CN101145848A - 千兆无源光网络局端光收发一体模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种千兆无源光网络局端光收发一体模块，包括发射机电路、接收机电路和光组件；在所述的接收机电路中包含有突发信号恢复电路和限幅放大电路，通过光组件接收到的光信号被转化成电信号后输入到所述限幅放大电路的输入端，经所述限幅放大电路进行限幅放大处理后通过光收发一体模块的信号输出端输出；所述突发信号恢复电路的输出端连接在光组件与限幅放大电路输入端之间的连线上，其输入端连接复位信号输入端，在接收到复位信号时，清除限幅放大电路输入端上的残余信号。本发明通过自主建模、自主设计专用的复位电路，实现了光收发一体模块对复位功能的支持，电磁干扰EMS/EMI性能优良，模块电路板和机械结构配合紧凑、易于装配。

Description

千兆无源光网络局端光收发一体模块
技术领域
本发明属于光通信技术领域，具体地说，是涉及一种基于GPON千兆无源光网络传输的光收发一体模块。
背景技术
PON指无源光网络，GPON即千兆无源光网络，OLT指光传输线路局端。目前，基于GPON无源光网络传输的OLT模块主要有两种模式：一种是带有Reset复位功能的OLT模块，另一种是不带Reset复位功能的OLT模块。相对而言，带Reset复位功能的OLT模块设计要比不带Reset复位功能的OLT模块功能复杂、开发难度大，但是对于GPON无源光网络传输所遵循的ITU标准符合性更强，复位时间指标更短。
对于GPON OLT模块的Reset复位功能，目前业界主要有三种解决方案：一种采用专用FPGA(现场可编程门阵列)芯片进行设计，但是，难以进行SFF小型化引脚封装设计；另一种采用VITESSE套片设计方案，但是该方案刚推出不久，性能指标存在缺陷，且难以实现规模化批量生产；第三种就是自主建模、设计复位电路，虽然前期研发难度大，但是成功后能解决前两种方式的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自主建模、自主设计的专用复位电路，以实现光收发一体模块对复位功能的支持。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种千兆无源光网络局端光收发一体模块，包括发射机电路、接收机电路和光组件；在所述的接收机电路中包含有突发信号恢复电路和限幅放大电路，通过光组件接收到的光信号被转化成电信号后输入到所述限幅放大电路的输入端，经所述限幅放大电路进行限幅放大处理后通过光收发一体模块的信号输出端输出；所述突发信号恢复电路的输出端连接在光组件与限幅放大电路输入端之间的连线上，其输入端连接复位信号输入端，在接收到复位信号时，清除限幅放大电路输入端上的残余信号。
所述发射机电路的输入端接收待发射的电信号，经其内部的发射端驱动调制电路和APC/ATC自动功率和自动温度补偿电路向所述的光组件输出驱动电压，利用所述光组件将待发射的电信号转化成光信号后发射出去。
为了简化电路结构，所述突发信号恢复电路采用一恢复芯片实现，所述恢复芯片的输入端连接光收发一体模块的复位信号输入端，输出端连接在所述光组件与限幅放大电路输入端之间的连线上，在接收到复位信号时，将其输出端电位拉低到零。所述复位信号为下一数据到来的通知信号，由光收发一体模块外围的局端设备发出。在下一数据到来时，恢复芯片通过将其输出端电位拉低，从而对限幅放大电路接收到的上次数据的残余信号进行清除，以确保下次数据的准确接收。
在光组件输出的电压信号幅度过低，即认为没有光信号输入时，需要所述光收发一体模块输出报警。因此，在本发明的光收发一体模块中，限幅放大电路的判决信号输出端需要连接告警电路，在接收到的电信号低于其门限电压时输出判决信号，控制所述告警电路报警。所述限幅放大电路的门限电压输入端经电阻分压网络连接直流电源。
在本发明中，所述光组件为尾纤式单纤双向OLT光组件，通过所述光组件输出的电压信号为差分电压信号，分别经一耦合电容连接所述限幅放大电路的差分信号输入端。
