CN106324770A - 一种基于xfp可热插拔的模拟光发模块 - Google Patents

一种基于xfp可热插拔的模拟光发模块 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于XFP可热插拔的模拟光发模块，所述模拟光发模块包括：光器件单元，巴伦转换器，耦合器，阻抗匹配电路，LDO2芯片，功率检测器，APC控制器和单片机；所述模拟光发模块体积小，功耗低，信号接口、电源接口和数据线接口都采用XFP金手指方式，支持热插拔，能够对光发模块进行控制和监控，当光发模块出现问题，光发模块的单片机可以发出报警信号，方便维护人员进行设备维护。

Description

一种基于 XFP 可热插拔的模拟光发模块
技术领域
本发明涉及一种模拟光发模块，尤其涉及一种基于XFP可热插拔的模拟光发模块。
背景技术
目前，在传统通信设备或CATV设备中大量采用模拟光发模块来传输模拟信号，进行信号覆盖，这种传输方式成本低，系统简单，性能稳定可靠。模拟光发模块在系统中是一个重要部件，其基本原理就是把近端的射频信号直接调制到激光上，调制了信号的激光通过光纤传输到远处接收端，然后，通过光收模块将激光中的信号还原成射频信号。目前的模拟光发模块的体积大，功耗高，在系统中占有很大空间，不方便更换。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟光发模块，体积小，功耗低，信号接口、电源接口和数据线接口都采用XFP金手指方式，支持热插拔，能够对光发模块进行控制和监控，当光发模块出现问题，光发模块的单片机可以发出报警信号，方便维护人员进行设备维护。为了实现上述目的，本发明提供一种模拟光发模块，所述模拟光发模块包括：
光器件单元，所述光器件单元包括光隔离器、LD激光器、PD探测器和光接口，所述光器件单元用于接收射频信号并输出经过射频信号调制的激光信号。所述光隔离器用于LD激光器隔离保护，防止激光器发射出去的激光信号反射回来，对激光器的工作状态产生影响；所述LD激光器用于产生激光信号；所述PD探测器用于探测LD激光器的激光功率并产生电压，将电压输出至APC控制器。
巴伦转换器，用于将XFP模拟发光单元输入的100欧姆的差分信号转换成50欧姆射频信号并输出至射频放大器。
耦合器，用于耦合射频主通路中的射频信号，让主通路中的一小部分射频信号传送到功率检测器；
阻抗匹配电路，用于匹配LD激光器，将射频信号耦合至LD激光器；
LDO2芯片，用于稳定单片机的DAC的工作电压；
功率检测器，用于产生与射频信号的功率成比例关系的电压并输出至单片机，以检测射频信号的功率。
APC控制器，用于接收PD探测器输出的电压产生激光控制信号并输出至单片机，通过激光控制信号控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率。
单片机，可以接收并存储功率检测器输出的电压，以检测射频功率的大小；可以接收APC控制器输出的激光控制信号；控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；可以存储模拟光发模块的型号和出厂编码信息。
所述的模拟光发模块，所述模拟光发模块还可以包括LDO1芯片和射频放大器，所述LDO1芯片用于稳定射频放大器的工作电压；所述射频放大器用于将巴伦转换器输出的射频信号放大后输出至耦合器。
所述的模拟光发模块，所述模拟光发模块还包括ATC控制器；所述光器件单元包括TEC制冷器和热敏电阻，所述热敏电阻用于检测光器件单元的温度并产生温度控制信号，所述温度控制信号输出至ATC控制器；所述ATC控制器控制TEC制冷器进行制热或制冷，使光器件单元的温度保持在设定的温度。
所述的模拟光发模块，所述ATC控制器可以将温度控制信息输出至单片机，所述单片机可以通过温度控制信息查询光器件单元的温度和TEC制冷器的工作电流大小；所述单片机可以存储设定的光器件单元的温度值及热敏电阻产生的温度控制信号，并对温度控制信号与设定的光器件单元的温度值进行逻辑判断，所述温度控制信号对应的温度超出设置的值，将产生报警信号并通过APC控制器输出激光控制信号关闭LD激光器的工作电流进而关闭LD激光器。
采用本发明的技术方案后与现有技术相比，本发明具备如下优点和有益效果：
