一种光模块接收电路及光模块的制作方法

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块接收电路及光模块。

背景技术：

10gepon(ethernetpassiveopticalnetwork，以太网无源光网络)对称olt(opticallineterminal，光线路终端)光模块作为1gepon与10gepon非对称olt光模块的平滑升级，已经成为光接入网领域的最大热门技术，它不但可以将现有带宽提高，上下行速率均提升到10.3125gbit/s，极大地满足用户对带宽需求，而且兼顾1g和10g业务，与epon兼容组网、网管统一、平滑升级，备受运营商的青睐，也大大减少运营商的投资开发费用。

具体的，10gepon对称olt光模块采用的是上行突发接收和下行连续发射模式，发射端由一个10g的1577nm电吸收调制激光器和一个1.25gbit/s1490nm分布反馈激光器组成，接收端1g和10g速率共用一个apd(avalanchephotodiodes，雪崩光电二极管)和tia(transtmpedanceamplifier，跨阻放大器)，波长兼容1270nm(10g)/1310nm(1g)，tia输出端分别接1.25和10.3125gbit/s的la(limitingamplifier，限幅放大器)。图1为10gepon对称olt光模块的接收端的电路图。如图1所示，上行光信号经过雪崩光电二极管1001光电转换为光电流，通过跨阻放大器2002转换为电压信号。考虑到共模电压与噪声影响，跨阻放大器2002输出需为差分输出模式，跨阻放大器3002的输出端通过印制板上的传输线分别与10g限幅放大器3003和10g限幅放大器4004的输入端连接。为实现阻抗匹配，有些电路还会在跨阻放大器2002和两个限幅放大器3003、4004之间增加匹配电路。

然而，上述光模块接收电路，使用独立的10gla与1gla分别进行信号放大工作,并且需要配合la的匹配电路，导致电路结构复杂、占用印制板空间大，因此两个接收线路通常会设置的距离较近，造成两个接收电路间串扰大，影响信号接收的灵敏度。

技术实现要素：

本发明提供了一种光模块接收电路及光模块，以降低接收电路间的串扰、提高信号接收灵敏度。

根据本发明实例的第一方面，提供了一种光模块接收电路，用于接收时分复用光信号，所述接收电路包括光电转换器、跨阻放大器、10g限幅放大器和1g电平转换器，其中：

所述跨阻放大器的输入端与所述光电转换器的输出端连接，用于将所述光电转换器所转换后的1g和10g电信号放大；

所述10g限幅放大器的输入端与所述跨阻放大器的输出端连接，所述10g限幅放大器的输出端分别与10g和1g信号接收管脚连接，用于将所述跨阻放大器所发送的1g和10g信号放大；

所述1g电平转换器串联在所述10g限幅放大器与所述1g信号接收管脚之间，用于对所述10g限幅放大器输出信号进行逻辑电平转换。

根据本发明实例的第二方面，还提供了一种光模块，该光模块包括本发明实施例第一发明所述的光模块接收电路，还包括与所述接收电路连接的微控制器。

由以上技术方案可见，本发明实施例的提供的一种光模块接收电路及光模块，根据对称的10geponolt光模块的接收电路是使用时分复用的方式进行工作，并且10g接收限幅放大器可以满足1～11gbps的工作速率的特点，本发明实施例将10g和1g信号也共用同一个限幅放大器，10.3125gbps和1.2448gbps光信号通过apd光电转换器转换成电信号后，通过跨阻放大器与10g限幅放大器，得到等幅放大的电信号输出，其中，进入1g信号接收管脚的信号，先经过电平转换器将其转为符合1g逻辑电平接口的电信号。本发明实例采用可以兼容两个速率信号的10g限幅放大器对来自跨阻放大器的1g和10g信号进行放大，进而可以节省一个1g限幅放大器及其周围的匹配电路，减少了电路的复杂性，可以减少电路之间的串扰，进而可以提高信号接收灵敏度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的10gepon对称olt光模块的接收端的电路图；

图2为本发明实施例提供的一种光模块接收电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种光模块接收电路的结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

