采用以太网无光源网络的光模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了采用以太网无光源网络的光模块，涉及光学领域。所述光模块接收的入射光为采用波分复用技术传输的入射光，包括光网络集成芯片和光收发装置，光收发装置包括：光源探测部件和激光器，所述光源探测部件与所述光网络集成芯片连接，所述光源探测部件将电信号发送至所述光网络集成芯片，所述光网络集成芯片与所述激光器连接，所述光网络集成芯片将驱动信号发送至所述激光器，所述激光器用以发射激光信号。本实用新型将光收发装置是由光源探测部件和激光器集成在一起，减少了光模块中的元器件的数量，大大降低了成本，达到了节约光模块的电路空间，减少电路间的干扰，提高了该光模块的稳定性。同时也大大降低了光通信成本，节约资源。
【专利说明】采用以太网无光源网络的光模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光模块，尤其涉及一种具有以太网无光源网络功能的光模块。
【背景技术】
[0002]目前国内市场和国际市场，高宽带、高速率和多种业务融合的光纤通信方向已经开始应用。在众多的解决方案中，光纤到户(Fiber To The Home，简称FTTH)的出现便认为是宽带接入的终极解决方案。国内市场已经开始大面积应用。
[0003]而在FTTH众多方案中，无源光纤网络(Passive Optical Network,简称PON)备受关注。它具有节省光纤资源、对网络协议透明的特点，在光接入网扮演着越来越重要的角色。而以太网与PON的结合，产生了以太网无源光网络(Ethernet Passive OpticalNetwork，简称ΕΡ0Ν)。EPON产生后，以其稳定性高、可靠性高、可实现高达20km的远距离接入等特点而在光通信领域得到广泛地应用。光模块作为其中的核心部件，价格压力日益增大。
[0004]现有的光模块通常包括接收单元和发射单元。接收单元包括接收光组件(Receiver optical subassembly,简称ROSA)和限幅放大电路；发射单元包括发射光组件(Transmitter optical subassembly,简称T0SA)和激光驱动电路。ROSA中通常包括光电二极管和前置跨阻放大器。然而大多数光模块都带有数字诊断功能，普遍是将收发一体的芯片外加一个单片机微处理器来实现数字诊断功能，也有少量开始使用三合一的芯片可以直接实现数字诊断功能，但是却没有长发光检测功能，需要通过外部线路的辅助来实现长发光检测功能。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于，提供采用以太网无光源网络的光模块，解决以上技术问题。
[0006]本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0007]本实用新型所述采用以太网无光源网络的光模块，所述光模块接收的入射光为采用波分复用技术传输的入射光；所述光模块包括:光网络集成芯片和光收发装置，所述光收发装置包括:光源探测部件和激光器；
[0008]所述光源探测部件与所述光网络集成芯片连接，所述光源探测部件将电信号发送至所述光网络集成芯片；
[0009]所述光网络集成芯片与所述激光器连接，所述光网络集成芯片将驱动信号发送至所述激光器，所述激光器用以发射激光信号。
[0010]在优选的实施例中，所述光源探测部件包括:激光探测器和前置跨阻放大器；
[0011]所述激光探测器用于采集入射光信号，并将所述的光信号转换成电信号；
[0012]所述激光探测器连接所述前置跨阻放大器，所述激光探测器将电信号发送至所述前置跨阻放大器；
[0013]所述前置跨阻放大器连接所述光网络集成芯片，所述前置跨阻放大器将电信号发送至所述光网络集成芯片；
[0014]所述光网络集成芯片将接收到的所述电信号进行放大，并将放大后的电信号从所述光网络集成芯片的信号输出端口输出。
[0015]在优选的实施例中，所述光网络集成芯片包括:限幅放大器、激光器驱动电路、A/D转换器和控制器；
[0016]所述限幅放大器、所述激光器驱动电路、所述A/D转换器和所述控制器通过I2C总线进行通信，具体的信号传输如下:
[0017]所述前置跨阻放大器连接所述限幅放大器，所述前置跨阻放大器将电信号发送至所述限幅放大器；
[0018]所述限幅放大器将接收到的电信号进行放大，并将放大后的电信号从所述光网络集成芯片的信号输出端口输出；
[0019]所述限幅放大器连接所述A/D转换器，所述限幅放大器将电信号发送至所述A/D转换器；
[0020]所述激光器驱动电路连接所述激光器，所述激光器驱动电路将驱动信号发送至所述激光器；
[0021 ] 所述激光器驱动电路连接所述A/D转换器，所述激光器驱动电路将电信号发送至所述A/D转换器；
[0022]所述A/D转换器连接所述控制器。
