一种调制器双臂可独立调制的光收发模块的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，包括激光器、激光器驱动电路、发射端光组件、接收端光组件、调制器驱动电路、接收机电路和微处理器等，其中，所述发射端光组件包括马赫曾德调制器，所述调制器驱动电路包括一级放大器，以及并联在一级放大器输出端的2个二级放大器，二级放大器的输出端分别与马赫曾德调制器相连，通过微处理器控制两个驱动子电路不同的调制电压，从而实现马赫曾德调制器左右臂的不同调制深度，实现更远距离的传输，大大降低光传输的成本；而且由于调制器驱动电路与微处理器通信，无需增加客户段输入和输出，只需增加内部的驱动电路，以及微处理器与驱动电路的I2C通信,具有很好的兼容性。
【专利说明】—种调制器双臂可独立调制的光收发模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，属于光纤传输领域。【背景技术】
[0002]基于马赫曾德调制器的光收发模块通过相位的改变，可实现强度调制和相位调制，由于其啁啾可通过两个臂的分光比和偏置电压控制，能实现较长距离的传输。在城域和超长距离传输光网络等骨干网中扮演越来越重要的角色。目前光网络中高速的调制器都是基于马赫曾德调制器改进。
[0003]马赫曾德调制器可通过调节左右两个臂的波导长度和分束光比例，实现负啁啾和零啁啾。但是目前通常所采用的调制时双臂推挽调制限制了调制器的性能，一般光纤通信中强度调制光收发模块传播距离都较短(80km)。
[0004]有鉴于此，本发明人对此进行研究，专门开发出一种调制器双臂可独立调制的光收发模块,本案由此产生。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的是提供一种光收发模块，采用双臂可独立调制的马赫曾德调制器，解决目前光纤通信中强度调制光收发模块传播距离较短(80km)的缺点，通过优化马赫曾德调制器两臂的调制深度(即调制电压)实现更远距离的传输(160km)，从而大大降低光传输的成本。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型的解决方案是:
[0007]—种调制器双臂可独立调制的光收发模块，包括激光器、激光器驱动电路、发射端光组件、接收端光组件、调制器驱动电路、接收机电路和微处理器等，其中，所述发射端光组件包括马赫曾德调制器，所述调制器驱动电路包括一级放大器，以及并联在一级放大器输出端的2个二级放大器，二级放大器的输出端分别与马赫曾德调制器相连，所述调制器驱动电路进一步包括电压偏置控制电路；微处理器分别与接收机电路、激光器驱动电路、调制器驱动电路的一级放大器和二级放大器相连，微处理器同时通过电压偏置控制电路与马赫曾德调制器相连，微处理器主要用于控制上述各个电路的输入/输出信号；调制器驱动电路与马赫曾德调制器相连，激光器驱动电路与激光器相连，激光器驱动电路通过控制输入激光器的电流来调节激光器的输出波长，激光器发出的连续光经过马赫曾德调制器，需要传输的电信号通过调制器驱动电路放大加载到发射端光组件中的马赫曾德调制器上，将电信号转换到光信号，并传输到接收端光组件，接收端光组件将接收到的光信号转换成电信号后，输入至接收电路中的限幅放大器的输入端，经过限幅放大器的处理后，输出电信号。
[0008]作为优选，上述调制器驱动电路还包括具有实时监控马赫曾德调制器的眼图交叉点的反馈电路，通过监控加载在功率监控探测器上低频调制信号判断眼图交叉点，通过调节马赫曾德调制器左右两臂的电压调节眼图交叉点。
[0009]作为优选，上述调制器双臂可独立调制的光收发模块进一步包括与马赫曾德调制器相连的APC/ATC自动功率电路和自动温度补偿电路，通过对调制器波导上集成的探测器监控波导的光电流，通过调节激光器的SOA(半导体光放大器)电流来控制输出光功率；温度补偿是通过集成在激光器和调制器芯片上的热敏电阻来监控温度，通过调节半导体制冷器(TEC)的电流来控制温度，实现光功率在线动态控制以及温度的在线补偿。
[0010]作为优选，上述一级放大器采用型号为KGL4195KD的调制器驱动芯片。RF信号通过一级放大器放大后分别进入2个二级放大器。
[0011]作为优选，上述二级放大器为低噪声放大器，分别与马赫曾德调制器左右两臂相连，形成2个独立的驱动子电路，通过微处理器控制两个二级放大器不同的调制电压，从而实现马赫曾德调制器左右臂的不同调制深度，优化调制性能。
