專利名稱：電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法
技術領域：
本發明涉及光通信領域，具體來說涉及一種電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法。
背景技術：
隨著光纖通信技術的逐步成熟，波分復用(WDM，Wavelength DivisionMultiplexing)光傳輸系統已得到日益廣泛的應用，通過波分復用技術，將多個不同波長的光信號合成在一路信號(波分復用)在光纖中傳輸，有效的提高了通信網絡的傳輸帶寬。
參考圖1，是現有技術的一種波分復用光傳輸系統中發送端設備的組成示意圖。在所述發送端設備中，包括了多塊光口單板11，多個用于對各路電信號實現電光轉換的電光轉換模塊12，以及用于將來自所述每個電光轉換模塊12的各個波長光信號波分復用為一路光信號的合波板13，所述每個光口單板11通過相應的光纖跳線將每路光信號傳輸連接到合波板13。
參考圖2，是現有技術的一種波分復用光傳輸系統中接收端設備的組成示意圖。在所述接收端設備中，包括了用于將待轉換的光波分復用信號解復用為每個波長光信號的分波板21，多個光口單板22，以及多個用于將每路波長光信號轉換為電信號的光電轉換模塊23，所述分波板通過相應的光纖跳線將每路光信號傳輸連接到各個光口單板22。
在上述現有技術波分復用系統中，對應每路待轉換的電信號，在發送端設備中需要相應數量的光口單板以及光模塊來實現對各路待轉換電信號的電光轉換；對應每路待轉換的光信號，在接收端設備中同樣需要相應數量的光口單板以及光模塊來實現對各路待轉換光信號的光電轉換。一般情況下，在波分復用系統的發送端和接收端設備中需要實現較大數量路數的電信號轉換或光信號轉換，因此，在現有技術的波分復用系統發送端設備或者接收設備中都需要較大數量的光口單板以及光模塊實現相應的電光轉換或光電轉換，從而使得發送端或者接收端設備體積較大，內部光纖跳線數據較多且連接復雜，不利于提高設備的集成度，不利于降低設備功耗，不利于簡化操作維護。
發明內容
有鑒于此，本發明實施例提供了一種電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法，用于在同一電光轉換模塊或光電轉換模塊中實現多路電信號的電光轉換或多路光信號的光電轉換。
為了達到上述發明目的，本發明實施例提供了一種電光轉換模塊，包括電接口單元、與所述電接口單元耦合的多個電光轉換單元、與所述多個電光轉換單元耦合的合波單元、以及控制單元，其中電接口單元，用于接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中；電光轉換單元，用于將來自所述電接口單元的電信號轉換為光信號；控制單元，用于對所述每個電光轉換單元的輸出光信號波長進行調節控制；合波單元，用于將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
另外，本發明實施例子還提供了一種光電轉換模塊，包括分波單元、與所述分波單元耦合的多個光電轉換單元、以及與所述多個光電轉換單元耦合的電接口單元，其中分波單元，用于將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中；光電轉換單元，用于將來自所述分波單元的所述待轉換的波長光信號轉換為電信號；電接口單元，用于來將自所述每個光電轉換單元的電信號輸出。
相應地，本發明實施例還提供了一種電光轉換方法，包括步驟A、電接口單元接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中；B、電光轉換單元將來自所述電接口單元的待轉換的電信號轉換為光信號；C、合波單元將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
進一步地，本發明實施例提供了一種光電轉換方法，包括步驟a、分波單元將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中；b、光電轉換單元將來自所述分波單元的的待轉換的光信號轉換為電信號；c、電接口單元將來自每個光電轉換單元的電信號輸出。