[0023]在优选的实施例中，还包括存储器，所述的存储器的数据端连接所述控制器。
[0024]在优选的实施例中，所述光网络集成芯片还包括温度传感器，所述温度传感器连接所述控制器，所述温度传感器将温度信号发送至所述控制器。
[0025]在优选的实施例中，所述A/D转换器为ADC器件。
[0026]在优选的实施例中，所述激光探测器为光电二极管。
[0027]在优选的实施例中，所述激光器为半导体激光器。
[0028]在优选的实施例中，所述发射激光信号的波长范围为:1480nm-1500nm。
[0029]在优选的实施例中，所述光收发装置为双向光组件。
[0030]本实用新型的有益效果:
[0031]本实用新型提供了一种EPON终端光模块，主要包括光模块主芯片和光收发器件。光收发装置是由光源探测部件和激光器集成在一起的。从而减少了光模块中的元器件的数量，大大降低了成本，达到了节约光模块的电路空间，减少电路间的干扰，提高了该光模块的稳定性。同时也大大降低了光通信成本，节约资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1为本实用新型所述采用以太网无光源网络的光模块的整体结构示意图。【具体实施方式】
[0033]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为本实用新型的限定。
[0034]【具体实施方式】一、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式采用以太网无光源网络的光模块，光模块接收的入射光为采用波分复用技术传输的入射光；光模块包括:光网络集成芯片I和光收发装置2，光收发装置2包括:光源探测部件21和激光器22 ；
[0035]光源探测部件21与光网络集成芯片I连接，光源探测部件21将电信号发送至光网络集成芯片I ;
[0036]光网络集成芯片I与激光器22连接，光网络集成芯片I将驱动信号发送至激光器22，激光器22用以发射激光信号。
[0037]【具体实施方式】二、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，光源探测部件21包括:激光探测器212和前置跨阻放大器211 ；
[0038]激光探测器212用于采集入射光信号，并将的光信号转换成电信号；
[0039]激光探测器212连接前置跨阻放大器211，激光探测器212将电信号发送至前置跨阻放大器211 ;
[0040]前置跨阻放大器211连接光网络集成芯片I，前置跨阻放大器211将电信号发送至光网络集成芯片I;
[0041]光网络集成芯片I将接收到的电信号进行放大，并将放大后的电信号从光网络集成芯片I的信号输出端口输出。
[0042]本实用新型的采用以太网无光源网络(Ethernet Passive Optical Network,简称EPON)的光模块，该光模块中的光收发装置2可分为接收部分和发射部分。接收部分和发射部均采用分光波分复用技术，该技术是将两种或多种不同波长的光载波信号，在发射部分经复用器(亦称合波器，multiplexer)把这些光载波信号汇合在一起，并稱合到光线路中同一根光纤中进行传输；在接收部分经分波器(亦称解复用器或去复用器，demult1-plexer)将各种波长的光载波进行分离，然后由光接收机相应的进一步处理恢复信号。这种复用方式称为波分复用。可以是单向传输，也可以是双向传输。
[0043]接收部分:一定码率的光信号经过光电子器件中光探测器(PIN)后变成电信号，再经过光电子器件中的前置跨阻放大器211输出相应码率的电信号，送至光网络集成芯片I后输出一定幅度的电平的差分电信号；
[0044]发送部分:一定码率的电信号经光网络集成芯片I后驱动激光器22发射出相应速率的激光信号，即调制光信号。
[0045]【具体实施方式】三、结合图1具体说明本实施方式，本实施方式与【具体实施方式】一采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，光网络集成芯片I包括:限幅放大器11、激光器驱动电路12、A/D转换器13和控制器14 ；
[0046]限幅放大器11、激光器驱动电路12、A/D转换器13和控制器14通过I2C总线进行通信，具体的信号传输如下:
[0047]前置跨阻放大器211连接限幅放大器11，前置跨阻放大器211将电信号发送至限幅放大器11 ;
[0048]限幅放大器11将接收到的电信号进行放大，并将放大后的电信号从光网络集成芯片I的信号输出端口输出；[0049]限幅放大器11连接A/D转换器13，限幅放大器11将电信号发送至A/D转换器13 ；
[0050]激光器驱动电路12连接激光器22，激光器驱动电路12将驱动信号发送至激光器22 ；
[0051]激光器驱动电路12连接A/D转换器13，激光器驱动电路12将电信号发送至A/D转换器13 ；
