專利名稱：一種epon光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光通信技術領域，具體地說，涉及一種光模塊，更具體地說，是涉及一種EPON (以太無源光網(wǎng)絡)光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊。
背景技術：
隨著光纖通信技術的不斷發(fā)展，人們對光纖的需求越來越高。從目前的市場應用來看，越來越趨向于高帶寬、高速率和多種業(yè)務融合的光纖通信。在眾多的解決方案中，F(xiàn)TTH (光纖到戶)的出現(xiàn)被認為是寬帶接入的終極解決方案。其中，PON (無源光網(wǎng)絡)又備受關注，被認為是解決“最后一公里”問題的最佳媒介。EPON作為主流的寬帶接入技術，采用以太網(wǎng)的傳輸格式，同時也是用戶局域網(wǎng)的主流技術，二者具有天然的融合性，消除了復雜的傳輸協(xié)議帶來的成本負擔。現(xiàn)有EPON光網(wǎng)絡單元端常用的是單纖雙向模塊，通過單纖雙向光組件及與其連接的發(fā)射機電路和接收機電路，可以實現(xiàn)數(shù)字發(fā)射和數(shù)字接收的功能。隨著數(shù)字技術、軟件技術及IP協(xié)議的不斷進步，將電信網(wǎng)、計算機網(wǎng)和有線電視網(wǎng)三大網(wǎng)絡相融合的三網(wǎng)融合技術成為當前及今后信息化發(fā)展的主要方向。傳統(tǒng)的單纖雙向模塊由于不能傳輸模擬信號，從而限制了 EPON領域三網(wǎng)融合技術的發(fā)展和應用。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有技術中EPON單纖雙向模塊不能傳輸模擬信號的不足，提供了一種EPON光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊，通過在模塊中設置模擬接收機電路，使得模塊可以同時傳輸模擬信號和數(shù)字信號，提高了帶寬利用率。為解決上述技術問題，本實用新型采用以下技術方案予以實現(xiàn):一種EPON光網(wǎng)絡 單元用單纖三向光模塊，包括單纖三向光組件、與光組件的數(shù)字發(fā)射端口連接的數(shù)字發(fā)射機電路、與光組件的數(shù)字接收端口連接的數(shù)字接收機電路及與光組件的模擬接收端口相連接的模擬接收機電路，光組件接收的模擬信號經(jīng)模擬接收機電路處理后，通過光模塊的電接口中的相應管腳輸出。如上所述的光模塊，所述模擬信號接收機電路包括射頻放大器和自動增益控制電路單元，射頻放大器包括有放大電路前置單元和放大電路后置單元，自動增益控制電路單元連接在放大電路前置單元和放大電路后置單元之間，以對射頻放大器進行增益調(diào)節(jié)。如上所述的光模塊，為實現(xiàn)光模塊的監(jiān)控功能，所述光模塊中還包括有輸出監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，監(jiān)控電路的信號輸入端分別與光模塊中的溫度傳感器、供電電源、所述數(shù)字發(fā)射機電路、所述數(shù)字接收機電路及所述模擬接收機電路的監(jiān)控信號輸出端相連接。如上所述的光模塊，為實現(xiàn)光模塊的告警功能，所述數(shù)字發(fā)射機電路中還包括有在發(fā)射信號異常時輸出告警信號的發(fā)射告警電路單元，所述數(shù)字接收機電路中包括有在數(shù)字接收信號異常時輸出告警信號的接收告警電路單元。如上所述的光模塊，為實現(xiàn)用戶實際應用環(huán)境與光模塊之間方便、可靠的通信，所述電接口包括有設置在光模塊背面的若干個插針，插針中包括有傳輸數(shù)據(jù)信號、總線信號、控制信號和電源的功能管腳，每個功能管腳分別與光模塊中的相應功能電路對應連接。