述可编辑电流的电流控制端，以及依据该可编辑电流输出所述GPON规范之APD偏压的偏压输出端。
[0017]本技术方案带来的有益效果是:
[0018]1.控制核心内建固化的DDM功能，因此模块无需再接额外CPU或其他DDM专用处理芯片，控制核心还具有一复用的电流输出端IR0P，此电流输出端IROP复用功能为输出可编辑电流和监视光接收次模块信息；第一通信模块、第二通信模块、控制核心、限幅放大器和和LD驱动器均位于同一芯片上。该单芯片的整合方案可实现同一 PCB板上的GPON与GEPON模块方案，对极少的连线进行简单的连通或切断，即在两种方案间快速切换，具有很好的硬件兼容性。
[0019]2.单芯片UX3328方案的电路针对GPON和GEPON的相互改动基本上是增设/取消外围电路，需要替换改动的地方很少，可以直接实现在同一块PCB上，使如此的模块具有良好的硬件兼容性，适用于GPON和GEPON方案，节省了大量的成本，适应性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]以下结合附图实施例对本实用新型作进一步说明:
[0021]图1是本实用新型一实施例的模块结构图；
[0022]图2是图1所示实施例运用于GEPON方案时的电路图；
[0023]图3是图1所示实施例运用于GPON方案时的电路图。
【具体实施方式】
[0024]如图1至图3所示，本实用新型一实施例模块结构及其运用于GEPON和GPON两种方案时的实际电路图。
[0025]图1展示了该模块的一个基本结构，第一通信模块21，具有可与一外部存储器通信的第一通信端，该第一通信端包括SDA_E和SCL_E，为一 I2C接口的通信模块形式；第二通信模块22，具有可与外部设备通信的第二通信端，该第二通信端包括SDA和SCL，也是I2C接口的通信模块形式；控制核心30，该控制核心与第一通信模块21和第二通信模块22相连接，二者之间具有控制总线和数据总线，控制核心30内具有寄存器，用于运算时的存储。与控制核心30相连的，还有限幅放大器10、LD驱动器60以及监视及温控模块40.其中，限幅放大器10为连续模式者，LD驱动器为工作于突发模式和连续模式的激光驱动器，还包括一连接于该LD驱动器的安全模块,该方案中，安全模块50具有输出激光器工作状态的提不端和TX_FAULT控制该LD驱动器的使能端TX_DISABLE。[0026]本实施例中，控制核心30内建固化的DDM功能，因此模块无需再接额外CPU或其他DDM专用处理芯片，再通过第一通信模块21与外部的存储设备EEPROM中完成芯片数据存储。控制核心30还具有一电流输出端IR0P，此电流输出端IROP为一复用者，其复用功能为输出可编辑电流和监视光接收次模块信息，其中，输出可编辑电流功能为GPON方案时控制APD升压电路，而监视光接收次模块信息则为GEPON方案时对光接收次模块进行监视读取。在本实施例中，该第一通信模块21、第二通信模块22、控制核心33、限幅放大器和10和LD驱动器60均位于同一芯片上。可见，该单芯片的整合方案可实现同一 PCB板上的GPON与GEPON模块方案，对极少的连线进行简单的连通或切断，即在两种方案间快速切换，具有很好的硬件兼容性，节省了光收发模块的成本。
[0027]如图2和图3所示，本实施例单芯片者为155Mbps-2.5Gbps的GEP0N/GP0N三合一智能芯片UX3328。该模块发射部分可给出调制电流可达80mA，偏置电流最高可达100mA，可适合用于驱动光模块中VCSEL、FP和DFB激光器。通过数字自动功率控制(APC控制)、温度查找表补偿，在激光器使用寿命期限和工作温度范围内可保持平均光功率恒定和消光比稳定。A.该模块还具有突发发光指示TX_SD功能，满足GPON要求的保持消光比不变下的缩减光功率功能。B.发射部分还具有低功耗睡眠功能。C.接收部分具有带宽、信号极性、输出幅度、告警极性等可编程功能，输出具有静噪功能，宽的接收功率检测范围。接收部分具有低功耗的睡眠功能。D.模块中内置了 DA电流输出及其查找表，可以用于控制升压芯片。E.途中U2和U4代表光器件部分的光收发次模块BOSA (R0SA、T0SA)，用于光信号的输入和输出。
[0028]图3和图4中可见，在本实施例下，用于GPON和GEPON两种方案的设置差异很小，首先，GPON方案相对于GEPON方案而言增加了外部存储设备，包括Ul及其外围元件，该外部存储设备通过第一通信端SCL_E和SDA_E直接连接于UX3328;第二，ROSA (光接收次模块)在GEPON方案中具有监控脚M0N，需要通过一电阻R21连接于电流输出端IR0P，二在GPON方案中，需要接驳ROSA的APD端，所以，R21在GPON方案中断路，而电流输出端IROP连接于一 GPON升压输出电路，该GPON升压输出电路包括U4及其外围元件，特别地，电流输出端IROP此时连接于U4的电流控制端M0UT，同时UX3328还具有一 DAO端连接于U4的CNTRL端，本实施例中U4采用LT3482。GPON升压输出电路的APD端就作为GPON方案中ROSA的APD 二极管偏压，连接至图3中ROSA的APD处。可见，本电路对单芯片UX3328方案的电路改动基本上是增设/取消外围电路，需要替换改动的地方很少，可以直接实现在同一块PCB上，使如此的模块具有良好的硬件兼容性，适用于GPON和GEPON方案，节省了大量的成本，适应性好。
[0029]以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。
【权利要求】
1.一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:它包括: 第一通信模块，具有可与一外部存储器通信的第一通信端； 第二通信模块，具有可与外部设备通信的第二通信端；以及 具有DDM功能的控制核心，该控制核心具有寄存器，与第一通信模块和第二通信模块连接，还连接于连续模式的光接收次模块的一限幅放大器和可驱动光发射次模块的一 LD驱动器；该控制核心还具有监视光接收次模块信息的一电流输出端；该第一通信模块、第二通信模块、控制核心、限幅放大器和LD驱动器均位于同一芯片上。
2.根据权利要求1所述一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:还包括一监视及温控模块，该监视及温控模块同时连接于所述的限幅放大器、控制核心和LD驱动器。
3.根据权利要求1所述一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:还包括一连接于该LD驱动器的安全模块，该安全模块具有输出激光器工作状态的提示端和控制该LD驱动器的使能端。
4.根据权利要求1或2或3所述一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:该第一通信模块为I2C接口的通信模块。
5.根据权利要求4所述一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:该第二通信模块为I2C接口的通信模块。
6.根据权利要求5所述一种兼容型单芯片光收发模块的结构，其特征在于:该芯片与所述的外部存储器和可与该电流输出端连接的GPON升压电路位于同一 PCB板上。
【文档编号】H04B10/40GK203434987SQ201320306628
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年5月30日 优先权日:2013年5月30日
【发明者】高泉川, 黄秋伟 申请人:厦门优迅高速芯片有限公司