本发明的光收发一体模块是基于GPON千兆无源光网络的OLT收发一体模块，采用SFF小型化引脚封装设计。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明通过自主建模、自主设计专用的复位电路，以简单的电路结构实现了光收发一体模块对复位功能的支持，电磁干扰EMS/EMI性能优良，采用SFF封装小型化设计，模块电路板和机械结构配合紧凑、易于装配。
附图说明
图1是本发明中光收发一体模块的电路原理框图；
图2是光收发一体模块中突发接收信号恢复电路的原理图；
图3是光收发一体模块的外形结构示意图；
图4是光收发一体模块的组成结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
本发明提供了一种符合SFF MSA协议和ITU-TG.984.2标准，满足GPONCLASSB+规范的小型化尾纤式单纤双向GPON OLT光收发一体模块。此模块通过自主建模、自主设计专用的复位电路，实现了对Reset复位功能的支持，配合系统GPON局端设备，突发接收数据恢复时间可达50ns以内。
本发明的GPON OLT光收发一体模块主要由以下部件组成：
1、尾纤式GPON OLT单纤双向光组件，包含尾纤连接头、光发射单元、光接收单元和滤光片；
2、发射驱动电路、接收电路一体PCB电路大板；
3、电路大板与单纤双向光组件接口配合的PCB电路小板；
4、模块装配用外壳、支架和压板结构件。
图1示出了本发明中GPON OLT光收发一体模块的电路原理框图，其中包括发射机电路1、接收机电路2和连接在其间的OLT光组件3。在所述发射机电路1中包含有发射端驱动、调制电路1-1和APC/ATC自动功率和自动温度补偿电路1-2。GPON局端系统端将待发射数据的电信号发送给发射机电路1，发射机电路1通过APC自动功率调节电路将电信号进行转换，驱动OLT光组件3的激光器发光，实现电信号到光信号的转换，利用所述OLT光组件3将待发射的电信号转化成光信号后发射出去。
为了使GPON OLT光收发一体模块支持Reset复位功能，在所述的接收机电路2中设计了Reset复位电路2-1、限幅放大电路2-2和SD告警电路2-3。当GPON OLT光收发一体模块的OLT光组件3接收到由ONT用户端发送过来的突发burst光信号后，OLT光组件3的接收器将光信号转换成LVPECL高速差分电信号，通过其内部突发信号恢复电路在系统局端Reset复位控制信号的配合下，将高速突发差分信号进行波形重整和数据恢复，然后，通过限幅放大电路2-2和SD告警电路2-3分别输出电信号数据和光探测告警信号。
图2示出了接收机电路2的具体电路结构。其中，OLT光组件3的电信号输出端连接限幅放大电路U5的输入端，经所述限幅放大电路U5进行限幅放大处理后通过光收发一体模块的信号输出端RXOUT+、RXOUT-输出。所述Reset复位电路2-1中的突发信号恢复电路U8通过其输出端连接在OLT光组件3与限幅放大电路U5输入端之间的连线上，其输入端连接复位信号输入端RX RST，在接收到外围局端系统发出的复位信号Reset时，清除限幅放大电路U5输入端上的残余信号，以确保下一数据的准确接收。
图2中，突发信号恢复电路U8采用一恢复芯片实现，所述恢复芯片U8的工作原理类似于比较器，包括两路信号处理通道。其中，输入端1OE、2OE均与复位信号输入端RX RST相连接，接收局端系统端发出的复位Reset信号；输入端1A、2B均连接参考电压VREF，输出端1B、2A分别与限幅放大电路U5的差分信号输入端2脚、3脚对应连接，并分别经上拉电阻R33、R41连接所述的参考电压VREF。所述限幅放大电路U5采用一限幅放大、门限判决告警芯片实现，OLT光组件3将接收到的光信号转换为高速差分小幅度电信号后，输出到接收机电路2的差分信号输入端RXIN+、RXIN-，进而分别经耦合电容C19、C20连接限幅放大芯片U5的差分信号输入端2脚、3脚，通过所述限幅放大芯片U5将小幅度差分信号进行恒定幅度放大后，通过光收发一体模块的接收信号输出端RXOUT+、RXOUT-输出。