1. 体积小，可以节省设备的空间，降低设备成本；
2. 支持热插拔，方便设备的更换和维护，可以提高工作效率；
3. 采用金手指替代传统的射频电缆，除方便插拔外还节约成本；
4. 能对模拟光发模块进行实时监控和设置，方便客户使用，更加智能化；
5. 在光发模块中，能够对射频信号功率检测来判断射频通路是否顺畅，便于排查问题；当射频信号功率太大，会自动关掉激光器，避免激光器烧坏。
附图说明
图1本发明实施例一的电路原理框图；
图2本发明实施例二的电路原理框图；
图3本发明实施例三的电路原理框图。
图中，1-巴伦转换器，2-耦合器，3-阻抗匹配电路，4-光器件单元，5-功率检测器，6-LDO2芯片，7-单片机，8-APC控制器，9-ATC控制器，10-PD探测器，11-LD激光器，12-光隔离器，13-光接口，14-热敏电阻，15-TEC制冷器，16-射频放大器，17-LDO1芯片。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例一
本发明实施例一所述的模拟光发模块的电路原理见图1，实施例所述的模拟光发模块包括：光器件单元、巴伦转换器、耦合器、阻抗匹配电路、LDO2芯片、APC控制器和单片机。
所述光器件单元包括光隔离器、LD激光器、PD探测器和光接口，所述光器件单元用于接收射频信号并输出经过射频信号调制的激光信号；所述光隔离器用于LD激光器隔离保护，防止激光器发射出去的激光信号反射回来，对激光器的工作状态产生影响；所述LD激光器用于产生激光信号；所述PD探测器用于探测LD激光器的激光功率并产生电压，将电压输出至APC控制器。
所述巴伦转换器用于将XFP模拟发光单元输入的100欧姆的差分信号转换成50欧姆射频信号并输出至射频放大器。
所述耦合器用于耦合射频主通路中的射频信号，让主通路中的一小部分射频信号传送到功率检测器。
所述阻抗匹配电路用于匹配LD激光器，将射频信号耦合至LD激光器。
所述LDO2芯片用于稳定单片机的DAC的工作电压。
所述功率检测器用于产生与射频信号的功率成比例关系的电压并输出至单片机，以检测射频信号的功率。
所述APC控制器用于接收PD探测器输出的电压产生激光控制信号并输出至单片机，通过激光控制信号控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率。
所述单片机可以接收并存储功率检测器输出的电压，以检测射频功率的大小；可以接收APC控制器输出的激光控制信号，控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；可以存储模拟光发模块的型号和出厂编码信息。
本发明实施例一所述的基于XFP可热插拔的模拟光发模块与现有技术相比，具备如下优点和有益效果：
1. 体积小，可以节省设备的空间，降低设备成本，用XFP替代传统的射频电缆也节约了成本；
2. 支持热插拔，方便设备的更换和维护，可以提高工作效率。
实施例二
本发明实施例二所述的模拟光发模块的电路原理见图2，实施例二所述的基于XFP可热插拔的模拟光发模块与实施例一同样包括：光器件单元、巴伦转换器、耦合器、阻抗匹配电路、LDO2芯片、APC控制器和单片机，此外，实施例二所述的模拟光发模块还包括LDO1芯片和射频放大器。
所述光器件单元包括光隔离器、LD激光器、PD探测器和光接口，所述光器件单元用于接收射频信号并输出经过射频信号调制的激光信号；所述光隔离器用于LD激光器隔离保护，防止激光器发射出去的激光信号反射回来，对激光器的工作状态产生影响；所述LD激光器用于产生激光信号；所述PD探测器用于探测LD激光器的激光功率并产生电压，将电压输出至APC控制器。
所述巴伦转换器用于将XFP模拟发光单元输入的100欧姆的差分信号转换成50欧姆射频信号并输出至射频放大器。
所述耦合器用于耦合射频主通路中的射频信号，让主通路中的一小部分射频信号传送到功率检测器。
所述阻抗匹配电路用于匹配LD激光器，将射频信号耦合至LD激光器。
所述LDO2芯片用于稳定单片机的DAC的工作电压。
所述功率检测器用于产生与射频信号的功率成比例关系的电压并输出至单片机，以检测射频信号的功率。
所述APC控制器用于接收PD探测器输出的电压产生激光控制信号并输出至单片机，通过激光控制信号控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率。
