专利名称：光网络单元光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤通信技术，尤其涉及一种光网络单元光模块。
背景技术：
在如图I所示的无源光网络中，0LT(0ptical Line Terminator,光线路终端)通常设置在光纤通信系统的接入网系统的中心局，OLT负责将交换机中的电信号数据转化为光信号数据发送出去，并且接收外部传送来的光信号，将其转化为电信号输送给交换机。OLT通过ODN (光馈线网络)与ONU (optical net unit，光网络单元)光模块相连，ONU光模块通常设置在局端，即用户端或者大楼；Splitter为“分光器” 一般有2N个均分端口，如果输入端口的光强为I，则每个输出端口的光强为1/N。对于一个光接入系统，一般是I个OLT放在电信中心局，然后通过分光器，一般至少是I分32，或者I分64甚至I分128，即I个OLT带32或64或128个ONU光模块。每个ONU光模块都与一个ONU系统设备相连，用以将ONU系统设备的电信号转换为光信号在上行方向上发送至0LT。随着各种自媒体，如微博、YuTobe等业务需求的不断增长，产业界逐渐认识到，现 有的 EPON (Ethernet Passive Optical Network,以太网无源光网络)和 GPON (GigabitPassive Optical Network,吉比特无源光网络)技术均难以满足业务长期发展的需求,特别是在光纤到楼(FTTB)和光纤到节点(FTTN)场景。光接入网在带宽、业务支撑能力以及接入节点设备功能和性能等方面都面临新的升级需求。据分析，现有的光网络中用户对上行带宽的需求在迅猛增长。目前业内有30G PON技术和WDM技术，将其结合组成TWDM PON技术，进一步提高系统的容量，解决与日俱增的网络上行带宽扩容的需求。采用TWDM PON技术的无源光网络如图2所示。从图2中可以看出，该无源光网络中包括多个ONU光模块，每个ONU光模块采用不同波长的激光进行光信号传输。在铺设这种无源光网络之前，需要对发射特定波长的ONU光模块进行统一规划、生产、管理，如果发射某个波长激光的ONU光模块生产过多，则可能造成浪费；如果生产过少，又可能导致无源光网络的上行信道的短缺；因此，生产、安装、维护、管理都较麻烦，具有较高成本。
发明内容
本发明的实施例提供了一种光网络单元光模块，用以便于无源光网络的安装、维
护与管理。根据本发明的一个方面，提供了一种光网络单兀光模块，其中包括激光发射单兀，其特征在于，所述激光发射单元包括激光器及其驱动电路，所述驱动电路用以接收ONU系统设备发送的电信号，根据接收的电信号驱动所述激光器进行激光发射；中心波长调节模块，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应电压到所述激光器内置的TEC。
较佳地，所述中心波长调节模块还用于测量所述激光器内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结果调整输出到所述激光器内置的TEC的电压。其中，所述中心波长调节模块具体包括参考电压输出电路，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应的参考电压；温度调节电压输出电路，用以根据所述激光器内置的热电偶的阻值的变化以及所述参考电压输出电路输出的参考电压，调节输出到所述激光器内置的TEC的电压。
所述温度调节电压输出电路具体包括分压电路，与所述激光器内置的热电偶串联；标准电压输出电路，用以输出标准电压到所述分压电路以及与其串联的热电偶上；电压比较电路，其一个电压输入端，与所述分压电路和所述热电偶的连接点相连，用以获取所述分压电路上的电压，另一个电压输入端接入所述参考电压输出电路输出的参考电压；所述电压比较电路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；电压调节电路，其输入端与所述电压比较电路的输出端相连，根据所述电压比较电路输出的电压差，调节其输出端输出到所述激光器内置的TEC的电压。所述电压调节电路具体为压控PWM电路；所述压控PWM电路根据所述电压比较电路输出的电压差对PWM波进行脉宽调制，将调制后的PWM波输出到所述激光器内置的TEC。或者,所述中心波长调节模块具体包括激光器温度确定单元，用于测量所述激光器内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结果计算所述激光器的当前温度值；温度设定值确定单元，用于接收控制指令，确定与接收的控制指令相应的温度设定值；温度调节电压输出单元，用于根据所述激光器温度确定单元计算的所述激光器的当前温度值与所述温度设定值确定单元确定的温度设定值之间的差值，输出相应电压到所述激光器内置的TEC。所述温度调节电压输出单元具体包括控制电压输出子单元和压控PWM电路；所述控制电压输出子单元根据所述激光器温度确定单元计算的所述激光器的当前温度值与所述温度设定值确定单元确定的温度设定值之间的差值，输出相应的控制电压；所述压控PWM电路根据所述控制电压输出子单元输出的控制电压对PWM波进行脉宽调制，将调制后的PWM波输出到所述激光器内置的TEC。较佳地，所述激光器为CML激光器。所述驱动电路的偏置电流提供管脚通过电感与所述CML激光器中的激光发射二极管的阴极相连；所述驱动电路的一个调制电流提供管脚通过第一电阻与所述CML激光器中的激光发射二极管的阴极相连。所述驱动电路的另一个调制电流提供管脚通过第二电阻与所述CML激光器中的激光发射二极管的阳极相连，并且第二电阻与第一电阻匹配。所述驱动电路还用于监测流过所述CML激光器内置的ro管的电流，根据监测的电流调整输出到所述CML激光器的偏置电流，保证激光器输出的光功率稳定。进一步，所述光模块还包括激光接收单元，用以接收无源光网络中的下行光信号，并将接收的光信号转换为电信号发送给ONU系统设备。较佳地，光模块采用SFP封装形式，其管脚定义与现有的ONU光模块的管脚定义相
