专利名称：单纤三向模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光模块，具体地说，是涉及一种吉比特无源光网络中 的单纤三向模块，属于光通信技术领域。
背景技术：
随着光纤通信技术的不断发展，人们对光纤的需求越来越高。从目前的市 场应用来看，越来越趋向于高带宽、高速率和多种业务融合的光纤通信。在众
多的解决方案中，光纤到户(FTTH)的出现被认为是宽带接入的终极解决方案。 而在FTTH众多方案中，能实现1Gbit/s以上接入速率的吉比特无源光网络 (GP0N)备受关注。GPON是由ITU进行标准化工作，主要目标是实现1GbU/s 以上的接入速率。GPON的帧结构不基于任何指定类型的格式，而是一种基于各 种用户信号原有格式的封装，所以，GPON在带宽利用率及业务支持等方面具有 比较大的优势。
现有GPON客户端常用的是单纤双向模块，通过单纤双向光组件及与其连接 的发射机电路和接收机电路，可以实现数字发射和数字接收的功能。随着数字 技术、软件技术及IP协议的不断进步，将电信网、计算机网和有线电视网三大 网络相融合的三网融合技术成为当前及今后信息化发展的主要方向。传统的单 纤双向模块由于不能传输模拟信号，从而限制了 GP0N领域三网融合技术的发展 和应用。
发明内容
本实用新型针对现有技术中吉比特无源光网络单纤双向模块不能传输模拟信号的不足，提供了一种单纤三向模块，通过在模块中设置模拟接收机电路， 使得模块可以同时传输模拟信号和数字信号，实现了单纤传输三种业务的功負fe。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案予以实现
一种单纤三向模块，包括三向光组件、与所述光组件的发射端口连接的数 字发射机电路及与所述光组件的数字接收端口连接的数字接收机电路，其特征 在于，还包括模拟接收机电路，所述模拟接收机电路与所述三向光组件的模拟 接收端口连接；所述模拟接收机电路包括射频放大电路和MOCA滤波器，所述三 向光组件接收的视频信号经所述射频放大电路放大后，再经所述M0CA滤波器滤 波，然后通过三向模块的视频输出端输出。
根据本实用新型，所述模拟接收机电路还包括自动增益控制电路，所述自 动增益控制电路输入端检测模拟接收光功率信号，并输出增益控制信号至所述 射频放大电路，用以调节所述射频放大电路的增益。
根据本实用新型，所述自动增益控制电路采用微处理器实现。
根据本实用新型，所述三向模块还包括监控电路，所述监控电路监测模块 温度、供电电压、偏置电流以及发射光功率和接收光功率参数，并输出相应的 监测信号。所述监控电路符合SFF-8472标准。
根据本实用新型，所述模块设置有总线接口，所述监控电路通过所述总线 接口传输监测信号。
优选的，所述总线接口为I2C总线接口 。
根据本实用新型，所述数字接收机电路和模拟接收机电路还包括有温度补 偿电路，所述温度补偿电路包括基准电阻和至少一个热敏电阻，所述热敏电阻 两端并联调节电阻后与所述基准电阻相串联，形成串联温度4卜偿电路。
根据本实用新型，所述温度补偿电路包括三个热敏电阻，其中，第一热敏 电阻两端并联第一调节电阻后与第二热敏电阻串联，形成第一并联支路；所述 第一并联支路与第二调节电阻并联，形成第一串联支路；所述第一串联支路与 第三热敏电阻及基准电阻相串联，形成串联温度补偿电路。根据本实用新型，所述数字发射机电路包括发射告警电路，所述发射告警
电路在发射信号异常时输出告警信号；所述数字接收机电路包括接收告警电路, 所述接收告警电路在数字接收信号异常时输出告警信号。 与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是
1、 在模块中设置模拟接收机电路，利用三向模块的一个波长接收来自网络 的视频信号，经模拟接收机电路中的射频放大电路及MOCA滤波器处理后，实现 对视频信号的接收。
2、 通过在模拟接收机电路中设置自动增益控制电路，可以补偿因输入光功 率变化而引起的视频信号输出的变化，减小因视频信号输出变化而对系统应用 产生的不良影响。3、 利用模块中设置的监控电路，网络系统管理单元可以实时监测模块的温 度、供电电压、偏置电流以及发射光功率和接收光功率，实现数字诊断功能。 系统管理单元可以根据监控电路输出的信号及时、方便地找出光纤系统是否发 生故障以及发生故障的位置，简化系统维护工作，提高系统的可靠性。
4、 通过热敏电阻与调节电阻及基准电阻的串并联组成温度补偿电路，可以 对模块进行精确、稳定的温度补偿，保证工业级温度(-40至85°C )下模块的 稳定工作，而且温度补偿电路的成本较低，容易实现。