如上所述的光模塊，具體來說，所述傳輸數(shù)據(jù)信號的功能管腳包括一對發(fā)射信號輸入管腳和一對接收信號輸出管腳，發(fā)射信號輸入管腳與所述數(shù)字發(fā)射機電路中的差分信號輸入端對應連接，接收信號輸出管腳與所述數(shù)字接收機電路中的差分信號輸出端對應連接；所述傳輸總線信號的功能管腳包括與所述監(jiān)控電路的輸出端相連接的I2C總線時鐘管腳和I2C總線數(shù)據(jù)管腳；所述傳輸控制信號的功能管腳包括發(fā)射機告警信號輸出管腳、發(fā)射機使能管腳、接收機告警信號輸出管腳及復位信號輸入管腳，發(fā)射機告警信號輸出管腳和發(fā)射機使能管腳分別與數(shù)字發(fā)射機電路中的發(fā)射告警電路單元輸出端和突發(fā)模式驅(qū)動器輸入端對應連接，接收機告警信號輸出管腳與數(shù)字接收機電路中的接收告警電路輸出端相連接，復位信號輸入管腳與光模塊中復位電路的復位信號輸入端相連接。進一步的，所述傳輸數(shù)據(jù)信號的功能管腳還包括有一個與所述模擬接收機電路的信號輸出端相連接的射頻信號輸出管腳，以通過插針形式實現(xiàn)與現(xiàn)有3PIN形式視頻接頭的匹配連接。進一步的，為與現(xiàn)有SMB及F形式視頻接頭相匹配連接，所述電接口還包括有與所述模擬接收機電路對應連接的視頻接頭連接部。如上所述的光模塊，為有效防止數(shù)字信號與模擬信號之間的串擾，所述模擬接收機電路封裝在光模塊中、不同于所述數(shù)字接收機電路和所述數(shù)字發(fā)射機電路所在的空間內(nèi)。如上所述的光模塊，為 提高散熱性能，光模塊的外殼為表面光滑的金屬外殼，金屬外殼上設置有散熱片或散熱器。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果是:1、通過在模塊中設置模擬接收機電路，利用三向模塊的一個波長接收來自有線電視網(wǎng)絡的視頻信號，經(jīng)模擬接收機電路處理后，實現(xiàn)對視頻信號的接收，配合數(shù)字接收機電路和數(shù)字發(fā)射機電路，使得EPON光模塊不僅能夠?qū)崿F(xiàn)1.25Gbps突發(fā)發(fā)射數(shù)字信號、1.25Gbps連續(xù)接收數(shù)字信號，還可以輸出帶寬為47-1002MHZ的射頻信號，提高了帶寬利用率，便于三網(wǎng)融合的實現(xiàn)。2、通過在模擬接收機電路中設置自動增益控制電路，可以補償因輸入光功率變化而引起的視頻信號輸出的變化，減小因視頻信號輸出變化而對系統(tǒng)應用產(chǎn)生的不良影響。3、利用模塊中設置的監(jiān)控電路，網(wǎng)絡系統(tǒng)管理單元可以實時監(jiān)測模塊的溫度、供電電壓、偏置電流以及發(fā)射光功率、接收光功率、視頻接收光功率和視頻輸出幅度，實現(xiàn)數(shù)字診斷功能。系統(tǒng)管理單元可以根據(jù)監(jiān)控電路輸出的信號及時、方便地找出光纖系統(tǒng)是否發(fā)生故障以及發(fā)生故障的位置，簡化系統(tǒng)維護工作，提高系統(tǒng)的可靠性。4、通過對光模塊的功能管腳進行定義，完善了光模塊的功能，使得客戶端的系統(tǒng)級設計更加方便、簡單。

[0023]圖1是本實用新型EPON光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊一個實施例的內(nèi)部電路原理框圖；圖2是圖1實施例中光模塊的背面結構示意圖；圖3是圖2中各功能管腳序號與符號對應關系的意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的描述。請參考圖1，該圖1所示為本實用新型EPON光網(wǎng)絡單元用光模塊一個實施例的內(nèi)部電路原理框圖。如圖1.所示，該實施例的EPON光網(wǎng)絡單元用光模塊包括單纖三向光組件
1、與光組件的發(fā)射端口連接的數(shù)字發(fā)射機電路I丨、與光組件I的數(shù)字接收端口連接的數(shù)字
接收機電路 I 1、與光組件I的模擬接收端口連接的模擬接收機電路[V以及用來監(jiān)控模塊參數(shù)的監(jiān)控電路V。其中，光組件是光模塊中的核心器件，主要完成分波/合波以及模塊所需的光電