本發明實施例的電光轉換模塊通過電接口單元接收各路待轉換的電信號并將各路待轉換的電信號分發傳送到每個電光轉換單元，通過電光轉換單元將來自所述電接口單元的電信號轉換為光信號，以及通過合波單元將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。本發明實施例的光電轉換模塊通過分波單元將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為待轉換的每個波長光信號，并將所述待轉換的每個波長光信號分發傳送到相應的光電轉換單元，通過光電轉換單元將來自所述分波單元的所述待轉換的光信號轉換為電信號，以及通過電接口單元將來自所述每個光電轉換單元的電信號輸出。通過本發明實施例提供的電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法，在同一模塊中實現了對多路電信號的電光轉換或對多路光信號的光電轉換，有效的提高了設備集成度，減小了設備體積，簡化了內部光纖跳線復雜度，降低了設備功耗，提高了設備可靠性。
圖1是現有技術的一種波分復用系統中發送端設備的組成示意圖；圖2是現有技術的一種波分復用系統中接收端設備的組成示意圖；圖3是本發明實施例的一種電光轉換模塊組成示意圖；圖4是本發明實施例的一種光電轉換模塊組成示意圖；圖5是本發明實施例的一種電光轉換方法的流程示意圖；圖6是本發明實施例的一種光電轉換方法的流程示意圖。
具體實施例方式
為了使本發明實施例的技術方案及優點更加清楚明白，下面結合附圖并舉實施例對本發明實施例進行進一步詳細說明。
參考圖3，是本發明實施例的一種電光轉換模塊組成示意圖。如圖所示，本發明實施例所述的電光轉換模塊主要包括電接口單元31、與所述電接口單元31耦合的多個電光轉換單元32、與所述多個電光轉換單元32耦合的合波單元33、波長檢測單元34、控制單元35、色散補償單元36、以及光接口37。下面對各單元功能及相互關系進行詳細說明。
電接口單元31，主要用于接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元32中。
此處，所述待轉換的電信號為待轉換的業務數據電信號，所述電接口單元31實現了本發明實施例所述的電光轉換模塊與相應的物理宿板之間的電氣連接，具體實施時，所述電氣連接包括電源饋電、數字控制信號、模擬量信號、待轉換的業務數據電信號等。由于本發明實施例所述的待轉換的電信號也即待轉換的業務數據電信號為RF高頻信號，為了避免連接和傳輸中變形和竄擾等對信號質量的影響，本發明實施例所述的待轉換業務數據電信號等RF高頻信號在信號生成時一般需進行預加重處理，以實現在一定程度上根據各路光信號傳輸信道的傳輸增益(或衰耗)等特性預先對各路光信號進行補償，具體實施時，所述預加重處理過程和現有技術類似，在此不以贅述。所述待轉換業務數據電信號等RF高頻信號在傳輸過程中是以差分微帶線的形式傳輸的。在一個具體實施例中，所述電接口單元31的電插座接口傳輸信號分布結構如下表1所示表1
在上述表中，S代表RF高頻信號，gnd是參考地信號，白色空白為其他直流、低頻或電源等信號。所述RF高頻信號分布具有以下特點兩兩相鄰成差分對，差分對信號(RF高頻信號)四周都是gnd信號，差分對之間相隔至少兩根插針，相鄰的差分對信號之間不形成相對關系。
電光轉換單元32，用于將來自所述電接口單元31的電信號轉換為光信號。
此處，所述電光轉換單元32接收到的電信號為高頻業務數據信號，由于信號通道不可能是理想的寬帶響應函數，即信號通過的增益(或衰減)是隨信號的頻率變化而變化的，且由于所述高頻業務數據信號一般都是包含有不同頻率成分的，經過通道傳輸后，信號將會變形，在電光轉換之前，需要對所述電信號進行均衡以及CDR(時鐘數據恢復處理)，其具體實現過程與現有技術類似，故在此不再贅述。
合波單元33，用于將來自所述每個電光轉換單元32的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
波長檢測單元34，用于檢測來自所述合波單元33的所述光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息，以使所述控制單元35根據檢測到的每個波長光信號的波長信息生成對應每個電光轉換單元的控制命令，進而使每個電光轉換單元32根據控制命令對相應的輸出光信號波長進行調節。
此處，具體實施時，所述波長檢測控制單元34主要包括分光器341，用于將來自所述合波單元33的所述光波分復用信號分成第一路光波分復用信號和第二路光波分復用信號。
波長檢測器342，用于檢測來自所述分光器341的所述第二路光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息。
控制單元35，用于對所述每個電光轉換單元的輸出光信號波長進行調節控制。