图1是本实用新型单纤三向模块一个实施例的内部电路原理框图； 图2是图l模拟接收机电路中实现自动增益控制的功能框图； 图3是采用微处理器实现自动增益控制电路的原理图； 图4是图1中温度补偿电路的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细的描述。
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请参阅图1所示单纤三向模块一个实施例的内部电路原理框图，所述单纤 三向模块包括三向光组件I 、与所述三向光组件I的发射端口连接的数字发射机 电路II、与三向光组件I的数字接收端口连接的数字接收机电路III、与三向光
组件I的模拟接收端口连接的模拟接收机电路IV、用来监控模块参数的监控电路 V以及温度补偿电3各VI。
所述三向光组件I是三向模块中的核心器件，主要完成分波/合波以及模块
所需的光电信号转换，包括有三个波长，分别为1310nm、 1490誦和1555nm。 其中，上行数字发射部分釆用1310nm进行信号发射，下行数字接收部分采用 1490腿接收数字信号，而模拟接收信号端采用1555nm接收模拟信号。
GPON上行突发模式数字发射机电路II的正向发射输入端和反向发射输入 端分别接收来自客户端待发射的电信号，经内部的突发模式驱动器电路向三向 光组件I的131 Onm数字发射端输出驱动信号，并利用三向光组件I将待发射的电 信号转换为光信号发射出去。由于发射机电路n工作在突发模式下，要求模块 具有快速开启/关闭的功能，所述发射机电路II设置有发射机使能控制信号端 口， GPON系统通过所述端口传输LD偏置电流控制信号，即发射机使能控制信 号。在需要模块发光时，GPON系统控制部分给所述端口发送一个打开信号，使 得LD的偏置电流处于阈值电流以上，模块向GPON系统局端发出正常的调制光 信号；当系统控制部分给端口发送一个关断信号时，模块停止向局端发送光信 号。此外，所述发射机电路II还包括发射告警电路，在发射信号及发射驱动器 异常时输出告警信号。
所述下行数字接收机电路III通过1490腿波长接收三向光组件I输出的数
字接收信号对应的电信号，并通过限幅放大器限幅放大后，通过接收信号输出 端输出。数字接收机电路in包括有接收告警电路，在三向光组件i输出的电信 号幅值低于接收机电路ni的灵敏度时，认为没有光信号输入模块，通过接收机 告警信号端输出 一个告警信号。
所述模拟接收机电路IV通过1555nm波长接收来自网络的^L频信号，经射频放大电路和MOCA滤波器处理后，通过视频输出端输出接收的视频信号。另夕卜， 为，补偿因输入光功率变化而引起的视频信号输出的变化，在所述模拟接收机 电路IV中还设置有自动增益控制电路，以减小因视频信号输出变化而对系统应 用产生的不良影响。
由于GP0N网络系统要求比较严格，需要网络中的三向模块具有数字诊断功 能，因此，本实施例三向模块设置有符合SFF-8472标准的监控电路V，用来监 控整个模块的温度、供电电源电压、偏置电流以及发射光功率和接收光功率。 所述监控电路将监控数据通过模块的I2C总线接口数据线和时钟线输出至GP0N 系统管理单元中，供系统管理单元分析、利用及储存。系统管理单元根据接收 的监控数据，能够判断系统是否异常，并在系统异常时轻松地查找出光纤链路 中故障发生的位置，从而筒化了系统维护工作，提高系统的可靠性。
此外，本实施例出于对温度稳定性的考虑，在模块内部设置有温度补偿电 路，对数字接收机电路III和模拟接收机电路IV进行温度补偿，以保证其在工业 级温度(-40摄氏度到85摄氏度)范围内稳定工作。
图2所示为模拟接收机电路中实现自动增益控制的功能框图，图3则示出 了采用微处理器实现自动增益控制电路的原理图。如图2和图3所示，微处理 器Ul通过监控引脚MON监控1550nm波长输出的 一见频光功率信号 VIDEO—OPTO-MON,经内部处理后，通过数^t转换引脚DAC输出自动增益控制信 号AGC_C0NTR0L至射频放大电路，调节射频放大电路的增益以达到最好的射频 输出效果。为提高自动增益控制的精度，微处理器Ul还可以通过监控引脚M0N 监控射频放大电路的射频输出信号RF_M0N作为反馈信号，与视频光功率信号 VIDE0_0PT0-M0N—起经Ul处理后，输出自动增益控制信号。此外，本实施例 微处理器还可以通过数模转换引脚DAC输出自动增益偏移信号AGC_0FFSET,该 信号开放给用户使用，用户根据需要调整模块最终的射频输出幅值。