由于olt光模块接收端采用的是突发接收，所以接收建立时间就显得尤为重要。若接收建立时间较长，将对灵敏度产生很大影响，甚至可能导致突发接收无法正常工作。根据ieeestd802.3av协议的要求，1.25gbit/s突发接收的建立时间必须<400ns，且突发接收灵敏度在误码率为10-12的条件下必须<-29.78dbm；而10.3125gbit/s突发接收的建立时间必须<800ns，且突发接收灵敏度在误码率为10-3的条件下必须<-28.0dbm。

而现有的10gepon对称olt光模块，分别使用了独立的10gla与1gla分立进行工作,导致电路复杂，且需要配合la的匹配电路导致pcba空间不足，进而导致接收电路间距离较近，电路间串扰大，接收灵敏度较差。针对该问题，本发明实施例提供了一种0gepon对称olt光模块接收电路及光模块，其核心原理是：根据目前的对称的10geponolt光模块，接收电路是使用时分复用的方式进行工作，即10.3125gbps和1.2448gbps的两个接收速率不同时工作，同时，目前10g的接收限幅放大器都可以满足1～11gbps的工作速率的特点，本发明实施例使用10g的la(限幅放大器)可以兼容两个工作速率的信号。

基于上述原理，下面将对本发明实施例提供的电路进行详细介绍。图2为本发明实施例提供的一种光模块接收电路的结构示意图。如图2所示，该电路包括光电转换器10、跨阻放大器20、10g限幅放大器30和1g电平转换器50。

其中，光电转换器10用于将上行的光信号转换为电信号，具体的，可以采用雪崩光电二极管、pin光电二极管等具有光电转换功能的器件。跨阻放大器20的输入端与光电转换器10的输出端连接，跨阻放大器20的输出端与10g限幅放大器30的输入端连接，10g限幅放大器30的输出端分别与10g和1g信号接收管脚连接，并且在10g限幅放大器30的输出端和1g信号接收管脚之间还串联有1g电平转换器50。

利用上述电路，10.3125gbps和1.2448gbps光信号通过apd光电转换器10转换成电信号后，通过跨阻放大器20与10g限幅放大器30，得到等幅放大的电信号输出，其中，进入1g信号接收管脚的信号，先经过电平转换器50将其转为符合1g逻辑电平接口的电信号，如pecl(positiveemittercoupledlogic，正射极偶合逻辑)电平。本发明实例采用可以兼容两个速率信号的10g限幅放大器对来自跨阻放大器的1g和10g信号进行放大，进而可以节省一个1g限幅放大器及其周围的匹配电路，减少了电路的复杂性，可以减少电路之间的串扰，进而可以提高信号接收灵敏度。

基于10g信号比较弱、灵敏度余量比较小的特点，为了减少10g信号的损失本实施例还提供了另一种电路结构。图3为本发明实施例提供的另一种光模块接收电路的结构示意图。如图3所述，该电路在图2中的电路基础上还增加了第一选频电路60和第二选频电路70。

其中，第一选频电路60的输入端与10g限幅放大器30的输出端连接、输出端与1g电平转换器50的输入端连接，用于选通1g信号给1g电平转换器50并隔离10g信号。这样，10g信号便不会进入1g端，进而可以降低10g信号的损失。

第二选频电路70的输入端与10g限幅放大器30的输出端连接、输出端与10g信号接收管脚连接，用于选通10g信号给所述信号接收管脚并隔离1g信号。这样，1g信号也不会进入10g端，进而可以降低1g信号的损失。

本实施例采用串联滤波电路结构，具体的，在第一选频电路中，包括第一电容c1、第二电容c2、第一电感l1和第二电感l2；在第二选频电路中，也包括第三电容c3、第四电容c2、第三电感l1和第四电感l2。

其中，第一电容c1的一端与10g限幅放大器30的正向输出端连接、另一端与第一电感l1的一端连接，第一电感l1的另一端与1g电平转换器50的正向输入端连接。第二电容c2的一端与10g限幅放大器30的负向输出端连接、另一端与第二电感l2的一端连接，第二电感l2的另一端与1g电平转换器50的负向输入端连接。