此處，在具體實施時，所述控制單元35一般包括一微處理器(MCU)，主要用于對所述每個電光轉換單元的光信號輸出波長、輸出功率等參數進行控制。如在實現對每個電光轉換單元的光信號輸出波長進行控制時，所述控制單元35通過對所述波長檢測單元34所檢測到的每個波長光信號的波長信息進行采樣放大以及模數AD轉換為對應每個電光轉換單元32輸出波長信息的數字信號，所述微處理器(MCU)通過將所述每個電光轉換單元32輸出波長信息的數字信號與預先標定的數據進行比較并根據比較結果生成用于控制相應的電光轉換單元32增加、不變或者減小其輸出波長的控制命令。類似所述波長控制的還有每個電光轉換單元32的輸出光功率、消光比、交叉點等電光調制參數，其具體實現過程及功能均以現有技術相同或類似，故在此不再贅述。
色散補償單元36，與所述分光器連接，用于將來自所述分光器341的所述第一路光波分復用信號進行色散補償。
此處，所述色散補償過程與現有技術相同或類似，在此不以贅述。
光接口37，用于將來自所述色散補償單元36的光信號輸出。
綜合以上描述可知，本發明實施例所述的電光轉換模塊實現了在同一模塊中對多路電信號的光電轉換，并將光電轉換后的每路光信號通過一合波單元進行波分復用后經同一光接口通過光纖輸出，從而有效的提高了電光轉換設備的集成度，減少了電光轉換設備光纖跳線數量，降低電光轉換設備功耗，減小了電光轉換設備體積，提高了電光轉換設備可靠性。
參考圖4，是本發明實施例的一種光電轉換模塊組成示意圖。如圖所示本發明實施例所述的光電轉換模塊主要包括分波單元41、與所述分波單元耦合的多個光電轉換單元42、偏置電壓產生電路43、多個信號處理單元44、以及與所述多個信號處理單元耦合的電接口單元45。下面對各個單元功能及相互關系進行詳細描述。
分波單元41，用于將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中。
光電轉換單元42，用于將來自所述分波單元的所述待轉換的光信號轉換為電信號。
此處，所述光電轉換單元將所述光信號轉換后獲得的電信號一般為光生電流形式的光信號。
偏置電壓產生電路43，用于為所述每個光電轉換單元提供偏置電壓。
此處，所述偏置電壓產生電路43統一為所述每個光電轉換單元提供偏置電壓，各個光電轉換單元共用同一偏置電壓產生電路能有效的減小本發明實施例所述的光電轉換模塊的復雜度，提高了模塊集成度，減小了設備功耗，有利于提高電光轉換模塊的可靠性。
信號處理單元44，用于對來自所述光電轉換單元42的所述電信號進行處理以獲取業務數據電信號。
此處，由于來自所述光電轉換單元42的所述電信號為相對比較微弱的光生電流形式的光信號，且該光生電流信號為模擬信號，不適合于在信道上傳輸，所述信號處理單元44的主要作用是將該光生電流形式的光信號進行放大、采樣及時鐘數據恢復，從而生成適合于信道傳輸的高頻業務數據信號。具體實施時，所述信號處理單元44包括TIA(Transimpedance Amplifier，跨阻放大器)，限幅放大器(Limiting Amplifier)和CDR(Clock and data recover，時鐘數據恢復)等。
電接口單元45，用于將來自每個信號處理單元44的業務數據電信號輸出。
此處，所述電接口單元45實現的功能及結構與本發明實施例所描述的電光轉換模塊中所述電接口單元32是類似的。所述電接口單元45的電插座接口傳輸信號的結構分布與所述電接口單元32的插座接口傳輸信號的結構分布是相同或類似的，在此不予贅述。各個信號處理單元匯總輸出到所述電接口單元45的插座接口以及所述電接口單元45的插座接口與相應的宿板之間的業務數據電信號等RF高頻信號均是以差分微帶線的形式傳輸的。
綜合以上描述可知，本發明實施例所述的光電轉換模塊實現了在同一模塊中將待轉換的光波分復用信號解復用為多路波長光信號，并將其中每路波長光信號轉換為電信號后經同一電插座接口通過差分微帶線輸出，從而有效的提高了光電轉換設備的集成度，減少了光電轉換設備光纖跳線數量，降低光電轉換設備功耗，減小了光電轉換設備體積，提高了光電轉換設備可靠性。
另外，本發明實施例還提供了一種電光轉換方法，下面通過實施例對其進行具體描述。
參考圖5，是本發明實施例的一種電光轉換方法的流程示意圖。如圖所示，該實施例實施過程如下步驟s501，電接口單元接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中。