为了实现在OLT光组件3输出的电压信号幅度过低，即认为没有光信号输入时发出告警，所述限幅放大芯片U5的判决信号输出端LOS需要连接SD告警电路2-3，在接收到的电信号低于其门限电压时输出判决信号，控制所述告警电路2-3报警。所述限幅放大芯片U5的门限电压输入端LOSLVL经电阻R34、R37组成的分压网络连接直流电源RX VCC，通过调节分压电阻R34、R37的阻值，对限幅放大芯片U5的门限电压进行预先设定。
局端系统端在OLT光组件3接收到的下一数据到来时，向恢复芯片U8发出Reset复位信号，所述恢复芯片U8在接收到Reset复位信号后，将其输出端1B、2A的电位拉低到零，从而将限幅放大芯片U5接收到的上次数据的残余信号进行清除，以确保准确接收下一次数据。
图3是GPON OLT光收发一体模块的外形结构示意图，包括电信号收发模块4和与其连接的OLT光组件3；所述OLT光组件3通过光纤5连接标准的尾纤连接头6，通过所述尾纤连接头6与其他设备相连接。
图4是GPON OLT光收发一体模块的组成结构示意图，包括外壳4-1、支架4-5、压板4-2、插针组件结构件4-3、电路大板4-4、电路小板4-6和OLT光组件3。其中，电路小板4-6连接在电路大板4-4与OLT光组件3之间，组成完整的模块电路后，通过压板4-2固定于支架4-5上，然后，套装上外壳4-1，形成本发明所述的GPON OLT光收发一体模块。
本发明的GPON OLT光收发一体模块采用上述简单的电路结构，以自主建模、自主设计方式实现了光收发一体模块对Reset复位功能的支持，选择SFF小型化引脚封装设计，具有模块电路板和结构配合紧凑、易于装配、电磁干扰EMS/EMI性能优良等显著优势。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种千兆无源光网络局端光收发一体模块，包括发射机电路、接收机电路和光组件，其特征在于：在所述的接收机电路中包含有突发信号恢复电路和限幅放大电路，通过光组件接收到的光信号被转化成电信号后输入到所述限幅放大电路的输入端，经所述限幅放大电路进行限幅放大处理后通过光收发一体模块的信号输出端输出；所述突发信号恢复电路的输出端连接在光组件与限幅放大电路输入端之间的连线上，其输入端连接复位信号输入端，在接收到复位信号时，清除限幅放大电路输入端上的残余信号。
2.根据权利要求1所述的光收发一体模块，其特征在于：在所述突发信号恢复电路中包含有一恢复芯片，所述恢复芯片的输入端连接光收发一体模块的复位信号输入端，输出端连接在所述光组件与限幅放大电路输入端之间的连线上，在接收到复位信号时，将其输出端电位拉低到零。
3.根据权利要求2所述的光收发一体模块，其特征在于：所述复位信号通过光收发一体模块外围的局端设备发出。
4.根据权利要求1或2所述的光收发一体模块，其特征在于：所述限幅放大电路的判决信号输出端连接告警电路，在接收到的电信号低于其门限电压时输出判决信号，控制所述告警电路报警。
5.根据权利要求4所述的光收发一体模块，其特征在于：所述限幅放大电路的门限电压输入端经电阻分压网络连接直流电源。
6.根据权利要求1所述的光收发一体模块，其特征在于：通过所述光组件输出的电压信号为差分电压信号，分别经一耦合电容连接所述限幅放大电路的差分信号输入端。
7.根据权利要求6所述的光收发一体模块，其特征在于：所述光组件为尾纤式单纤双向OLT光组件。
8.根据权利要求1所述的光收发一体模块，其特征在于：所述发射机电路的输入端接收待发射的电信号，经其内部的发射端驱动调制电路和APC/ATC自动功率和自动温度补偿电路向所述的光组件输出驱动电压，利用所述光组件将待发射的电信号转化成光信号后发射出去。
9.根据权利要求1所述的光收发一体模块，其特征在于：所述光收发一体模块是基于GPON千兆无源光网络的OLT收发一体模块。
10.根据权利要求1或9所述的光收发一体模块，其特征在于：所述光收发一体模块采用SFF小型化引脚封装形式。
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