CN101447830A - 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块 - Google Patents

具有数字监控上报功能的epon局端光电模块 Download PDF

Info

Publication number
CN101447830A
CN101447830A CNA2008102374348A CN200810237434A CN101447830A CN 101447830 A CN101447830 A CN 101447830A CN A2008102374348 A CNA2008102374348 A CN A2008102374348A CN 200810237434 A CN200810237434 A CN 200810237434A CN 101447830 A CN101447830 A CN 101447830A
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
laser
electric module
local side
signal receiving
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008102374348A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101447830B (zh
Inventor
谭祖炜
陈序光
袁涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wuhan Telecommunication Devices Co Ltd
Original Assignee
Wuhan Telecommunication Devices Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wuhan Telecommunication Devices Co Ltd filed Critical Wuhan Telecommunication Devices Co Ltd
Priority to CN 200810237434 priority Critical patent/CN101447830B/zh
Publication of CN101447830A publication Critical patent/CN101447830A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101447830B publication Critical patent/CN101447830B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明公开了一种具有数字监控上报功能的EPON(以太网无源光网络)局端光电模块，涉及一种通信设备中的数字光电信号转换模块。本发明包括单纤双向光组件(100)、激光器驱动电路(200)、突发式信号接收电路(300)和控制电路(400)；单纤双向光组件(100)分别连接至激光器驱动电路(200)、突发式信号接收电路(300)和控制电路(400)，控制电路(400)还分别连接至激光器驱动电路(200)和突发式信号接收电路(300)。本发明能够实时上报其工作状态，包括工作电压、工作环境温度、发射光功率、激光器偏置电流以及接收到的突发光信号功率；适用于所有带数字监控上报功能的EPON局端系统。