此處，所述待轉換的電信號為待轉換的業務數據電信號，所述電接口單元實現了本發明實施例所述的電光轉換模塊與相應的物理宿板之間的電氣連接，具體實施時，所述電氣連接包括電源饋電、數字控制信號、模擬量信號、待轉換的業務數據電信號等。由于本發明實施例所述的待轉換的電信號也即待轉換的業務數據電信號信號為RF高頻信號，為了避免連接和傳輸中變形和竄擾等對信號質量的影響，本發明實施例所述的待轉換業務數據電信號等RF高頻信號在信號生成時一般需進行預加重處理，以實現在一定程度上根據各路光信號傳輸信道的傳輸增益(或衰耗)等特性預先對各路光信號進行補償，具體實施時，所述預加重處理過程和現有技術類似，在此不予贅述。所述待轉換業務數據電信號等RF高頻信號在傳輸過程中是以差分微帶線的形式傳輸的。在一個具體實施例中，所述電接口單元的插座接口傳輸信號分布結構如下表2所示表2
在上述表中，S代表RF高頻信號，gnd是參考地信號，白色空白為其他直流、低頻或電源等信號。所述RF高頻信號分布具有以下特點兩兩相鄰成差分對，差分對信號(RF高頻信號)四周都是gnd信號，差分對之間相隔至少兩根插針，相鄰的差分對信號之間不形成相對關系。
步驟s502，電光轉換單元將來自所述電接口單元的待轉換的電信號轉換為光信號。
此處，所述電光轉換單元接收到的電信號為高頻業務數據信號，由于信號通道不可能是理想的寬帶響應函數，即信號通過的增益(或衰減)是隨信號的頻率變化而變化的，且由于所述高頻業務數據信號一般都是包含有不同頻率成分的，經過通道傳輸后，信號將會變形，在電光轉換之前，需要對所述電信號進行均衡以及CDR(時鐘數據恢復處理)，其具體實現過程與現有技術類似，故在此不再贅述。
步驟s503，合波單元將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
步驟s504，將來自所述合波單元的所述光波分復用信號分成第一路光波分復用信號和第二路光波分復用信號。
步驟s505，對所述第一路光波分復用信號進行色散補償并輸出；檢測所述第二路光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息。
此處，所述色散補償過程與現有技術類似，在此不以贅述。
步驟s506，根據所述檢測到的每個波長光信號的波長信息生成對應每個電光轉換單元的控制命令，以使所述每個電光轉換單元根據所述控制命令對相應的輸出光信號的波長進行調節。
相應地，本發明實施例還提供了一種光電轉換方法，下面通過實施例對其進行具體描述。
參考圖6，是本發明實施例的一種光電轉換方法的流程示意圖。如圖所示，該實施例實施過程如下步驟s601，分波單元將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中。
步驟s602，光電轉換單元將來自所述分波單元的待轉換的光信號轉換為電信號。
此處，所述光電轉換單元將所述光信號轉換后獲得的電信號一般為光生電流形式的光信號；各個光電轉換單元由同一偏置電壓產生電路統一提供偏置電壓。所述各個光電轉換單元共用同一偏置電壓產生電路能有效的減小本發明實施例所述的電光轉換模塊的復雜度，提高了模塊集成度，減小了設備功耗，有利于提高光電轉換模塊的可靠性。
步驟s603，對所述電信號進行處理以獲取業務數據電信號。
此處，由于來自所述光電轉換單元的所述電信號為相對比較微弱的光生電流形式的光信號，且該光生電流信號為模擬信號，不適合于在信道上傳輸，所述步驟s603中對所述電信號進行處理為將所述光生電流形式的光信號進行放大、采樣及時鐘數據恢復，從而生成適合于信道傳輸的高頻業務數據信號。
步驟s604，電接口單元輸出所述業務數據電信號。
本發明實施例的電光轉換模塊通過電接口單元接收各路待轉換的電信號并將各路待轉換的電信號分發傳送到每個電光轉換單元，通過電光轉換單元將來自所述電接口單元的電信號轉換為光信號，以及通過合波單元將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。本發明實施例的光電轉換模塊通過分波單元將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為待轉換的每個波長光信號，并將所述待轉換的每個波長光信號分發傳送到相應的光電轉換單元，通過光電轉換單元將來自所述分波單元的所述待轉換的光信號轉換為電信號，以及通過電接口單元將來自所述每個光電轉換單元的電信號輸出。通過本發明實施例提供的電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法，在同一模塊中實現了對多路電信號的電光轉換或對多路光信號的光電轉換，有效的提高了設備集成度，減小了設備體積，簡化了內部光纖跳線復雜度，降低了設備功耗，提高了設備可靠性。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種電光轉換模塊，其特征在于，包括電接口單元、與所述電接口單元耦合的多個電光轉換單元、與所述多個電光轉換單元耦合的合波單元、以及控制單元，其中電接口單元，用于接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中；電光轉換單元，用于將來自所述電接口單元的電信號轉換為光信號；控制單元，用于對所述每個電光轉換單元的輸出光信號波長進行調節控制；合波單元，用于將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