[0052]A/D转换器13连接控制器14。
[0053]控制器14通过I2C总线与激光器驱动电路12、限幅放大器11和A/D转换器13通信，用以控制激光器驱动电路12和限幅放大器11，而且可以实现数字诊断功能以及长发光检测功能。
[0054]控制器14可以同时监控发射和接收的工作状态，光模块采用控制器14来处理对应的信号，实时监控模块工作电压，温度、偏流等信息，具有数字诊断功能(DDMI);另外，控制器14还可以判断发光时间进行是否超出要求的发光时间，以实现流氓ONU (OpticalNetwork Unit,光网络单元)的检测功能。
[0055]本实用新型的光模块电路中的光电子器件采用的把发射光组件(Transmi 11eroptical subassembly,简称 T0SA)和接收光组件(Receiver opticalsubassembly,简称R0SA)器件集成在光收发装置2上。激光器驱动电路12和限幅放大器11以及控制器14集成在一块芯片中，既可以实现数字诊断功能，还可以实现长发光检测功能。电路集成度高，芯片和元器件的数量减少，结构简单，体积小，大大降低了成本，可实现高速率传输，在满足系统技术要求的前提下，提高了系统可靠性，同时又带有长发光检测功能，使用该类型光模块的ONU方案可以直接省略外围电路的长发光检测电路，使得线路简单，节省成本。
[0056]本实施方式中控制器14可以监测激光器22的发光时间而实现长发光检测(即流氓ONU检测功能)，可以通过设置内部寄存器的值来设定阈值时间，进而控制长发光的时间，该时间可以从ms级到s级，范围较大，可以满足不同用户的需求。
[0057]流氓ONU是对受控制的长发光ONU的一种形象称呼。流氓ONU的表现是，其光模块不受控制的长发光，或无法彻底关闭，还有相当功率的漏光。按照我国相关标准要求，在EP0N20km0NU光模块上行关闭状态下最大发射光功率应不大于_45dB，GPON上行光模块在无输入信号时发送光功率应不大于-10dB。不满足这个要求的光模块均为有漏光存在。
[0058]【具体实施方式】四、本实施方式与【具体实施方式】三采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，还包括存储器3，存储器3的数据端连接控制器14。
[0059]【具体实施方式】五、本实施方式与【具体实施方式】三采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，光网络集成芯片I还包括温度传感器15，温度传感器15连接控制器14，温度传感器15将温度信号发送至控制器14。
[0060]本实施方式通过控制器14可以快速处理对应的信号，使得光模块能实时监控上报工作电压、温度、偏流、发射功率和接收功率等参数信息。
[0061]【具体实施方式】六、本实施方式与【具体实施方式】三采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，A/D转换器13为ADC器件。
[0062]【具体实施方式】七、本实施方式与【具体实施方式】二采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，激光探测器212为光电二极管。
[0063]本实用新型中的光电二极管(在P、N结之间加一个接近本征材料的I区，形成PIN结构的半导体光电二极管)。
[0064]【具体实施方式】八、本实施方式与【具体实施方式】一采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，激光器22为半导体激光器。
[0065]【具体实施方式】九、本实施方式与【具体实施方式】一采用以太网无光源网络的光模块的区别在于，发射激光信号的波长范围为:1480nm-1500nm。例如,发射激光信号的波长可为:1480nm、1490nm、1495nm 或 1500nm 等。
[0066]【具体实施方式】十、本实施方式与【具体实施方式】一米用以太网无光源网络的光模块的区别在于，光收发装置2为双向光组件。
[0067]本实用新型的双向光组件(BidirectionalOptical Subassembly,简称B0SA),米用一根光纤实现光信号的发射和接收。通过波分复用技术(WDM)入射光信号经过BOSA中的光电二极管和前置跨阻放大器211后转换成第一电信号输送至光网络集成芯片I中的限幅放大器11，限幅放大器11和A/D转换器13相连，控制器14可以控制限幅放大器11放大并输出第一电信号。第一电信号作为输出差分电平信号。
[0068]激光器驱动电路12连接双向光组件中的激光器22和A/D转换器13，输入的第二电信号输入至激光器驱动电路12，控制器14通过内部总线和A/D转换器13相连控制激光器驱动电路12根据第二电信号给双向光组件提供偏置电流和调制电流，使激光器22发射光源输出发射光信号。