[0012]上述调制器双臂可独立调制的光收发模块工作原理:首先，激光器驱动电路通过控制输入激光器的电流来调节激光器的输出波长，从激光器发出的需要传输的信号通过调制器驱动电路的一级放大器和二级放大器放大加载到发射端光组件中的马赫曾德调制器上，实现电信号到光信号的转换。同时，APC/ATC自动功率和自动补偿电路，实现光功率在线动态控制以及温度的在线补偿，此外在调制器驱动电路中的具有实时监控调制器的眼图交叉点的反馈电路，通过监控加载在功率监控探测器上低频调制信号判断眼图交叉点，通过调节调制器两臂的电压调节眼图交叉点。接收端光组件将从马赫曾德调制器传输过来的光信号转换成电信号后，输入至接收机电路的限幅放大器的输入端，经过限幅放大器的处理后，输出电信号，实现远距离传输。
[0013]上述调制器双臂可独立调制的光收发模块，所述马赫曾德调制器的左右两臂具有独立驱动子电路，通过微处理器控制两个驱动子电路不同的调制电压，从而实现马赫曾德调制器左右臂的不同调制深度，优化调制性能，实现更远距离的传输，可达到160km甚至最远，大大降低光传输的成本；而且由于调制器驱动电路与微处理器通信，无需增加客户段输入和输出，只需增加内部的驱动电路，以及微处理器与驱动电路的I2C通信，具有很好的兼容性，客户无需额外设计。
[0014]以下结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实施例的光收发模块连接示意图；
[0016]图2为本实施例的调制器驱动电路连接示意图；
[0017]图3为本实施例的调制器驱动电路原理图。
【具体实施方式】
[0018]如图1-2所示，一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，包括激光器1、激光器驱动电路2、发射端光组件3、接收端光组件4、调制器驱动电路7、接收机电路5和微处理器6，其中，所述发射端光组件3包括马赫曾德调制器31，所述接收端光组件4包括前置放大器，所述调制器驱动电路7包括一级放大器71，以及并联在一级放大器71输出端的左臂二级放大器72和右臂二级放大器73，左臂二级放大器72和右臂二级放大器73的输出端分别与马赫曾德调制器31相连，所述调制器驱动电路进一步包括电压偏置控制电路74 ;微处理器6分别与接收机电路5、激光器驱动电路2、调制器驱动电路7的一级放大器71、左臂二级放大器72和右臂二级放大器73相连，微处理器6同时通过电压偏置控制电路74与马赫曾德调制器31相连，用于控制上述各个电路的输入/输出信号；调制器驱动电路7与马赫曾德调制器31相连，激光器驱动电路2与激光器I相连，激光器驱动电路2通过控制输入激光器I的电流来调节激光器I的输出波长。
[0019]在本实施例中，上述调制器驱动电路2还包括具有实时监控马赫曾德调制器的眼图交叉点的反馈电路，通过监控加载在功率监控探测器上低频调制信号判断眼图交叉点，通过调节马赫曾德调制器左右两臂的电压调节眼图交叉点。
[0020]上述调制器双臂可独立调制的光收发模块进一步包括与马赫曾德调制器相连的APC/ATC自动功率电路和自动温度补偿电路，通过对赫曾德调制器31波导上集成的探测器监控波导的光电流，通过调节激光器的SOA(半导体光放大器)电流来控制输出光功率。温度补偿是通过集成在激光器和调制器芯片上的热敏电阻来监控温度，通过调节半导体制冷器(TEC)的电流来控制温度，实现光功率在线动态控制以及温度的在线补偿。
[0021]如图3所示，上述调制器驱动电路7的一级放大器71采用型号为KGL4195KD的调制器驱动芯片。RF信号通过一级放大器71放大后分别进入左臂二级放大器72和右臂二级放大器73。所述二级放大器为低噪声放大器，分别与马赫曾德调制器左右两臂相连，形成2个独立的驱动子电路。调制器驱动电路7可以通过XP管脚信号对信号交叉点在35%~80%的范围进行调节。通过Amp_Ctrl管脚信号控制一级放大器71输出的两臂调制信号幅度(RF_out_N, RF_out_P)，使马赫曾德调制器31单臂峰-峰值输出在1.0-3.0V之间。通过微处理器6的VG_L和VG_R信号分别控制左臂二级放大器72和右臂二级放大器73的幅度，实现对左右臂的调制信号幅度进行单独的控制，最后通过交流耦合将信号输入马赫曾德调制器31的左右臂实现双臂独立调制，最终实现马赫曾德调制器左右臂的不同调制深度，优化调制性能，实现更远 距离的传输(160km);而且由于调制器驱动电路7与微处理器6通信，无需增加客户段输入和输出，只需增加内部的驱动电路，以及微处理器6与驱动电路的I2C通信，具有很好的兼容性，客户无需额外设计。
