无源光网络及其光网络单元光模块的制作方法_2

文档序号:8945504阅读:来源:国知局
的温度补偿电路的一种具体实现电路; 图2e为本发明实施例的电压调节电路输出正脉宽较大的脉冲调制波的示意图; 图2f为本发明实施例的电压调节电路输出正脉宽较小的脉冲调制波的示意图; 图2g为本发明实施例的温度补偿电路的另一种具体实现电路框图; 图2h为本发明实施例的激光器及其驱动电路的具体电路图; 图3为本发明实施例的无源光网络的结构示意图; 图4为本发明实施例的点对点方式进行信号上行传输的无源光网络; 图5为本发明实施例的多点对一点方式进行信号上行传输的无源光网络。
【具体实施方式】
[0025] 为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下参照附图并举出优选实 施例,对本发明进一步详细说明。然而,需要说明的是,说明书中列出的许多细节仅仅是为 了使读者对本发明的一个或多个方面有一个透彻的理解,即便没有这些特定的细节也可以 实现本发明的这些方面。
[0026] 本申请使用的"模块"、"系统"等术语旨在包括与计算机相关的实体,例如但不限 于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如,模块可以是,但并不仅限于:处理 器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。
[0027] 本发明实施例的无源光网络中,不同的ONU光模块在上行方向上发射不同波长的 光信号,即上行方向采用波分复用的方式发送信号,并且,还进一步缩小上行信道之间的间 隔,从而扩展系统的上行信道的容量,达到提高系统上行带宽的目的。为缩小信道间隔,可 以通过提高激光中心波长的稳定性来实现。
[0028] 因此,本发明实施例的ONU光模块中采用温度补偿电路来提高ONU光模块发射的 激光的中心波长的稳定性,减小中心波长受温度的影响,从而不同的ONU光模块在上行方 向上发射不同波长的光信号时,可以缩小不同上行信道之间的间隔,而仍然保证上行光信 号不互相干扰,保证上行光信号的质量;也就达到了提高光网络以及ONU光模块的上行方 向的带宽的目的。
[0029] 下面结合附图详细说明本发明实施例的技术方案。本发明实施例的ONU光模块中 的激光发射单元内部结构电路框图,如图2a所示,包括:激光器201及其驱动电路202、温 度补偿电路203。
[0030] 驱动电路202用以接收ONU系统设备发送的电信号,根据接收的电信号驱动激光 器201发射特定波长的激光(光信号)。
[0031] 温度补偿电路203用以根据所述激光器201内置的热电偶的阻值的变化,调节输 出到所述激光器201内置的TEC的温度调节电压;输入到所述激光器201内置的TEC的温 度调节电压,用以调节所述激光器201的温度。通过温度补偿电路203可以使得激光器201 保持在一个稳定的温度值,避免其发射的激光的中心波长的较大漂移,从而可以缩小不同 上行信道之间的间隔,达到提高光网络以及ONU光模块的上行方向的带宽的目的。
[0032] 具体地,图2b不出了激光器201的内部电路不意图。图2b中的1-9表不激光器 封装后的外接管脚。
[0033] 在激光器201外可以与热电偶串联一个电阻,在热电偶与该电阻上加载一个稳定 的电压;由于激光器201内置的热电偶的阻值通常会随着激光器201中的温度的改变而改 变,温度补偿电路203通过监测激光器外、与该热电偶串联的电阻上的电压,可以了解到热 电偶的阻值,进而了解到激光器201内的温度。
[0034] 温度补偿电路203输出的温度调节电压通过图2b中的第1、2管脚输入到激光器 201中内置的TEC (Thermoelectric cooler,半导体制冷器)。TEC根据第1、2管脚之间的 电压差对激光器201进行温度调节。因此,温度补偿电路203可以通过输入到激光器201 的温度调节电压的大小、正负来控制调节激光器201内的温度。而激光器201所处温度点 直接影响激光器输出激光的中心波长。换言之,如果希望激光器输出激光的中心波长偏移 小、稳定,则需要控制激光器的温度恒定。温度补偿电路203通过监测所述激光器201内置 的热电偶的阻值的变化,从而监测到激光器201内的温度,进而根据监测的热电偶的电压 调节输出到温度调节电压来实现对激光器201内的温度的控制,保持激光器201内的温度 保持在某个温度值。
[0035] 温度补偿电路203的一种具体实现电路的框图如图2c所示,包括:电压比较电路 801和电压调节电路802、分压电路803、标准电压输出电路804。图2h中示出了一个具体 的分压电路803,图2d示出了电压比较电路801、电压调节电路802、标准电压输出电路804 的具体电路。