[0069]本实用新型包括光网络集成芯片1、光收发装置2和储存器。其中光网络集成芯片I集成了限幅放大器11、激光器驱动电路12、A/D转换器13和控制器14，控制器14可以控制限幅放大器11和激光器驱动电路12实现数字诊断的功能和长发光检测功能，且该长发光检测功能在现有光模块内部均未实现，只能通过外围辅助电路实现。光收发装置2是由TOSA器件和ROSA器件集成在一起的。
[0070]本实用新型的电路集成度高，芯片和元器件的数量减少，结构简单，体积小，大大降低了成本，可实现高速率传输，在满足系统技术要求的前提下，提高了该光模块的可靠性，同时又带有长发光检测功能，使用本实用新型达到了省略外围电路的长发光检测电路，使得线路简单，节省成本的目的。
[0071]以上所述仅为本实用新型较佳的实施例，并非因此限制本实用新型的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本实用新型说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.采用以太网无光源网络的光模块，所述光模块接收的入射光为采用波分复用技术传输的入射光；其特征在于，所述光模块包括:光网络集成芯片和光收发装置，所述光收发装置包括:光源探测部件和激光器； 所述光源探测部件与所述光网络集成芯片连接，所述光源探测部件将电信号发送至所述光网络集成芯片； 所述光网络集成芯片与所述激光器连接，所述光网络集成芯片将驱动信号发送至所述激光器，所述激光器用以发射激光信号。
2.如权利要求1所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述光源探测部件包括:激光探测器和前置跨阻放大器； 所述激光探测器用于采集入射光信号，并将所述的光信号转换成电信号； 所述激光探测器连接所述前置跨阻放大器，所述激光探测器将电信号发送至所述前置跨阻放大器； 所述前置跨阻放大器连接所述光网络集成芯片，所述前置跨阻放大器将电信号发送至所述光网络集成芯片； 所述光网络集成芯片将接收到的所述电信号进行放大，并将放大后的电信号从所述光网络集成芯片的信号输出端口输出。
3.如权利要求1所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述光网络集成芯片包括:限幅放大器、激光器驱动电路、A/D转换器和控制器； 所述限幅放大器、所述激光器驱动电路、所述A/D转换器和所述控制器均通过I2C总线进行通信，具体的信号传输如下: 所述前置跨阻放大器连接所述限幅放大器，所述前置跨阻放大器将电信号发送至所述限幅放大器； 所述限幅放大器将接收到的电信号进行放大，并将放大后的电信号从所述光网络集成芯片的信号输出端口输出； 所述限幅放大器连接所述A/D转换器，所述限幅放大器将电信号发送至所述A/D转换器； 所述激光器驱动电路连接所述激光器，所述激光器驱动电路将驱动信号发送至所述激光器; 所述激光器驱动电路连接所述A/D转换器，所述激光器驱动电路将电信号发送至所述A/D转换器； 所述A/D转换器连接所述控制器。
4.如权利要求3所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，还包括存储器，所述的存储器的数据端连接所述控制器。
5.如权利要求3所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述光网络集成芯片还包括温度传感器，所述温度传感器连接所述控制器，所述温度传感器将温度信号发送至所述控制器。
6.如权利要求3所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述A/D转换器为ADC器件。
7.如权利要求2所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述激光探测器为光电二极管。
8.如权利要求1所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述激光器为半导体激光器。
9.如权利要求1所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述激光器发射激光信号的波长范围为:1480nm-1500nm。
10.如权利要求1所述采用以太网无光源网络的光模块，其特征在于，所述光收发装置为双向光组 件。
【文档编号】H04B10/40GK203761404SQ201420009136
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月7日 优先权日:2014年1月7日
【发明者】王玉娟, 韩泽胜 申请人:上海斐讯数据通信技术有限公司