图4示出了温度补偿电路的一种电路原理图，所述温度补偿电路包括三个 热壽l电阻，第 一热壽文电阻R11两端并4关第 一调节电阻Rp 1后与第二热每丈电阻R12串联，形成第一并联支路；所述第一并联支路与第二调节电阻Rp2并联，形成 第一串联支路；所述第一串联支路与第三热敏电阻Rt3及基准电阻Rs相串联， 形成串联温度补偿电路。其中，包含有第一热敏电阻Rtl和第二热敏电阻Rt2 的第一串联支路用来实现高温补偿，第三热敏电阻Rt3用来实现低温补偿。采 用这种三个热敏电阻和调节电阻组成的电路，可以通过仿真计算得到非常线性 的补偿曲线，所述调节电阻可以改变补偿曲线的斜率， 一般通过理论的计算可 以得到一个大致的值，更精确的计算需要根据具体模块应用的APD及PD进行实 际调试。当曲线确定后，通过改变基准电阻Rs的阻值来上下移动曲线，实现对 模块精确而稳定的温度补偿，而且电路结构简单，成本较低，易于实现。
此外，所述温度补偿电路也可以仅包括一个热每丈电阻，在两端并联有调节 电阻，在热敏电阻和调节电阻组成的并联支路上串联上基准电阻。通过热敏电 阻和调节电阻的不同组合，可以产生需要的补偿曲线。
当然，以上所述仅是本实用新型的一种优选实施方式而已，应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可 以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应一见为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种单纤三向模块，包括三向光组件、与所述光组件的发射端口连接的数字发射机电路及与所述光组件的数字接收端口连接的数字接收机电路，其特征在于，还包括模拟接收机电路，所述模拟接收机电路与所述三向光组件的模拟接收端口连接；所述模拟接收机电路包括射频放大电路和MOCA滤波器，所述三向光组件接收的视频信号经所述射频放大电路放大后，再经所述MOCA滤波器滤波，然后通过三向模块的视频输出端输出。
2、 根据权利要求1所述的单纤三向模块，其特征在于，所述模拟接收机电 路还包括自动增益控制电路，所述自动增益控制电路输入端检测模拟接收光功 率信号，并输出增益控制信号至所述射频放大电路，用以调节所述射频放大电 路的增益。
3、 根据权利要求2所述的单纤三向模块，其特征在于，所述自动增益控制 电路采用微处理器实现。
4、 根据权利要求1至3中任一项所述的单纤三向模块，其特征在于，还包 括监控电路，所述监控电路监测模块温度、供电电压、偏置电流以及发射光功 率和接收光功率参数，并输出相应的监测信号。
5、 根据权利要求4所述的单纤三向模块，其特征在于，所述模块设置有总 线接口 ，所述监控电路通过所述总线接口传输监测信号。
6、 根据权利要求5所述的单纤三向模块，其特征在于，所述总线接口为12(:总线接口。
7、 根据权利要求4所述的单纤三向模块，其特征在于，所述监控电路符合 SFF-8472标准。
8、 根据权利要求1所述的单纤三向模块，其特征在于，所述数字接收机电 路和模拟接收机电路还包括有温度补偿电路，所述温度补偿电路包括基准电阻联，形成串联温度补偿电路。
9、 根据权利要求8所述的单纤三向模块，其特征在于，所述温度补偿电路 包括三个热敏电阻，其中，第一热敏电阻两端并联第一调节电阻后与第二热敏 电阻串联，形成第一并联支路；所述第一并联支路与第二调节电阻并联，形成 第一串联支路；所述第一串联支路与第三热敏电阻及基准电阻相串联，形成串 联温度补偿电路。
10、 根据权利要求1所述的单纤三向模块，其特征在于，所述数字发射机 电路包括发射告警电路，所述发射告警电路在发射信号异常时输出告警信号； 所述数字接收机电路包括接收告警电路，所述接收告警电路在数字接收信号异 常时输出告警信号。
专利摘要本实用新型公开了一种单纤三向模块，包括三向光组件、与所述光组件的发射端口连接的数字发射机电路及与所述光组件的数字接收端口连接的数字接收机电路；还包括模拟接收机电路，所述模拟接收机电路与所述三向光组件的模拟接收端口连接；所述模拟接收机电路包括射频放大电路和MOCA滤波器，所述三向光组件接收的视频信号经所述射频放大电路放大后，再经所述MOCA滤波器滤波，然后通过三向模块的视频输出端输出。本实用新型所述单纤三向模块可以同时传输模拟信号和数字信号，实现了单纤传输三种业务的功能。
文档编号H04B10/12GK201282467SQ200820174180
公开日2009年7月29日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者吴锡贵, 华 张 申请人:青岛海信宽带多媒体技术股份有限公司