Description

具有数字监控上报功能的EPON局端光电模块
技术领域
本发明涉及一种通信设备中的数字光电信号转换模块，尤其涉及一种具有数字监控上报功能的EPON(以太网无源光网络)局端光电模块。
背景技术
EPON技术已经成熟，并且已经作为FTTH(光纤到户)的主流方案在国内开始大规模商用。EPON局端光电模块光电指标都参考IEEE802.3ah协议，但是关于此光电模块数字监控上报功能仍没有确定的标准。EPON局端光电模块的数字监控上报功能对系统OAM(运营管理维护)非常重要，国内主要运营商明确提出EPON系统必须具有这项功能。局端光电模块是EPON系统的重要组成部分，其性能的好坏直接影响EPON系统。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种具有数字监控上报功能的EPON局端光电模块，实现对工作电压、工作环境温度、发射光功率、激光器偏置电流以及接收到的突发光信号功率的监控上报，满足运营商对EPON系统的实际需要。
本发明的目的是这样实现的：
本光电模块包括单纤双向光组件、激光器驱动电路、突发式信号接收电路和控制电路；
单纤双向光组件通过PCB导线分别连接至激光器驱动电路、突发式信号接收电路和控制电路，控制电路还通过PCB导线连接至激光器驱动电路和突发式信号接收电路。
单纤双向光组件将激光器驱动电路输出的电流信号调制成光信号发射到外部光连接器，同时将接收到的光信号转变成光电流，经过突发式TIA放大成电压信号后输入到突发式信号接收电路；波分复用器将使用不同工作波长的发射和接收光信号区分开来进行处理；激光器驱动电路为单纤双向光组件中的激光器提供偏置电流和调制电流；突发式信号接收电路将单纤双向光组件中APD+TIA探测器转换输出的电信号转换成相应的数字信号。
本发明具有下列优点和积极效果：
①实现了IEEE802.3ah标准对EPON局端光电模块的技术要求；
②符合SFF-8472协议的数字监控上报要求；
③能够对突发式光信号进行功率测量和监控上报。
总之，本发明光电指标符合EPON局端光电模块行业标准，并且能够实时上报其工作状态，包括工作电压、工作环境温度、发射光功率、激光器偏置电流以及接收到的突发光信号功率；适用于所有带数字监控上报功能的EPON局端系统。
附图说明
图1是本光电模块的结构方框图；
图2是控制电路的结构方框图；
图3是采样保持电路的结构方框图；
图4是采样保持电路的输入输出信号波形图。
其中：
100—单纤双向光组件；
200—激光器驱动电路；
300—突发式信号接收电路；
400—控制电路，
     410—高压电源电路，
     420—微处理器电路，
     430—采样保持电路，
          431—信号调理器，
          432—模拟开关，
          433—跟随器。
英译汉：
EPON—以太网无源光网络；
FTTH—光纤到户；
OAM—运营管理维护；
DFB—分布反馈；
APD—雪崩光电二极管；
TIA—跨阻抗放大器；
ADC—模数转换器；
DAC—数模转换器；
SFP—小型化可热插拔；
DDMI—数字诊断监控接口。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本光电模块进一步说明：
一、总体结构
如图1，本光电模块包括单纤双向光组件100、激光器驱动电路200、突发式信号接收电路300和控制电路400；
单纤双向光组件100分别连接至激光器驱动电路200、突发式信号接收电路300和控制电路400，控制电路400还分别连接至激光器驱动电路200和突发式信号接收电路300。
本光电模块的工作原理：
将输入的下行数字电压信号转换成功率和消光比稳定的光信号发射出去，并将上行数字突发光信号转换成电压信号输出，在控制电路400和突发式信号接收电路300的配合下，本光电模块能够对突发式光信号进行功率测量和监控上报，且提供了一个完全符合SFF-8472协议的数字监控上报接口。
二、各功能块的结构
1、单纤双向光组件100
单纤双向光组件100由DFB激光器、APD+TIA探测器和波分复用器组成；
DFB激光器的光输出连接至波分复用器，实现电光转换；
APD+TIA探测器的光输入端与波分复用器相连，实现光电转换。
波分复用器通过胶粘在金属件上，DFB激光器和APD+TIA探测器分别焊接连接到金属件上，构成单纤双向光组件。
DFB(分布反馈)激光器的功能是将激光器驱动电路200输出的电流信号调制成光信号，再经过波分复用器发射到外部光连接器；
APD(雪崩光电二极管)的功能是将接收到的光信号转变成光电流，经过突发式TIA(跨阻抗放大器)探测器放大成电压信号，然后输入到突发式信号接收电路300；
波分复用器的功能是将不同工作波长的发射和接收光信号区分开来进行处理，实现单纤双向工作。
DFB激光器、APD+TIA探测器和波分复用器均为常用元器件。
2、激光器驱动电路200
激光器驱动电路200由芯片MAX3738及常用外围电路组成。
激光器驱动电路200的功能是将输入光电模块的数字电平信号转换成调制电流信号，并可以设定调制电流的温度补偿系数，以保持不同温度下消光比稳定；通过监控激光器的背光电流构成自动光功率控制环路，为单纤双向光组件100中的激光器提供偏置电流。