第三电容c3的一端与10g限幅放大器30的正向输出端连接、另一端与第三电感l3的一端连接，第三电感l3的另一端与10g信号接收管脚的正向输入端连接。第四电容c4的一端与10g限幅放大器30的负向输出端连接、另一端与第四电感l4的一端连接，第四电感l4的另一端与10g信号接收管脚的负向输入端连接。

通过对上述选频电路的电容值和感抗值的设置，便可以设定各选频电路的通频带，进而实现其信号选频的功能，当然，并不限于上述结构的选频电路，在具体实施中还可以采用并联选频电路等形式实现其信号选频功能。

进一步的，为了去除跨阻放大器20输出的直流信号，防止其对后级电路静态工作点的影响，本发明实施例中在10g限幅放大器30之前还设有直流隔离单元31；另外，为了实现阻抗匹配，防止信号出现劣化的问题，本发明实施例中在10g限幅放大器30之前还设有阻抗匹配单元32。

具体的，直流隔离单元31包括第一耦合电容c5和第二耦合电容c6，阻抗匹配单元32包括第一匹配电阻r1和第二匹配电阻r2。如图3所示，第一耦合电容c5的一端与跨阻放大器20的正向输出端连接、另一端分别与10g限幅放大器30的正向输入端和第一匹配电阻r1的一端连接，第一匹配电阻r1的另一端与10g限幅放大器30的参考电压输入端连接。第二耦合电容c6的一端与跨阻放大器20的负向输出端连接、另一端分别与10g限幅放大器30的负向输入端和第二匹配电阻r2的一端连接，第二匹配电阻r2的另一端与10g限幅放大器30的参考电压输入端连接。

利用上述电路，跨阻放大器20的差分输出先通过第一耦合电容c5和第二耦合电容c6、第一匹配电阻r1和第二匹配电阻r2组成的高通滤波电路，保证跨阻放大器20输出1g和10g电信号无衰减通过10g限幅放大器30进行放大。第一匹配电阻r1和第二匹配电阻r2作为终端匹配电阻，设计为与源端跨阻放大器20的输出阻抗相匹配，例如，如果跨阻放大器20的差分输出阻抗为100ohm，印制板上的传输线交流阻抗同样为100ohm，那么可以设计第五匹配电阻r5和第六匹配电阻r6的阻值均为51ohm(差分100ohm)，进而可以与源端跨阻放大器20的输出阻抗匹配且单端交流负载为50ohm，进而可以最大限度保证小信号传输。

进一步的，为降低经10g限幅放大器30输出的信号对后端阻抗匹配的要求，本发明实施例将10g限幅放大器30的输出信号幅度为差分600～800mv中的任一数值，但并不限于所述数值范围。在上述放大幅度下，这样跨阻放大器20在输出几个mv小信号情况下，经10g限幅放大器30的放大后，对后端的对阻抗匹配便不再那么敏感。

另外，考虑到突发信号建立时间，第一耦合电容c5和第二耦合电容c6的等效值不宜过大，因此，本实施例将第五耦合电容的电容值设计为1000pf～0.1uf，同样第六耦合电容的电容值也设计为1000pf～0.1uf。

需要说明的是，上述直流隔离单元和阻抗匹配单元中的元器件和连接方式并不限于本实施例所提供的方式，例如，用于实现隔离直流作用的直流隔离单元并不限于上述两个电容的方式，还可以配合电阻、电感等元器件。

利用上述电路，本实施例还提供了对1g端的接收灵敏度对比，如下表一所示，利用本实施例提供的电路可以整体提高了1g端的灵敏度1db左右。

表一：

本实施例提供的电路，由于简化了电路结构，使用的元器件减少，进而还可以光模块的整体降低功耗，经验证，上述电路可以降低功耗约0.3w，这种设计对于sfp+封装10gponolt(2w标准要求)已是非常关键。

结合上述光模块接收电路，本发明实施例还提供了一种光模块，该光模块包括上述实施例提供的光模块接收电路，利用该突发电路作为接收端可以接收1g和10g信号，进一步的，该光模块还可以包括发射端，例如由一个10g的1577nmemlto(电吸收调制激光器)和一个1.25gbit/s1490nmdfb(分布反馈激光器)组成的结构，以及与接收端和发射端连接的微处理器，用于控制接收端和发射端的具体工作。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。