2.如權利要求1所述的電光轉換單元，其特征在于，還包括波長檢測單元，用于檢測來自所述合波單元的所述光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息，以使所述控制單元根據檢測到的每個波長光信號的波長信息生成對應每個電光轉換單元的控制命令，進而使每個電光轉換單元根據控制命令對相應的輸出光信號波長進行調節。
3.如權利要求2所述的電光轉換單元，其特征在于，所述波長檢測單元包括分光器，用于將來自所述合波單元的所述光波分復用信號分成第一路光波分復用信號和第二路光波分復用信號；波長檢測器，用于檢測來自所述分光器的所述第二路光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息。
4.如權利要求3所述的電光轉換模塊，其特征在于，進一步包括色散補償單元，與所述分光器連接，用于對來自所述分光器的所述第一路的光波分復用信號進行色散補償并輸出。
5.如權利要求1至4任一項所述的電光轉換模塊，其特征在于所述電接口單元包括一用于接收多路電信號的電插座接口，在所述插座接口中，所述待轉換的各路電信號的接入插腳兩兩相鄰組成差分對信號，與所述各組差分對信號四周相鄰的插腳均為接地信號插腳，且所述各組差分對信號之間至少相隔兩根插腳。
6.一種光電轉換模塊，其特征在于包括分波單元、與所述分波單元耦合的多個光電轉換單元、以及與所述多個光電轉換單元耦合的電接口單元，其中分波單元，用于將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中；光電轉換單元，用于將來自所述分波單元的所述待轉換的波長光信號轉換為電信號；電接口單元，用于將來自所述每個光電轉換單元的電信號輸出。
7.如權利要求6所述的光電轉換模塊，其特征在于，還包括偏置電壓產生電路，用于為所述每個光電轉換單元提供偏置電壓。
8.如權利要求6或7所述的光電轉換模塊，其特征在于所述電接口單元包括一用于輸出多路電信號的電插座接口，在所述插座接口中，所述待轉換的各路電信號的接入插腳兩兩相鄰組成差分對信號，與所述各組差分對信號四周相鄰的插腳均為接地信號插腳，且所述各組差分對信號之間至少相隔兩根插腳。
9.一種電光轉換方法，其特征在于，包括步驟A、電接口單元接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中；B、電光轉換單元將來自所述電接口單元的待轉換的電信號轉換為光信號；C、合波單元將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，還包括步驟D、檢測來自所述合波單元的所述光波分復用信號中每個波長光信號的波長信息，并根據檢測到的每個波長光信號的波長信息生成對應每個電光轉換單元的控制命令，以使每個電光轉換單元根據控制命令對相應的輸出光信號波長進行調節。
11.一種光電轉換方法，其特征在于，包括步驟a、分波單元將所接收到的待轉換的光波分復用信號解復用為多路待轉換的波長光信號，并將其中每路待轉換的波長光信號分發傳送到對應的一個光電轉換單元中；b、光電轉換單元將來自所述分波單元的的待轉換的光信號轉換為電信號；c、電接口單元將來自每個光電轉換單元的電信號輸出。
全文摘要
本發明公開了一種電光轉換模塊，包括有電接口單元，用于接收多路待轉換的電信號，并將其中每路待轉換的電信號分發傳送到對應的一個電光轉換單元中；電光轉換單元，用于將來自所述電接口單元的電信號轉換為光信號；控制單元，用于對所述每個電光轉換單元的輸出光信號波長進行調節控制；合波單元，用于將來自所述每個電光轉換單元的光信號波分復用為一路光波分復用信號。同時本發明還公開了相應的光電轉換模塊及方法，通過本發明提供的電光轉換模塊、光電轉換模塊及方法，在同一模塊中實現了對多路電信號的電光轉換或對多路光信號的光電轉換，有效的提高了設備集成度，減小了設備體積，降低了設備功耗。
文檔編號H04B10/50GK101039161SQ200710027058
公開日2007年9月19日 申請日期2007年3月5日 優先權日2007年3月5日
發明者張乃勝, 蘇長征, 沙興躍 申請人:華為技術有限公司