3、突发式信号接收电路300
突发式信号接收电路300由芯片PAS5361及常用外围电路组成。
单纤双向光组件100中，APD+TIA探测器转换输出的电信号幅度会随输入光信号的强度变化，突发式信号接收电路300的功能是将此输入信号转换成幅度符合某种电平要求的数字信号。
4、控制电路
如图2，控制电路400由微处理器电路420及其分别连接的高压电源电路410和采样保持电路430组成；
具体地，
高压电源电路410与微处理器电路420相连，高压电源电路410的高压输出端与单纤双向光组件100相连。
采样保持电路430与突发式信号接收电路300的突发功率强度指示信号端相连，还分别与微处理器电路420、SFP(小型化可热插拔)控制接口的触发输入端相连；
微处理器电路420与激光器驱动电路200的光功率、偏置电流监控信号端、小型化可热插拔控制接口相连。
(1)高压电源电路410
高压电源电路由LT1930及常用外围电路组成；
其功能是将输入3.3V电压升压至最高60V，并可在微处理器电路420控制下改变电压，步进幅度为51mV/步。
(2)微处理器电路420
由微处理器芯片(选用C8051F330)、存储器芯片(选用24LC024)、数字电位器芯片(选用DS3904)及常用外围电路组成；微处理器芯片的串行数据线通过PCB导线与存储器芯片和数字电位器芯片连接；
微处理器芯片的功能是对其它电路进行控制，包括：
*通过SFP I2C接口实现数字监控上报；
*通过数据线访问存储器芯片；
*通过数据线控制数字电位器芯片，设定激光器驱动电路100的输出光功率和消光比，设定突发式信号接收电路200的信号检测门限；
*通过ADC(模数转换器)和内部温度探测器实现对工作温度的监控上报；
*通过ADC实现对工作电压、激光器偏置电流、激光器输出光功率的监控上报；
*通过ADC和中断控制器实现对采样保持后的突发光功率强度信号进行监控上报；
*根据工作温度检测值，通过DAC(数模转换器)设置高压电源电路410的输出电压，进而控制单纤双向光组件100中APD的温度响应。
(3)采样保持电路430
如图3，采样保持电路430主要包括信号调理器431、模拟开关432、跟随器433及第1电阻R1、第2电阻R2和电容C；
信号调理器431、第1电阻R1、模拟开关432和跟随器433依次连接；
在模拟开关432的输出端连接有并联接地的第2电阻R2和电容C。
突发式信号接收电路300输出的突发功率强度指示信号经采样保持电路430输出后至微处理器电路420的ADC输入端。
突发光功率强度指示信号是突发式接收电路300输出的模拟信号，实时反映了突发光信号的功率强度变化。触发输入信号是光电模块外部提供的LVTTL电平输入控制脉冲信号，触发输入信号的脉冲出现在某个突发光信号包的功率稳定期内，用于指示需要监控的突发光信号。在触发输入信号脉冲周期内，对突发光功率强度指示信号进行模数转换，即可实现对突发接收光功率的监控上报。但是，由于光信号包周期很短，触发输入信号的脉冲周期也很短，最小仅有400ns，对于大多数模数转换器，这个时间太短了，因此在触发输入信号脉冲周期内无法完成一次模数转换，本发明提出了使用一种采样保持电路430进行模数转换的方法。
运放芯片MAX4232构成信号调理器431和跟随器433电路；
信号调理器431将输入的突发光功率强度指示信号调理到适于模数转换的幅度，并提供容性负载的驱动能力；
跟随器433具有高输入阻抗和输出驱动能力，防止微处理器电路420的ADC电路影响电容C上的信号保持。
模拟开关芯片MAX4707构成模拟开关432，输入高电平时开关闭合，低电平时开关断开。第1电阻R1的值远小于第2电阻R2，第2电阻R2取很大的值。第电阻R1和电容C组成充电电路，以便对输入电压进行采样，电压值保存在电容C上。当模拟开关432断开时，第2电阻R2提供电容C上电荷的缓慢泄放通路，以便在下一次采样开始前清空电容C上的残余电压。
采样保持电路430的输入输出信号波形
如图4，在触发输入信号的脉冲周期内，模拟开关432闭合，经调理后的信号通过第1电阻R1对电容C充电，构成采样周期；触发输入信号的下降边沿到来后模拟开关432断开，电容C上的电荷通过第2电阻R2进行缓慢放电，构成保持周期。触发输入信号的下降边沿还用于向微处理器电路420提供中断信号，以启动一次模数转换(ADC)。微处理器电路420的ADC周期远小于保持周期，因此可以保证在ADC周期内，ADC输入信号的幅度变化在允许的误差范围内。通过选择第1电阻R1、第2电阻R2和和电容C的值，可以改变采样时间、保持时间，从而满足了本发明中微处理器电路420内置模数转换器的转换时间要求。微处理器电路420通过对突发光功率转换结果进行处理并保存，实现光电模块对接收到的突发光信号功率进行监控上报的功能。
三、验证
经对本发明的实施例验证测试，各项光电参数符合IEEE802.3ah标准要求，如下表：
表1：本光电模块的光电参数验证结果表
Figure A200810237434D00101
表2：接收突发光信号功率测量精度的验证结果表
 