兼容。 本发明实施例的ONU光模块采用了温度补偿电路，使得激光器发射的激光的中心波长避免受到温度的影响而产生较大偏移，保证发射的激光的中心波长的稳定性，从而ONU光模块发射的光信号可以达到中心波长偏移较小的效果；这样，不同的ONU光模块发射上行光信号的频率间隔可以更小，从而在光网络中可以容纳更多的上行信道，从而提高了光网络上行方向的带宽；同时，还可以减少复用同一上行信道的ONU光模块的数量，使得每个ONU光模块的上行带宽也得以提高。进一步，本发明实施例的ONU光模块中的激光发射单元采用了 CML激光器，可以将谱宽控制在0. 2nm以下，并且将发射光的光谱稳定锁模在ITU-T的波长格点上，具有更优的光谱特性，可以更进一步缩小上行信道之间的间隔，更进一步提高光网络上行方向的带宽；同时，还可以更进一步减少复用同一上行信道的ONU光模块的数量，使得每个ONU光模块的上行带宽也得以更进一步提高。进一步，本发明实施例的ONU光模块还采用了中心波长调节电路，可以对激光器发射的激光的中心波长进行调节。这种可调节激光中心波长的ONU光模块相比于现有技术的只能发射特定波长的ONU光模块，具有更佳的安装、维护的方便性，生产厂家或者运营商不必对发射不同波长的ONU光模块进行统一规划,而是生产、安装统一的ONU光模块,根据现场需求对其进行调节使之发射所需波长的激光。从而大大降低生产、安装、维护、管理成本。
图1、2为现有技术的无源光网络结构示意图；图3a为本发明实施例的ONU光模块中的激光发射单元内部结构电路框图；图3b为本发明实施例的激光器的内部电路示意图；图4为本发明实施例的中心波长调节模块的一种具体内部电路框图；图5a为本发明实施例的温度调节电压输出电路的内部电路框图；图5b为本发明实施例的激光器及其驱动电路的具体电路图；图5c为本发明实施例的温度补偿电路的一种具体实现电路；图5d为本发明实施例的PWM电路输出脉宽较大的脉冲调整电流的示意图；图5e为本发明实施例的PWM电路输出脉宽较小的脉冲调整电流的示意图；图6为本发明实施例的中心波长调节模块的另一种内部结构框图。
具体实施方式
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。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。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。因此，本发明实施例的ONU光模块中采用中心波长调节模块对激光器发射的激光的中心波长进行调节；这种可调节激光中心波长的ONU光模块相比于现有技术的只能发射特定波长的ONU光模块，具有更佳的安装、维护的方便性，生产厂家或者运营商不必对发射不同波长的ONU光模块进行统一规划，而是生产、安装统一的可调节激光波长的ONU光模块即可；这样，工作人员可以根据现场需求对其进行调节使之发射所需波长的激光。从而大大 降低生产、安装、维护、管理成本。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3a所示，包括激光器301及其驱动电路302，以及中心波长调节模块303。驱动电路302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301发射激光(光信号)。图3b不出了激光器301的内部电路不意图。图3b中的1-9表示激光器封装后的外接管脚。中心波长调节模块303用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应电压到所述激光器301内置的TEC。由于改变加载到激光器301内置的TEC上的电压，可以使得TEC对激光器301放热或者吸热，从而可以实现对激光器301内的温度进行调节；而激光器301内的温度则直接决定了其发射的激光的波长。这样，中心波长调节模块303通过控制输出到激光器301内置的TEC上的电压来实现对激光器301发射的激光的波长的调节。中心波长调节模块303还用于测量所述激光器301内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结果调整输出到所述激光器内置的TEC的电压。事实上，激光器301内置的热电偶的阻值会随激光器301内的温度的改变而改变，因此，所述激光器301内置的热电偶的阻值或电压，反映了激光器301内的温度。中心波长调节模块303通过反馈的激光器301内的温度，调整输出到所述激光器内置的TEC的电压，以使激光器内的温度能够保持一个恒定的温度值上。中心波长调节模块303的一种具体内部电路框图，如图4所示，包括参考电压输出电路401、温度调节电压输出电路402。参考电压输出电路401用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应的参考电压；参考电压输出电路401具体可以包括单片机、微控器、处理器等，参考电压输出电路401具体可以通过通信端口，如串行通信端口 USB、RS232等接收控制指令，也可以通过管脚检测的开关状态来接收、获取工程人员设置的控制指令。参考电压输出电路401中可以预先保存控制指令与参考电压的对应关系；不同的控制指令对应不同的参考电压，对应关系可以如下表I所示表I