信號轉換，包括有三個波長，分別為1310nm、1490nm和1550nm。其中，上行數(shù)字發(fā)射部分采用1310nm進行信號發(fā)射，下行數(shù)字接收部分采用1490nm接收數(shù)字信號，而模擬接收信號部分采用1550nm接收模擬信號。EPON上行突發(fā)模式數(shù)字發(fā)射機電路j I的正向發(fā)射輸入端和反向發(fā)射輸入端分別接收來自客戶端待發(fā)射的 電信號，經(jīng)內(nèi)部的突發(fā)模式驅(qū)動器向光組件丨的1310nm數(shù)字發(fā)射端輸出驅(qū)動信號，并利用光組件'I將待發(fā)射的電信號轉換為光信號發(fā)射出去。由于數(shù)字發(fā)射機電路11工作在突發(fā)模式下，要求模塊具有快速開啟/關閉的功能，因此，數(shù)字發(fā)射機電路
丨I設置有發(fā)射機使能控制信號端口，EPON系統(tǒng)通過該端口傳輸LD偏置電流控制信號，即發(fā)
射機使能控制信號。在需要模塊發(fā)光時，EPON系統(tǒng)控制部分給該端口發(fā)送一個打開信號，使得LD的偏置電流處于閾值電流以上，模塊向EPON系統(tǒng)局端發(fā)出正常的調(diào)制光信號。而當系統(tǒng)控制部分給端口發(fā)送一個關斷信號時，模塊停止向局端發(fā)送光信號。此外，數(shù)字發(fā)射
機電路丨I還包括發(fā)射告警電路單元，用來在發(fā)射信號及發(fā)射驅(qū)動器異常時輸出告警信號。下行的數(shù)字接收機電路[I I通過1490nm波長接收光組件丨輸出的數(shù)字接收信號對應的電信號，并通過限幅放大器限幅放大后，通過接收信號輸出端輸出。數(shù)字接收機電路I Π包括有接收告警電路單元，在數(shù)字接收機電路接收的光功率超出告警閾值時，認為沒有光信號輸入模塊或接收光強過大，將通過接收告警電路單元輸出一個告警信號。模擬接收機電路丨V包括有射頻放大器和自動增益控制電路，模擬接收機電路丨V
通過1550nm波長接收來自有線電視網(wǎng)絡的視頻信號，經(jīng)射頻放大電路處理后,通過射頻輸出端輸出接收的視頻信號。其中，射頻放大器包括有放大電路前置單元和放大電路后置單元，自動增益控制電路連接在放大電路前置單元和放大電路后置單元之間。通過設置自動增益控制電路單元進行增益調(diào)節(jié)，可以補償因輸入光功率變化而引起的視頻信號輸出的變化，減小因視頻信號輸出變化而對系統(tǒng)應用產(chǎn)生的不良影響。自動增益控制電路單元可以并優(yōu)選采用單片機來實現(xiàn)。由于EPON網(wǎng)絡系統(tǒng)要求比較嚴格，需要網(wǎng)絡中的光模塊具有數(shù)字診斷功能，因此，該實施例的光模塊中設置有監(jiān)控電路V，其信號輸入端分別與光模塊中的溫度傳感器
(圖中未示出)、供電電源(圖中未示出)、數(shù)字發(fā)射機電路11、數(shù)字接收機電路丨I [及模擬接
收機電路[V的監(jiān)控信號輸出端相連接，用來監(jiān)控整個模塊的溫度、供電電源電壓、偏置電流
以及發(fā)射光功率、接收光功率、視頻接收光功率和視頻輸出幅度。監(jiān)控電路V將監(jiān)控數(shù)據(jù)通過模塊的I2C總線接口輸出至EPON系統(tǒng)管理單元中，供系統(tǒng)管理單元分析、利用及儲存。系統(tǒng)管理單元根據(jù)接收的監(jiān)控數(shù)據(jù)，能夠判斷系統(tǒng)是否異常，并在系統(tǒng)異常時輕松地查找出光纖鏈路中故障發(fā)生的位置，從而簡化了系統(tǒng)維護工作，提高系統(tǒng)的可靠性。監(jiān)控電路V優(yōu)選采用單片機及其外圍電路來實現(xiàn)。對于該實施例的光模塊結構來說，為減少數(shù)字信號與模擬信號之間的串擾，模擬接收機電路IV封裝在光模塊中不同于數(shù)字接收機電路丨[[和數(shù)字發(fā)射機電路I I的空間內(nèi)。例如，可以在光模塊的上、下殼體上分別設置隔離凹槽及隔離板，利用隔離凹槽及隔離板將扣合在一起的上、下殼體所 形成的空腔分為兩個獨立的空間，模擬接收機電路[V位于其中
一個空間內(nèi)，而數(shù)字接收機電路11丨和數(shù)字發(fā)射機電路I H立于另一個空間內(nèi)，實現(xiàn)數(shù)字部分