接收的突发信号光功率(dBm) 监控上报结果(dBm) 精度(dB)
-6 -5.1 0.9
-8 -6.9 1.1
-10 -10.5 -0.5
-12 -11.3 0.7
-14 -12.8 1.2
-16 -17.3 -1.3
-18 -18.6 -0.6
-20 -18.9 1.1
-21 -20.8 0.2
-22 -22.2 -0.2
-25 -25.1 -0.1
-28 -28.2 -0.2
-31 -30.8 0.2
对接收突发光信号的功率监控上报范围达到-6～-30dBm；
当接收突发光信号的功率范围在小于-6dBm且大于等于-20dBm时，精度优于+/-3dB；
当接收突发光信号的功率范围在小于-20dBm且大于等于-30dBm时，精度优于+/-2dB。

Claims (8)

1、一种具有数字监控上报功能的EPON局端光电模块，其特征在于：
包括单纤双向光组件(100)、激光器驱动电路(200)、突发式信号接收电路(300)和控制电路(400)；
单纤双向光组件(100)分别连接至激光器驱动电路(200)、突发式信号接收电路(300)和控制电路(400)，控制电路(400)还分别连接至激光器驱动电路(200)和突发式信号接收电路(300)；
EPON是以太网无源光网络。
2、按权利要求1所述的局端光电模块，其特征在于：
单纤双向光组件(100)由DFB激光器、APD+TIA探测器和波分复用器组成；
DFB激光器的光输出连接至波分复用器，实现电光转换；
APD+TIA探测器的光输入端与波分复用器相连，实现光电转换；
DFB为分布反馈，APD为雪崩光电二极管，TIA为跨阻抗放大器。
3、按权利要求1所述的局端光电模块，其特征在于：
激光器驱动电路(200)由芯片MAX3738及常用外围电路组成。
4、按权利要求1所述的局端光电模块，其特征在于：
突发式信号接收电路(300)由芯片PAS5361及常用外围电路组成。
5、按权利要求1所述的局端光电模块，其特征在于：
控制电路(400)由高压电源电路(410)、微处理器电路(420)和采样保持电路(430)组成；
高压电源电路(410)分别与单纤双向光组件(100)和微处理器电路(420)相连；
采样保持电路(430)与突发式信号接收电路(300)的突发功率强度指示信号端相连，还分别与微处理器电路(420)、小型化可热插拔控制接口的触发输入端相连；
微处理器电路(420)还与激光器驱动电路(200)的光功率、偏置电流监控信号端、小型化可热插拔控制接口相连。
6、按权利要求5所述的局端光电模块，其特征在于：
所述的高压电源电路(410)由LT1930及常用外围电路组成。
7、按权利要求5所述的局端光电模块，其特征在于：
所述的微处理器电路(420)由微处理器芯片、存储器芯片、数字电位器芯片及常用外围电路组成；微处理器芯片的串行数据线通过PCB导线与存储器芯片和数字电位器芯片连接。
8、按权利要求5所述的局端光电模块，其特征在于：
所述的采样保持电路(430)主要包括信号调理器(431)、模拟开关(432)、跟随器(433)及第1电阻(R1)、第2电阻(R2)和电容(C)；
信号调理器(431)、第1电阻(R1)、模拟开关(432)和跟随器(433)依次连接；
在模拟开关(432)的输出端连接有并联接地的第2电阻(R2)和电容(C)。
CN 200810237434 2008-12-26 2008-12-26 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块 Active CN101447830B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810237434 CN101447830B (zh) 2008-12-26 2008-12-26 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200810237434 CN101447830B (zh) 2008-12-26 2008-12-26 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101447830A true CN101447830A (zh) 2009-06-03
CN101447830B CN101447830B (zh) 2013-05-22

Family

ID=40743263

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200810237434 Active CN101447830B (zh) 2008-12-26 2008-12-26 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101447830B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101834666A (zh) * 2010-05-07 2010-09-15 成都优博创技术有限公司 一种测试光网络单元突发光功率的装置和方法
CN101854211A (zh) * 2010-06-09 2010-10-06 索尔思光电（成都）有限公司 高速单纤双向光模块
CN101895350A (zh) * 2010-08-17 2010-11-24 索尔思光电（成都）有限公司 一种10g以太网无源网络单纤双向光模块
WO2010142239A1 (zh) * 2009-06-11 2010-12-16 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光线路终端
CN102299744A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 具有强光保护功能的光模块
CN102340350A (zh) * 2011-10-31 2012-02-01 索尔思光电（成都）有限公司 一种ddmi光模块发端电路及其光功率监控方法
CN101794001B (zh) * 2010-01-22 2012-04-04 苏州旭创科技有限公司 一种新型射频模拟sfp模块的设计方法
CN106959492A (zh) * 2017-05-02 2017-07-18 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种小型化可焊接封装的大功率模拟光模块
CN108964773A (zh) * 2018-06-06 2018-12-07 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块温度补偿方法及装置
CN111522103A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201369735Y (zh) * 2008-12-26 2009-12-23 武汉电信器件有限公司 一种具有数字监控上报功能的epon局端光电模块