[0022]上述调制器双臂可独立调制的光收发模块工作原理:首先，激光器驱动电路2通过控制输入激光器I的电流来调节激光器I的输出波长，从激光器I发出的光作为直流光源进入调制器，需要传输的信号通过调制器驱动电路7的一级放大器71、左臂二级放大器72和右臂二级放大器73放大加载到发射端光组件3中的马赫曾德调制器31上，实现电信号到光信号的转换。同时，APC/ATC自动功率电路和自动温度补偿电路，实现光功率在线动态控制以及温度的在线补偿，此外在调制器驱动电路7中的具有实时监控调制器的眼图交叉点的反馈电路，通过监控加载在功率监控探测器上低频调制信号判断眼图交叉点，通过调节调制器两臂的电压调节眼图交叉点。微处理器6分别控制左臂二级放大器72和右臂二级放大器73的幅度，实现对马赫曾德调制器31左右臂的不同调制深度，接收端光组件4将从马赫曾德调制器31传输过来的光信号转换成电信号后，输入至接收机电路5的限幅放大器的输入端，经过限幅放大器的处理后，输出电信号，实现远距离传输，可达到160km甚至最远。
[0023]上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。
【权利要求】
1.一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，其特征在于:包括激光器、激光器驱动电路、发射端光组件、接收端光组件、调制器驱动电路、接收机电路和微处理器，其中，所述发射端光组件包括马赫曾德调制器，所述调制器驱动电路包括一级放大器，以及并联在一级放大器输出端的2个二级放大器，二级放大器的输出端分别与马赫曾德调制器相连，所述调制器驱动电路进一步包括电压偏置控制电路；微处理器分别与接收机电路、激光器驱动电路、调制器驱动电路的一级放大器和二级放大器相连，微处理器同时通过电压偏置控制电路与马赫曾德调制器相连，微处理器主要用于控制上述各个电路的输入/输出信号；调制器驱动电路与马赫曾德调制器相连，激光器驱动电路与激光器相连，激光器驱动电路通过控制输入激光器的电流来调节激光器的输出波长，激光器发出的连续光经过马赫曾德调制器，需要传输的电信号通过调制器驱动电路放大加载到发射端光组件中的马赫曾德调制器上，将电信号转换到光信号，并传输到接收端光组件，接收端光组件将接收到的光信号转换成电信号后，输入至接收电路中的限幅放大器的输入端，经过限幅放大器的处理后，输出电信号。
2.如权利要求1所述的一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，其特征在于:上述调制器驱动电路还包括具有实时监控马赫曾德调制器的眼图交叉点的反馈电路。
3.如权利要求1所述的一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，其特征在于:上述调制器双臂可独立调制的光收发模块进一步包括与马赫曾德调制器相连的APC/ATC自动功率电路和自动温度补偿电路，通过对调制器波导上集成的探测器监控波导的光电流，通过调节激光器的SOA电流来控制输出光功率；温度补偿是通过集成在激光器和调制器芯片上的热敏电阻来监控温度，通过调节半导体制冷器的电流来控制温度，实现光功率在线动态控制以及温度的在线补偿。
4.如权利要求1所述的一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，其特征在于:上述一级放大器采用型号为KGL4195KD的调制器驱动芯片。
5.如权利要求1所述的一种调制器双臂可独立调制的光收发模块，其特征在于:上述二级放大器为低噪声放大器，分别与马赫曾德调制器左右两臂相连，形成2个独立的驱动子电路，通过微处理器控制两个二级放大器不同的调制电压。
【文档编号】H04B10/40GK203813792SQ201420125272
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】王苗庆, 韦经福, 罗贤树 申请人:绍兴中科通信设备有限公司