专利名称：基于处理器控制的光模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光模块，具体地说，是涉及一种采用处理器进行智能控制 的光模块，属于光通信技术领域。
背景技术：
随着光通信技术的不断发展和用户使用要求的不断提高，光模块的外形尺 寸设计地越来越小。由于光模块尺寸、面积的减小，要求模块内部的各种光电 元器件安装密度比较高，再加上在整个应用系统中各模块的间距更加接近，使 得模块工作时的周边温度也升高了。模块高密度安装所带来的温升，对光模块 的性能产生影响，尤其是对激光器的影响比较大。由于激光器的特性会随温度 变化而变化，为保证激光器正常稳定工作，需要维持激光器平均光功率和消光 比这两个光学参数的恒定。现有光模块在根据温度变化维持恒定的光功率和消 光比的调试过程中，大多采用带温度传感器的数字电位器和激光器相配合，通 过补偿斜率对激光器参数进行调整。由于不同的激光器所需要的补偿斜率不同， 在激光器更换后，需要重新进行调试，调试过程比较复杂。而且现有市场中专 用的带温度传感器的数字电位器芯片种类较少，价格昂贵，可选择性非常小， 不仅不利于光通信系统的灵活应用，限制了光通信系统的开发与设计，而且增 加了光模块的整体成本，降低了这类光模块的市场竟争力。
发明内容
本实用新型针对现有技术中光模块激光器参数调整过程比较复杂、调整芯 片种类少、价格昂贵的问题.，提供了一种基于处理器控制的光^f莫块，通过处理器对光模块的激光器参数进行调整，以维持随温度变化保持恒定的光功率和消 光比，调整简单，容易实现，而且处理器可选择性较广，成本较低。
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 一种基于处理器控制的光^^莫块，包括激光器，用来驱动激光器发光的激光 驱动器，用来接收光信号的光电探测器，以及用来与系统进行电连接的电接口， 其特征在于，所述光才莫块中还包括带有温度传感器的处理器，所述处理器的两 路A/D接口分别接收所述激光驱动器输出的偏置电流监控信号和发射光功率监 控信号，并将这两路信号存储于处理器的存储器中；所述处理器还通过其两路 D/A接口分别输出偏置电流设置信号和调制电流设置信号至所述激光驱动器的 相应信号输入端。
根据本实用新型，所述光电探测器为雪崩光电二极管时，为提高雪崩光电 二极管的灵敏度，所述处理器通过一路D/A接口输出电压设置信号至所述雪崩 光电二极管的电压输入端。
根据本实用新型，所述处理器通过一路A/D接口接收光沖莫块的供电电压信 号，还通过一路A/D接口接收所述光电探测器输出的接收光功率信号，并将接 收的供电电压信号及接收光功率信号分别存储于处理器的存储器中。
根据本实用新型，为实现光模块与系统上位机的可靠通信，所述电接口设 置有总线管脚，所述光模块通过所述总线管脚与上位机进行总线通信。
所述总线优选为I2C总线。
根据本实用新型，所述电接口还设置有接收光功率信号监控管脚，所述接 收光功率信号既可通过所述总线管脚输出，也可通过所述接收光功率信号监控 管脚输出，两种输出方式供用户选择使用。
根据本实用新型，所述处理器优先选用单片机。
根据本实用新型，所述光模块兼容SFF-8472 MSA协议，使得光模块智能化， 提高光模块的可靠性。
与现有^t支术相比，本实用新型的优点和积;f及效果是1 、采用处理器对激光器的平均光功率和消光比等光参数进行随温度变化维 持恒定的调整过程，处理器可选类型多，价格便宜，可以取代种类少、价格昂 贵的专用数字电位器，从而降低光模块的整体成本。
2、通过处理器对模块供电电压、偏置电流、温度、发射光功率及接收光功 率等参数进行实时读取，并通过模块的总线接口与上位机保持实时、便捷的通 信，能够帮助光通信系统管理单元监控模块参数，找出光纤链路中发生故障的 位置，简化系统维护工作，提高光通信系统的可靠性。
图1是本实用新型基于处理器控制的光模块的电路原理框图2是用单片机实现光模块控制的电路原理图3是基于处理器控制的光模块的电接口管脚布局示意图。
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。 参考图l所示的电路原理框图，本实用新型基于处理器控制的光模块包括 发射光信号的激光器1和接收光信号的光电探测器2，所述激光器1在激光驱 动器的驱动下发光。所述光模块还包括一处理器，该处理器内置有温度传感器。
两路A/D接口实时读取从激光驱动器输出的偏置电流监控信号BC—M0NIT0R和发 射光功率监控信号PC-M0NIT0R,然后根据处理器内置温度传感器测量的温度值 对光功率和消光比进行校准。所述处理器通过其两路D/A接口分别向激光驱动 器输出偏置电流设置信号BIAS-SET和调制电流设置信号M0DULATI0N_SET,并 根据处理器内部校准结果动态调整这两个信号的值，从而随温度改变用处理器 维持几乎恒定的光功率和消光比，保证激光器正常稳定工作。
当光电探测器为雪崩光电二极管APD时，由于APD需要高压驱动，要得到最好的灵敏度，在不同的温度下需要不同的电压驱动APD。为提高APD的灵敏 度，处理器还通过一路D/A接口动态反馈APD电压设置信号VAPD_SET，根据处 理器内置温度传感器测得的不同温度产生不同的APD驱动电压用以驱动APD工作。
此外，为使模块兼容SFF-8472 MSA协议，处理器还分别通过其A/D接口读 取光模块的供电电压信号VCC-M0NIT0R及光电探测器输出的接收光功率信号 RSSI-MONITOR，并将这些信号存储于处理器的存储器中，可供光通信系统的光 网络管理单元上位机随时读取。
为实现光模块与光网络管理单元上位机可靠、及时地通信，光模块电接口 设置有"C总线管脚SDA和SCL,参见图3电接口管脚布局图所示的Pin4和Pin5。 所述处理器通过I2C总线接口相应上位机的指令，实现指令和信息的传输。