與模擬部分在空間上的隔離。而且，為提高散熱性能，光模塊的外殼表面光滑，其上可以根據(jù)客戶需求選擇性設置散熱片或散熱器。為實現(xiàn)用戶實際應用環(huán)境與光模塊之間方便、可靠的通信，光模塊中設置有電接口。如圖2所示出的圖1實施例中光模塊的背面結構示意圖所示，在該實施例中，電接口為具有23個插針的形式，23個插針分兩組分散設置在光模塊的背面。每個插針對應的管腳的序號和符號的對應關系如圖3的示意圖所示，各管腳的詳細功能及連接結構如下:電接口中的23個插針中包括有傳輸數(shù)據(jù)信號、總線信號、控制信號和電源的功能管腳，每個功能管腳分別與光模塊中的相應功能電路對應連接。[0037]其中，傳輸數(shù)據(jù)信號的功能管腳包括一對發(fā)射數(shù)據(jù)輸入管腳，即PinlO發(fā)射數(shù)據(jù)輸入正端TD ( + )和Pinl2發(fā)射數(shù)據(jù)輸入負端TD (_)，該對管腳分別與數(shù)字發(fā)射機電路I I中的差分信號輸入端對應連接；還包括一對接收數(shù)據(jù)輸出管腳，即Pin5接收數(shù)據(jù)輸出正端RD(+ )和Pin6接收數(shù)據(jù)輸出負端RD (_)，該對管腳分別與數(shù)字接收機電路丨 I中的差分信號
輸出端對應連接；還包括一個Pin22射頻信號輸出管腳，該管腳與模擬接收機電路IV的信號輸出端相連接。傳輸總線信號的功能管腳為Pinl4 I2C總線數(shù)據(jù)管腳SDA和Pinl5 I2C總線時鐘管腳SCL，這兩個管腳與監(jiān)控電路V的輸出端相連接。傳輸控制信號的功能管腳共有四個，分別是與數(shù)字發(fā)射機電路j I中的發(fā)射告警電路單元輸出端相連接的Pinl6發(fā)射機告警信號輸出管腳TX_Indication、與數(shù)字發(fā)射機電路丨I中的突發(fā)模式驅(qū)動器使能信號輸入端相連接的Pin8發(fā)射機使能管腳Tx_BEN、與數(shù)字
接收機電路I I [中的接收告警電路輸出端相連接的Pin4接收機告警信號輸出管腳Rx_SD及
與光模塊中復位電路(圖中未示出)的復位信號輸入端相連接的Pinl9復位信號輸入管腳Reset。傳輸電源的功能管腳共有10個，其中，Pinl和Pin20為光模塊的的接地管腳GND，Pin2為數(shù)字接收機電路接地管腳VEER，Pin3為數(shù)字接收機電路電源電壓管腳VCCR，Pin9和Pinll為數(shù)字發(fā)射機電路接地管腳VEET，Pinl3為數(shù)字發(fā)射機電路電源電壓管腳VCCT，Pinl7為模擬接收機電路電源電壓管腳VDD，Pin21和Pin23為模擬接收機電路接地管腳RFGND。此外，為方便光模塊功能的擴展，該實施例的電接口還預留有兩個擴展管腳，分別為Pin7和PinlS的擴展管腳NC，供用戶根據(jù)實際需要來定義和使用。這種結構形式的電接口能夠利用插針中的Pin21、Pin22和Pin23與現(xiàn)有3PIN形式的視頻接頭匹配連接，進而將光模塊接收的視頻信號傳輸至視頻播放終端。通過對光模塊的功能管腳進行上述定義，完善了光模塊的功能，便于客戶端的系統(tǒng)級設計，提高了光模塊的使用性能。當然，如果外接的視頻接頭為SMB形式或F形式，則不需要使用Pin21、Pin22和Pin23這三個插針，可以直接使用電接口中與模擬接收機電路對應連接的視頻接頭連接部實現(xiàn)光模塊視頻信號的輸出。以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方 案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型所要求保護的技術方案的精神和范圍。
權利要求1.一種EPON光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊，其特征在于，包括單纖三向光組件、與光組件的數(shù)字發(fā)射端口連接的數(shù)字發(fā)射機電路、與光組件的數(shù)字接收端口連接的數(shù)字接收機電路及與光組件的模擬接收端口相連接的模擬接收機電路，光組件接收的模擬信號經(jīng)模擬接收機電路處理后，通過光模塊的電接口中的相應管腳輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述模擬信號接收機電路包括射頻放大器和自動增益控制電路單元，射頻放大器包括有放大電路前置單元和放大電路后置單元，自動增益控制電路單元連接在放大電路前置單元和放大電路后置單元之間。