[0036] 分压电路803与所述激光器201内置的热电偶串联;分压电路803具体可以是一 个电阻,图2h的电阻R13即为分压电路803 :电阻R13与激光器201内置的热电偶串联, 2. 5V的标准电压被加载到电阻R13与热电偶上。
[0037] 标准电压输出电路804输出标准电压到所述分压电路以及与其串联的热电偶上。 标准电压输出电路804输出的标准电压,比如可以是3V,或者2. 3V的直流电压,具体电压值 本领域技术人员可以根据实际情况来设定。图2d中的U8MAX8842芯片及其外围元件构成 了标准电压输出电路804。U8MAX8842芯片为稳压电路芯片。U8MAX8842芯片的第6管脚 输出了 2. 5V的标准电压被加载到分压电路803与热电偶上。
[0038] 电压比较电路801的一个电压输入端,与分压电路803和激光器201内置的热电 偶的连接点相连,从而可以监测到热电偶上的电压的变化,或者分压电路803上的电压的 变化。由于热电偶的阻值会随着温度的改变而改变,在热电偶上的电压也会相应改变,同 样,在分压电路803上的电压也会相应改变;也就是说,分压电路803上的电压的变化,或者 热电偶上的电压的变化,反映了激光器201内的温度的变化。
[0039] 电压比较电路801的另一个电压输入端接入参考电压。
[0040] 电压比较电路801比较两个电压输入端的电压,得到两者的电压差,将电压差从 其输出端输出。
[0041] 图2d中的U7 NCS2001芯片和U5 NCS2001芯片及其外围元件构成了电压比较电路 80UU7 NCS2001芯片和U5 NCS2001芯片都为比较器芯片。图2d中的电压比较电路801的 一个电压输入端为U7 NCS2001芯片的电压输入管脚3,该电压比较电路801的另一个电压 输入端为U5 NCS2001芯片的电压输入管脚4,该电压比较电路801的输出端为U5 NCS2001 芯片的电压输出管脚1。
[0042] 电压调节电路802的输入端与电压比较电路801的输出端相连,其输出端与激光 器201内置的TEC相连;电压调节电路802根据电压比较电路801输出的电压差,调节其输 出端输出到TEC的温度调节电压。
[0043] 图2d中的U6MAX8521芯片及其外围元件构成了电压调节电路802,U6MAX8521 芯片为压控PWM芯片。电压调节电路802的输入端即为U6MAX8521芯片的管脚10,从图 2d可以看出,电压调节电路802的输入端,即U6MAX8521芯片的管脚10与U5NCS2001芯 片的电压输出管脚1相连,U6MAX8521芯片根据电压比较电路801输出的电压,进行PffM波 的脉宽调制,调制后的PWM(Pulse-WidthModulation,脉宽调制)波从U6MAX8521芯片的 管脚18和19输出;而U6MAX8521芯片的管脚18和19分别与激光器201的TEC-(图2b 中的第1管脚)和TEC+ (图2b中的第2管脚)相连,从而将调制后的PffM波输出到激光器 的TEC。
[0044] 例如,在需要对激光器进行升温时,电压调节电路802输出正脉宽比较大的脉冲 调制波,如图2e所不; 在需要对激光器进行降温时,电压调节电路802输出正脉宽较小、负脉宽较大的脉冲 调制波,如图2f所示。
[0045] 温度补偿电路203的另一种具体实现电路的框图如图2g所示,包括:激光器温度 确定单元1201、温度调节电压输出电路1202。
[0046] 激光器温度确定单元1201具体可以是具有热电偶阻值测量功能的单片机、处理 器,或者是具有电压测量功能的单片机、处理器。激光器温度确定单元1201测量激光器201 内置的热电偶的阻值或电压,根据测量结果计算激光器201的当前温度值,根据计算的当 前温度值与温度设定值之间的差值,增大或减小输出的调节电压。其中的温度设定值是由 本领域技术人员根据实际情况设置的。
[0047] 温度调节电压输出电路1202接收激光器温度确定单元1201输出的调节电压,根 据接收的调节电压输出相应的电压作为温度调节电压到激光器201内置的TEC。温度调节 电压输出电路1202具体可以是压控PffM电路。
[0048] 进一步,激光器201具体可以是CML(chirpmanagedlaser,啁嗽管理激光器)激 光器,CML激光器将发射的激光的光谱控制在0. 2nm以下,进而还可以将中心波长稳定锁定 在ITU-T格点上,使得中心波长的偏移在+/-0
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