同时，为扩展光模块的性能，满足不同用户的需求，模块电接口还定义了 一个接收光功率信号监控管脚RSSI，即图3所示的Pin7。接收光功率信号 RSSI-M0NIT0R既可通过I2C总线接口传输至上位才几中，也可以通过监控管脚 Pin7直接输出。当接收光功率信号是通过12(:总线接口传输时，Pin7管脚作为 接收光功率触发信号输入管脚RSSI-ACQ，上位机通过向该管脚发送触发信号， 延时一段时间后，处理器将存储器中存储的接收光功率信号通过I2C总线接口 传输至上位机中。采用何种信号传输方式，由用户根据需要进行选择。
图2是用单片机实现光模块控制功能的电i 各原理图。所述单片机通过其A/D 接口 ADC1、 ADC2、 ADC3及ADC4分别读取光才莫块供电电压信号VCCM0N、偏置电 流监控信号BCMON、发射光功率监控信号PCMON及接收光功率信号RSSI，通过 D/A接口DAC0、 DAC1和DAC2分别输出偏置电流设置信号BIAS-SET、调制电流 设置信号MOD—SET及模块所需要的APD电压设置信号VAPD_SET。此外，单片机 的两个I/O 口 Pl. O和Pl. 1作为总线接口分别与模块电接口的SCL和SDA管脚 相连接，实现与上位机直接的总线通信。为实现接收光功率信号通过总线接口 传输的目的，单片机的一个I/O 口 PO. 4作为上位才几接收光功率触发信号输入接口，如果上位机要读取当前的接收光功率信号，可以通过模块电接口 RSSI-ACQ 管脚输入一个下降沿触发脉沖信号并通过PO. 4传输至单片机中。单片机接收到 该下降沿后，延时一定时间后，上位机就可以通过总线接口从单片才踏储器中 读取到相应的接收光功率数值。
和现有技术中带控制功能的光模块相比，本实用新型光模块利用内置温度 传感器的处理器对激光驱动器进行配置，可以随温度变化动态调整处理器D/A 口的输出，从而维持几乎恒定的平均光功率和消光比，完全可以实现现有技术 中需要昂贵的、可选择性较小的专用数字电位器才可以实现的功能，而且调整 过程更加智能化，降低了光模块的整体成本。而且，基于处理器控制的光模块 可以在运行过程中随时响应上位机的指令，完全兼容SFF-8472 MSA协议。此外， 通过对模块电接口 Pin7管脚的定义，既充分利用了模块资源，也可实现对接收 光功率不同方式的处理，满足不同用户的需求，提高了才莫块产品的市场竟争力。
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视为本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种基于处理器控制的光模块，包括激光器，用来驱动激光器发光的激光驱动器，用来接收光信号的光电探测器，以及用来与系统进行电连接的电接口，其特征在于，所述光模块中还包括带有温度传感器的处理器，所述处理器的两路A/D接口分别接收所述激光驱动器输出的偏置电流监控信号和发射光功率监控信号，并将这两路信号存储于处理器的存储器中；所述处理器还通过其两路D/A接口分别输出偏置电流设置信号和调制电流设置信号至所述激光驱动器的相应信号输入端。
2、 根据权利要求l所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述光 电探测器为雪崩光电二极管，所述处理器通过一路D/A接口输出电压设置信号 至所述雪崩光电二极管的电压输入端。
3、 根据权利要求l所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述处 理器通过一路A/D接口接收光模块的供电电压信号，并将所述供电电压信号存 储于处理器的存储器中。
4、 根据权利要求l所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述处 理器还通过一路A/D接口接收所述光电探测器输出的接收光功率信号，并将所 述接收光功率信号存储于处理器的存储器中。
5、 根据权利要求l所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述电 接口设置有总线管脚，所述光^t块通过所述总线管脚与上位才几进行总线通信。
6、 根据权利要求5所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述总 线为I2C总线。
7、 根据权利要求6所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述接 收光功率信号通过所述总线管脚输出。
8、 根据权利要求l所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述电 接口设置有接收光功率信号监控管脚，所述接收光功率信号通过所述接收光功率信号监控管脚输出。
9、 根据权利要求1至8中任一项所述的基于处理器控制的光模块，其特征 在于，所述处理器为单片机。
10、 根据权利要求9所述的基于处理器控制的光模块，其特征在于，所述 光模块兼容SFF-8472 MSA协议。
专利摘要本实用新型公开了一种基于处理器控制的光模块，包括激光器，用来驱动激光器发光的激光驱动器，用来接收光信号的光电探测器，以及用来与系统进行电连接的电接口；所述光模块中还包括带有温度传感器的处理器，所述处理器的两路A/D接口分别接收所述激光驱动器输出的偏置电流监控信号和发射光功率监控信号，并将这两路信号存储于处理器的存储器中；所述处理器还通过其两路D/A接口分别输出偏置电流设置信号和调制电流设置信号至所述激光驱动器的相应信号输入端。通过处理器对光模块的激光器参数进行调整，以维持随温度变化保持恒定的光功率和消光比，调整简单，容易实现，而且处理器可选择性较广，成本较低。
文档编号H04B10/12GK201243289SQ20082018796
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月18日 优先权日2008年8月18日
发明者华 张, 刚 李, 李绍波 申请人:青岛海信宽带多媒体技术股份有限公司