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6912361B2 (en) * 2002-10-08 2005-06-28 Finisar Corporation Optical transceiver module with multipurpose internal serial bus
CN100518023C (zh) * 2006-07-28 2009-07-22 武汉光迅科技股份有限公司 Pon系统中突发光信号功率测试方法和装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201369735Y (zh) * 2008-12-26 2009-12-23 武汉电信器件有限公司 一种具有数字监控上报功能的epon局端光电模块

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8705957B2 (en) 2009-06-11 2014-04-22 Hisense Broadband Multimedia Technologies Co., Ltd Optical line terminal
WO2010142239A1 (zh) * 2009-06-11 2010-12-16 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光线路终端
WO2010142140A1 (zh) * 2009-06-11 2010-12-16 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光线路终端
CN101794001B (zh) * 2010-01-22 2012-04-04 苏州旭创科技有限公司 一种新型射频模拟sfp模块的设计方法
CN101834666A (zh) * 2010-05-07 2010-09-15 成都优博创技术有限公司 一种测试光网络单元突发光功率的装置和方法
CN101854211B (zh) * 2010-06-09 2012-12-26 索尔思光电（成都）有限公司 高速单纤双向光模块
CN101854211A (zh) * 2010-06-09 2010-10-06 索尔思光电（成都）有限公司 高速单纤双向光模块
CN101895350A (zh) * 2010-08-17 2010-11-24 索尔思光电（成都）有限公司 一种10g以太网无源网络单纤双向光模块
CN101895350B (zh) * 2010-08-17 2013-06-05 索尔思光电（成都）有限公司 一种10g以太网无源网络单纤双向光模块
CN102299744A (zh) * 2011-08-23 2011-12-28 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 具有强光保护功能的光模块
CN102299744B (zh) * 2011-08-23 2013-11-27 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 具有强光保护功能的光模块
CN102340350A (zh) * 2011-10-31 2012-02-01 索尔思光电（成都）有限公司 一种ddmi光模块发端电路及其光功率监控方法
CN102340350B (zh) * 2011-10-31 2014-06-11 索尔思光电（成都）有限公司 一种ddmi光模块发端电路及其光功率监控方法
CN106959492A (zh) * 2017-05-02 2017-07-18 中国电子科技集团公司第三十四研究所 一种小型化可焊接封装的大功率模拟光模块
CN108964773A (zh) * 2018-06-06 2018-12-07 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块温度补偿方法及装置
CN111522103A (zh) * 2020-04-29 2020-08-11 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种光模块

Also Published As

Publication number Publication date
CN101447830B (zh) 2013-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101447830B (zh) 具有数字监控上报功能的epon局端光电模块
CN101895350B (zh) 一种10g以太网无源网络单纤双向光模块
CN101848033B (zh) 一种双速率接收装置
CN102625199B (zh) 双通道gepon olt csfp光模块
CN101350676B (zh) 用于突发式光发射模块的自动平均光功率控制系统
CN102932066B (zh) 一种光模块
CN102299744B (zh) 具有强光保护功能的光模块
CN100512056C (zh) 具有过载保护功能的光接收模块
CN202168086U (zh) 具有强光保护功能的光模块
CN103236883B (zh) Gpon远端系统及数字诊断方法
CN103576258B (zh) 一种集成双通道gpon olt的csfp光模块
CN102843190B (zh) 光模块及其光模块芯片
CN102255656A (zh) 一种无源光网的光网络单元及其信号处理方法
CN203554442U (zh) 一种rssi监控电路
CN203554449U (zh) 实现信号丢失告警的sfp+lrm光模块
CN107517080A (zh) 一种光功率检测方法、装置、设备及光模块
CN104995835A (zh) 突发光接收器、突发光接收器的apd的偏置电压控制方法
CN102868439A (zh) 实现olt光模块管脚复用的控制系统
CN104821478B (zh) 一种可集成的光模块发送光眼图的自动调试电路
CN105656548A (zh) 基于gpon-olt突发接收光功率的检测系统及应用方法
CN201369735Y (zh) 一种具有数字监控上报功能的epon局端光电模块
CN211656146U (zh) 一种rosa性能测试系统
CN103475406A (zh) Onu光模块突发发射光功率监控系统及其监控方法
CN103368640B (zh) 扩展光模块数字诊断监控改进系统
CN203590233U (zh) 一种光模块

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant