一種光模塊的制作方法
【專利摘要】本發明提供一種光模塊，涉及光通信領域。本發明實施例提供的光模塊包括光探測器、鏡像電路、第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器，所述光探測器與所述鏡像電路的輸入端相連，所述光探測器向所述鏡像電路輸入由光信號轉化的電流信號，所述鏡像電路的輸出端分別與所述第一限幅器的輸入端、所述第二限幅器的輸入端、所述第一限幅放大器的輸入端及所述第二限幅放大器的輸入端相連，所述第一限幅器的輸出端與所述第一限幅放大器的參考信號輸入端相連，所述第二限幅器的輸出端與所述第二限幅放大器的參考信號輸入端相連。本發明實施例提供搞得光模塊實現了對更高速率光信號的接收。
【專利說明】
一種光模塊
技術領域
[0001]本發明涉及光通信領域，尤其涉及一種光模塊。
【背景技術】
[0002]無源光網絡PON是目前普遍采用的一種寬帶通信網絡。無源光網絡通過激光器向光纖發出載有信息的光信號，通過光探測器接收來自光纖的光信號并對該光信號進行光電轉換，從而實現了數據通信。
[0003]光網絡是整個信息通信網絡的基礎設施，隨著用戶對高清IPTV(InternetProtocol Televis1n，網絡電視)、視頻監控等高帶寬業務需求的不斷增長，現有的EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太網無源光網絡)和GP0N(Gigabit PassiveOptical Network，吉比特無源光網絡)技術均難以滿足業務長期發展的需求，特別是在光纖到樓(FTTB，Fiber To The Building)和光纖到節點(Fiber To The Node，FTTN)場景。
[0004]光接入網在帶寬、業務支撐能力以及接入節點設備功能和性能等方面都面臨新的升級需求。目前采用32路拓撲結構的GEPON (Gigabit Ethernet Passive OpticalNetwork，千兆以太網無源光網絡)和GPON技術的傳輸速率分別能達到IGbps和2.5Gbps，下一代64路P0N(Passive Optical Network，無源光網絡)系統若沿用現在的每個PON 32路的拓撲結構，可提供4 Gbps的傳輸速率;而未來二十年帶寬需求仍然迅速增加，每戶的帶寬需求甚至高達1Gbps。
[0005]采用波長堆疊技術(時分波分復用接入網系統TWDM(Time_Wavelength Divis1nMultiplexing，時分-波分復用)PON雖然可以解決系統帶寬容量的總體提升，但是單線路帶寬容量還不能得到提升，目前接入網亟需將單路帶寬由1Gbps提升到25Gbps或者更高。隨著10Gb/S以太網在數據中心和城域網中應用的日漸增多，10G PON技術的可兼容升級特性，使得1G PON方案的相對經濟優勢將得以保持。而目前行業內25Gbps的光器件和電芯片技術尚不是很成熟，雖然目前已有25Gbps的EML(Eroabsorpt1n Modulated Laser，電吸收調制激光器)激光器和PIN(Positive Intrinsic Negative，同質PN結光電二極管)探測器，但是其成本居高不下，對于未來海量布局的接入網來說，不具備競爭優勢。現有接入網要保證至少20km的傳輸，且下行速率優選L波段，但業內目前還沒有可以與現有0DN(0pticalDistribut1n Network，光分配網絡)網絡的兼容的商用25Gbps的APD(Avalanche Photo-D1de，雪崩光電二極管)探測器。
[0006]在兼容現有ODN網絡的情況下，現有接入網中光模塊的單路傳輸速率還不能得到有效提升。雖然用戶對寬帶速率要求在不斷提高，但光探測器T接收光信號的速率存在瓶頸，目前尚未出現可以商用的25Gbps光探測器。
【發明內容】
[0007]本發明實施例提供一種光模塊，實現了對更高速率光信號的接收。
[0008]為了實現上述發明目的，本發明實施例采用如下技術方案: 本發明實施例提供一種光模塊，包括光探測器、鏡像電路、第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器，光探測器與鏡像電路的輸入端相連，光探測器向鏡像電路輸入由光信號轉化的電信號，鏡像電路的輸出端分別與第一限幅器的輸入端、第二限幅器的輸入端、第一限幅放大器的輸入端及第二限幅放大器的輸入端相連，第一限幅器的輸出端與第一限幅放大器的參考信號輸入端相連，第二限幅器的輸出端與第二限幅放大器的參考信號輸入端相連。
[0009]本發明實施例提供的光模塊，由光探測器將由光信號轉化的電信號，由鏡像電路對電信號進行鏡像，其中一路電信號經第一限幅器限幅后輸入第一限幅放大器的參考信號輸入端，作為第一限幅放大器的判決門限，其中一路電信號經第二限幅器限幅后輸入第二限幅放大器的參考信號輸入端，作為第二限幅放大器的判決門限。兩路限幅放大器分別根據各自的判決門限對來自鏡像電路MUX的電信號進行判決，從而輸出兩路信號。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1為現有技術中光通信交互示意圖；
圖2為本發明實施例提供的光模塊結構示意圖；
圖3為光探測器產生的電信號時間-幅值曲線；
圖4為第一限幅放大器產生的電信號時間-幅值曲線；
圖5為第二限幅放大器產生的電信號時間-幅值曲線。
【具體實施方式】
[0012]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0013]光模塊在光通信網絡中實現光與電的相互轉換。
[0014]圖1為現有技術中光通信交互示意圖。如圖1所示，在發射端，光模塊與交換機等系統端I相連，接收來自系統端I的電信號，將電信號轉化為光信號輸出，光信號往往輸入光纖等光波導，以實現信息發射;在接收端，光模塊與交換機等系統端2相接，接收來自發射端的光信號，將光信號轉換為電信號并輸出至系統端2，常見的系統端包括交換機、光網絡端元機頂盒、光線路終端機頂盒等。
[0015]在發射端，光模塊通過驅動其內置的激光器發光，實現電信號轉換為光信號。具體地，系統端以變化的電信號表征所要傳輸的信息，并將該電信號輸出給光模塊，該電信號可以是電壓信號，也可以是電流信號。光模塊根據該變化的電信號驅動激光器發光，使得激光器發出光功率隨電信號的變化而變化的光，該光功率變化的光承載信息。
[0016]在接收端，光模塊通過驅動其內置的光探測器，實現光信號轉換為電信號。光模塊一端連接光纖，另一端連接系統端2。光模塊與光纖實現光連接，接收來自光纖的光，光模塊與系統端2實現電連接，將由光轉換的電信號傳輸給系統端。接收來自光纖的光，將光轉換為電信號后傳輸給系統端。從連接結構來看，光模塊的光口連接光纖，光模塊的電口連接系統端，從功能角度來講，光模塊從光口接收光，將光轉換為電信號后輸入系統端;光模塊從電口接收電信號，將電信號轉換為光后輸入光纖。目前的光模塊一般不具備對所傳輸數據的處理功能，光模塊僅僅作為一種光電轉換的工具，不會對所傳輸的數據進行處理。數據的傳輸規則由與光模塊相連的系統端決定。
[0017]光模塊接收來自系統端的電信號，光模塊在實現電光轉換時，僅僅將電信號的高低強度變化轉化為光的高低強度變化，光的強度變化與電的強度變化是一種相互模擬的狀態，分別針對電、光建立時間-強度坐標系，得到的兩個曲線應該是相同。
[0018]為了提高光模塊的傳輸速率，已有技術中提供了一種光模塊發射端的驅動方式，具體地，光模塊的發射端由偏置電流電路、兩路調制電流電路以及單路激光器組成，單路激光器在偏置電流電路及兩路調制電流電路的共同驅動下發光。
[0019]在激光器上施加的調制電流為兩路速率相同的調制電流的加和。具體地，之前單路調制電流的速率為12.5G，上述已有技術設置了兩路速率為12.5G的調制電流，將兩路調制電流疊加到一起，按三進制的模式進行數據傳輸。現有的光模塊采用光電的高低強弱變化模擬二進制，以二進制模式進行數據傳輸，三進制模式比二進制模式可以承載更大數據容量的信息，有效的提升了光模塊發射端的傳輸速率。
[0020]光通信網絡中普遍采用二進制作為基礎進行數據編碼，即經光模塊接收后傳向系統端的數據都是二進制數據，系統端對接收的二進制數據進行處理。
[0021]對于上述三進制模式的發射端，已有技術提供的光模塊仍以二進制的模式接收光，需要提供一種能夠以三進制模式接收光的光模塊。
[0022]由發射端的信號設置方式可知，三進制模式的電信號幅值可以劃分為三個階梯，兩個限幅放大器采用不同的判決門限，按二進制模式工作，可以得到兩路二進制結果輸出，系統端對接收的兩路二進制結果進行解碼后，即可準確還原發射端光模塊所輸出的電信號。
[0023]圖2為本發明實施例提供的光模塊結構示意圖。如圖2所示，接收端的光模塊中，包括光探測器、鏡像電路、第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器，光探測器與鏡像電路的輸入端相連，光探測器向鏡像電路輸入電流信號，鏡像電路的輸出端分別與第一限幅器的輸入端、第二限幅器的輸入端、第一限幅放大器的輸入端及第二限幅放大器的輸入端相連，第一限幅器的輸出端與第一限幅放大器的參考信號輸入端相連，第二限幅器的輸出端與第二限幅放大器的參考信號輸入端相連。
[0024]光探測器將接收到的光轉化為電信號后，從光探測器的輸出端輸出。電信號可以是電流信號，也可以是電壓信號。鏡像電路接收到來自光探測器的電信號，對該電信號進行鏡像，得到四路電信號。這四路電信號分別輸入第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器。
[0025]輸入第一限幅器的電信號用于產生第一限幅放大器所需要的判決門限，輸入第二限幅器的電信號用于產生第二限幅放大器所需要的判決門限，輸入第一限幅放大器的電信號用于產生輸入系統端的信號，輸入第二限幅放大器的電信號用于產生輸入系統端的信號。
[0026]限幅放大器是以二進制的模式工作，限幅放大器根據預設的判決門限對接收到的電信號進行判決，將高于判決門限的幅值與低于判決門限的幅值區分開，從而在系統端產生二進制中“O”與“I”。
[0027]第一限幅放大器的判決門限由第一限幅器生成，第二限幅放大器的判決門限由第二限幅器生成。
[0028]具體地，第一限幅器接收到光電流后，將光電流的最大強度幅值按第一比例進行縮小，將縮小后得到的強度幅值輸入第一限幅放大器的參考信號輸入端，作為第一限幅放大器的判決門限；
第二限幅器接收到光電流后，將光電流的最大強度幅值按第二比例進行縮小，將縮小后得到的強度幅值輸入第二限幅放大器的參考信號輸入端，作為第二限幅放大器的判決門限。
[0029]當然，第一限幅器也可以將光電流的最小強度幅值按第三比例進行放大，將放大后得到的強度幅值輸入第一限幅放大器的參考信號輸入端，作為第一限幅放大器的判決門限；第二限幅器也可以將光電流的最小強度幅值按第四比例進行放大，將放大后得到的強度幅值輸入第二限幅放大器的參考信號輸入端，作為第二限幅放大器的判決門限。
[0030]第一比例與第二比例的具體數值，可以根據系統端數據編碼的規則具體設定，本申請僅涉及光模塊的工作方式。
[0031]具體地，本申請中的第一比例為1/4，第二比例為3/4，第三比例為1.25，第四比例為 1.75。
[0032]具體地，第一限幅器對輸入的電信號降低3/4限幅，保留1/4幅值;第二限幅器對輸入的電信號降低1/4限幅，保留3/4幅值。從鏡像電路中輸出的四路電信號具有同樣的能量幅值，在第一限幅放大器中，將1/4幅值從參考信號輸入端輸入，1/4幅值作為參考基準，電信號進行判決，將高于1/4幅值的部分與低于1/4幅值的部分區分開。在第二限幅放大器中，將3/4幅值從參考信號輸入端輸入，3/4幅值作為參考基準，電信號進行判決，將高于3/4幅值的部分與低于3/4幅值的部分區分開。
[0033]系統端分別接收來自第一限幅放大器及第二限幅放大器的差分信號，對所接收的差分信號進行解碼，即可得到準確的數據。系統端的數據處理速率較快，能夠實現對該兩路數據的及時處理。
[0034]本發明實施例提供的光模塊，光探測器將光信號轉化的電信號，由鏡像電路對電信號進行鏡像，其中一路電信號經第一限幅器限幅后輸入第一限幅放大器的參考信號輸入端，作為第一限幅放大器的判決門限，其中一路電信號經第二限幅器限幅后輸入第二限幅放大器的參考信號輸入端，作為第二限幅放大器的判決門限。
[0035]兩路限幅放大器分別根據各自的判決門限對來自鏡像電路的電信號進行判決，從而輸出兩路信號。
[0036]具體地，光探測器產生的電信號時間-幅值曲線如圖3所示，電信號的強度幅值變化在D~3D之間。光探測器將轉化得到的光電流輸入鏡像電路中，由鏡像電路輸出四路相同的電流，經鏡像電路鏡像后，輸入第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器的電信號均為該電信號。
[0037]在第一限幅器中，第一限幅器對該電信號按第一比例進行限幅，具體的，將電信號的最大幅值縮小1/4，得到3D/4的電信號幅值，該幅值是一個定值，非如圖3所示的變化曲線，將3D/4電信號幅值作為判決門限通過參考信號輸入端輸入第一限幅放大器。
[0038]在第二限幅器中，第二限幅器對該電信號按第二比例進行限幅，具體的，將電信號的最大幅值縮小3/4，得到1D/4的電信號幅值，該幅值是一個定值，非如圖3所示的變化曲線。將1D/4電信號幅值作為判決門限通過參考信號輸入端輸入第二限幅放大器。
[0039]將圖3所示的電信號輸入第一限幅放大器，第一限幅放大器依據第一限幅器輸入的判決門限進行判決，得到如圖4所示的電信號;將圖3所示的電信號輸入第二限幅放大器，第二限幅放大器依據第二限幅器輸入的判決門限進行判決，得到如圖5所示的電信號。
[0040]本發明實施例中，光模塊向系統端輸入的電信號仍然是二進制模式，但光模塊接收的光為三進制模式，本發明實施例提供的技術方案中，采用兩個限幅放大器分別對三進制模式的電信號進行接收，兩個限幅放大器分別將接收的電信號轉換為二進制模式。
[0041]光模塊接收來自光纖的光，完成光電轉化后，光的強度轉化為電的強度，光模塊接收已有技術發出的光，其光的強度轉換為電的強度后，如圖3所示，轉換后的電信號是一種方波信號，以時間T作為橫軸，對應的強度R呈現方形曲線。電信號的強度處于D~3D之間，在tl-t2時刻，電信號的強度保持為3D，在t2-t3時刻，電信號的強度保持為D，在t3-t4時刻，電信號的強度保持為2D，在t4-t5時刻，電信號的強度保持為3D，在t5-t6時刻，電信號的強度保持為2D，在t6-t7時刻，電信號的強度保持為2D，不同時刻對應的電信號強度不是以線性漸變的方式變化。
[0042]光電轉換后輸出的電信號輸入限幅放大器中，限幅放大器具有判決門限，判決門限是信號高低的劃分基準，將比判決門限高的信號與比判決門限低的信號進行區分，生成差分信號，限幅放大器將生成的差分信號輸入系統端，由系統端解碼并賦予分別賦予“O”、“I”值，實現了二進制傳輸數據。
[0043]本申請中，發射端的系統端與接收端的系統端采用相對應的編碼、解碼方式，光模塊僅僅在系統端的驅動下，進行發光或將接收的光轉換為電信號后輸入系統端。
[0044]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各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；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種光模塊，其特征在于，包括光探測器、鏡像電路、第一限幅器、第二限幅器、第一限幅放大器及第二限幅放大器， 所述光探測器與所述鏡像電路的輸入端相連，所述光探測器向所述鏡像電路輸入由光信號轉化的電信號，所述鏡像電路的輸出端分別與所述第一限幅器的輸入端、所述第二限幅器的輸入端、所述第一限幅放大器的輸入端及所述第二限幅放大器的輸入端相連，所述第一限幅器的輸出端與所述第一限幅放大器的參考信號輸入端相連，所述第二限幅器的輸出端與所述第二限幅放大器的參考信號輸入端相連。2.如權利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述第一限幅器將光電流的最大強度幅值按第一比例進行縮小;所述第二限幅器將光電流的最大強度幅值按第二比例進行縮小，所述第一比例不等于所述第二比例。3.如權利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述第一限幅器將光電流的最小強度幅值按第三比例進行放大;所述第二限幅器將光電流的最小強度幅值按第四比例進行放大，所述第三比例不等于所述第四比例。4.如權利要求1所述的光模塊，其特征在于，所述第一限幅放大器輸出第一差分信號，所述第二限幅放大器輸出第二差分信號，所述第一差分信號與所述第二差分信號的比特速率相等。5.如權利要求2或3任一所述的光模塊，其特征在于，所述第一限幅器向所述第一限幅放大器提供判決門限，所述第二限幅器向所述第二限幅放大器提供判決門限。
【文檔編號】H04B10/69GK105871473SQ201610190827
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月30日
【發明人】張強, 趙其圣
【申請人】青島海信寬帶多媒體技術有限公司