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光模塊，其特征在于，所述光模塊中還包括有輸出監(jiān)控信號的監(jiān)控電路，監(jiān)控電路的信號輸入端分別與光模塊中的溫度傳感器、供電電源、所述數(shù)字發(fā)射機電路、所述數(shù)字接收機電路及所述模擬接收機電路的監(jiān)控信號輸出端相連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的光模塊，其特征在于，所述數(shù)字發(fā)射機電路中還包括有在發(fā)射信號異常時輸出告警信號的發(fā)射告警電路單元，所述數(shù)字接收機電路中包括有在數(shù)字接收信號異常時輸出告警信號的接收告警電路單元。
5.根據(jù)權利要求4所述的光模塊，其特征在于，所述電接口包括有設置在光模塊背面的若干個插針，插針中包括有傳輸數(shù)據(jù)信號、總線信號、控制信號和電源的功能管腳，每個功能管腳分別與光模塊中的相應功能電路對應連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的光模塊，其特征在于，所述傳輸數(shù)據(jù)信號的功能管腳包括一對發(fā)射信號輸入管腳和一對接收信號輸出管腳，發(fā)射信號輸入管腳與所述數(shù)字發(fā)射機電路中的差分信號輸入端對應連接，接收信號輸出管腳與所述數(shù)字接收機電路中的差分信號輸出端對應連接； 所述傳輸總線信號的功能管腳包括與所述監(jiān)控電路的輸出端相連接的I2C總線時鐘管腳和I2C總線數(shù)據(jù)管腳； 所述傳輸控制信號的功能管腳包括發(fā)射機告警信號輸出管腳、發(fā)射機使能管腳、接收機告警信號輸出管腳及復位信號輸入管腳，發(fā)射機告警信號輸出管腳和發(fā)射機使能管腳分別與數(shù)字發(fā)射機電路中的發(fā)射告警電路單元輸出端和突發(fā)模式驅(qū)動器輸入端對應連接，接收機告警信號輸出管腳與數(shù)字接收機電路中的接收告警電路輸出端相連接，復位信號輸入管腳與光模塊中復位電路的復位信號輸入端相連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的光模塊，其特征在于，所述傳輸數(shù)據(jù)信號的功能管腳還包括有一個與所述模擬接收機電路的信號輸出端相連接的射頻信號輸出管腳。
8.根據(jù)權利要求6所述的光模塊，其特征在于，所述電接口還包括有與所述模擬接收機電路對應連接的視頻接頭連接部。
9.根據(jù)權利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述模擬接收機電路封裝在光模塊中、不同于所述數(shù)字接收機電路和所述數(shù)字發(fā)射機電路所在的空間內(nèi)。
10.根據(jù)權利要求9所述的光模塊,其特征在于，光模塊的外殼為表面光滑的金屬外殼，金屬外殼上 設置有散熱片或散熱器。
專利摘要本實用新型公開了一種EPON光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊，包括單纖三向光組件、與光組件的數(shù)字發(fā)射端口連接的數(shù)字發(fā)射機電路、與光組件的數(shù)字接收端口連接的數(shù)字接收機電路及與光組件的模擬接收端口相連接的模擬接收機電路，光組件接收的模擬信號經(jīng)模擬接收機電路處理后，通過光模塊的電接口中的相應管腳輸出。本實用新型的EPON光網(wǎng)絡單元用單纖三向光模塊可以同時傳輸模擬信號和數(shù)字信號，帶寬利用率高，便于實現(xiàn)三網(wǎng)融合。
文檔編號H04B10/07GK203086476SQ201320087009
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月26日 優(yōu)先權日2013年2月26日
發(fā)明者杜瑤, 李紹波, 張華 申請人:青島海信寬帶多媒體技術有限公司