权利要求
1.一种光网络单元光模块，其中包括激光发射单元，其特征在于，所述激光发射单元包括 激光器及其驱动电路，所述驱动电路用以接收ONU系统设备发送的电信号，根据接收的电信号驱动所述激光器进行激光发射； 中心波长调节模块，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应电压到所述激光器内置的TEC。
2.如权利要求I所述的光模块，其特征在于， 所述中心波长调节模块还用于测量所述激光器内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结果调整输出到所述激光器内置的TEC的电压。
3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述中心波长调节模块具体包括 参考电压输出电路，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应的参考电压； 温度调节电压输出电路，用以根据所述激光器内置的热电偶的阻值的变化以及所述参考电压输出电路输出的参考电压，调节输出到所述激光器内置的TEC的电压。
4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述温度调节电压输出电路具体包括 分压电路，与所述激光器内置的热电偶串联；标准电压输出电路，用以输出标准电压到所述分压电路以及与其串联的热电偶上；电压比较电路，其一个电压输入端，与所述分压电路和所述热电偶的连接点相连，用以获取所述分压电路上的电压，另一个电压输入端接入所述参考电压输出电路输出的参考电压；所述电压比较电路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； 电压调节电路，其输入端与所述电压比较电路的输出端相连，根据所述电压比较电路输出的电压差，调节其输出端输出到所述激光器内置的TEC的电压。
5.如权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述电压调节电路具体为压控PWM电路； 所述压控PWM电路根据所述电压比较电路输出的电压差对PWM波进行脉宽调制，将调制后的PWM波输出到所述激光器内置的TEC。
6.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述中心波长调节模块具体包括 激光器温度确定单元，用于测量所述激光器内置的热电偶的阻值或电压，根据测量结果计算所述激光器的当前温度值； 温度设定值确定单元，用于接收控制指令，确定与接收的控制指令相应的温度设定值； 温度调节电压输出单元，用于根据所述激光器温度确定单元计算的所述激光器的当前温度值与所述温度设定值确定单元确定的温度设定值之间的差值，输出相应电压到所述激光器内置的TEC。
7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述温度调节电压输出单元具体包括控制电压输出子单元和压控PWM电路； 所述控制电压输出子单元根据所述激光器温度确定单元计算的所述激光器的当前温度值与所述温度设定值确定单元确定的温度设定值之间的差值，输出相应的控制电压； 所述压控PWM电路根据所述控制电压输出子单元输出的控制电压对PWM波进行脉宽调制，将调制后的PWM波输出到所述激光器内置的TEC。
8.如权利要求1-7任一所述的光模块，其特征在于，所述激光器为CML激光器。
9.如权利要求8所述的光模块，其特征在于， 所述驱动电路的偏置电流提供管脚通过电感与所述CML激光器中的激光发射二极管的阴极相连；所述驱动电路的一个调制电流提供管脚通过第一电阻与所述CML激光器中的激光发射二极管的阴极相连。
10.如权利要求9所述的光模块，其特征在于， 所述驱动电路的另一个调制电流提供管脚通过第二电阻与所述CML激光器中的激光发射二极管的阳极相连，并且第二电阻与第一电阻匹配。
11.如权利要求10所述的光模块，其特征在于， 所述驱动电路还用于监测流过所述CML激光器内置的ro管的电流，根据监测的电流调整输出到所述CML激光器的偏置电流，保证激光器输出的光功率稳定。
12.如权利要求11所述的光模块，其特征在于，还包括 激光接收单元，用以接收无源光网络中的下行光信号，并将接收的光信号转换为电信号发送给ONU系统设备。
13.如权利要求12所述的光模块，其特征在于，其采用SFP封装形式，其管脚定义与现有的ONU光模块的管脚定义相兼容。
全文摘要
本发明公开了一种光网络单元光模块，所述光模块包括激光发射单元，其特征在于，所述激光发射单元包括激光器及其驱动电路，所述驱动电路用以接收ONU系统设备发送的电信号，根据接收的电信号驱动所述激光器进行激光发射；中心波长调节模块，用以接收控制指令，根据接收的控制指令输出相应电压到所述激光器内置的TEC。由于采用了中心波长调节模块，可以对激光器发射的激光的中心波长进行调节。这样，工作人员可以根据现场需求对其进行调节使之发射所需波长的激光。从而大大降低生产、安装、维护、管理成本。
文档编号H04B10/155GK102752054SQ20121024236
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者何鹏, 薛登山, 赵其圣 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司