所述单片机可以接收并存储功率检测器输出的电压，以检测射频功率的大小；可以接收APC控制器输出的激光控制信号；控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；可以存储模拟光发模块的型号和出厂编码信息。
所述LDO1芯片用于稳定射频放大器的工作电压。
所述射频放大器用于将巴伦转换器输出的射频信号放大后输出至耦合器。
本发明实施例二所述的基于XFP可热插拔的模拟光发模块与现有技术相比，具备如下优点和有益效果：
1. 体积小，可以节省设备的空间，降低设备成本，用XFP替代传统的射频电缆也节约了成本；
2. 支持热插拔，方便设备的更换和维护，可以提高工作效率；
3. 能对模拟光发模块进行实时监控和设置，方便客户使用，更加智能化。
实施例三
本发明实施例三所述的模拟光发模块的电路原理见图3，实施例三所述的基于XFP可热插拔的模拟光发模块与实施例二同样包括：光器件单元、巴伦转换器、耦合器、阻抗匹配电路、LDO2芯片、APC控制器、单片机、LDO1芯片和射频放大器，此外，实施例三所述的模拟光发模块还包括ATC控制器；所述光器件单元包括TEC制冷器和热敏电阻，所述热敏电阻用于检测光器件单元的温度并产生温度控制信号，所述温度控制信号输出至ATC控制器；所述ATC控制器控制TEC制冷器进行制热或制冷，使光器件单元的温度保持在设定的温度；所述ATC控制器可以将温度控制信号输出至单片机，所述单片机可以通过温度控制信息查询光器件单元的温度和TEC制冷器的工作电流大小。
所述光器件单元包括光隔离器、LD激光器、PD探测器和光接口，所述光器件单元用于接收射频信号并输出经过射频信号调制的激光信号；所述光隔离器用于LD激光器隔离保护，防止激光器发射出去的激光信号反射回来，对激光器的工作状态产生影响；所述LD激光器用于产生激光信号；所述PD探测器用于探测LD激光器的激光功率并产生电压，将电压输出至APC控制器。
所述巴伦转换器用于将XFP模拟发光单元输入的100欧姆的差分信号转换成50欧姆射频信号并输出至射频放大器。
所述耦合器用于耦合射频主通路中的射频信号，让主通路中的一小部分射频信号传送到功率检测器。
所述阻抗匹配电路用于匹配LD激光器，将射频信号耦合至LD激光器。
所述LDO2芯片用于稳定单片机的DAC的工作电压。
所述功率检测器用于产生与射频信号的功率成比例关系的电压并输出至单片机，以检测射频信号的功率。
所述APC控制器用于接收PD探测器输出的电压产生激光控制信号并输出至单片机，通过激光控制信号控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率。
所述单片机可以接收并存储功率检测器输出的电压，以检测射频功率的大小；可以接收APC控制器输出的激光控制信号；控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；可以存储设定的光器件单元的温度值及热敏电阻产生的温度控制信号，并对温度控制信号与设定的光器件单元的温度值进行逻辑判断，所述温度控制信号对应的温度超出设置的值，将产生报警信号并通过APC控制器输出激光控制信号关闭LD激光器的工作电流进而关闭LD激光器；可以存储模拟光发模块的型号和出厂编码信息。
采用本发明实施例三的技术方案后与现有技术相比，本发明具备如下优点和有益效果：
1.体积小，可以节省设备的空间，降低设备成本；
2.支持热插拔，方便设备的更换和维护，可以提高工作效率；
3.采用XFP替代传统的射频电缆，除方便插拔外还节约成本；
4.能对模拟光发模块进行实时监控和设置，方便客户使用，更加智能化；
5.在光发模块中，能够对射频信号功率检测来判断射频通路是否顺畅，便于排查问题；当射频信号功率太大，会自动关掉激光器，避免激光器烧坏。
上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于XFP可热插拔的模拟光发模块，其特征在于，所述模拟光发模块包括：
光器件单元，所述光器件单元包括光隔离器、LD激光器、PD探测器和光接口，所述光器件单元用于接收射频信号并输出经过射频信号调制的激光信号；所述光隔离器用于LD激光器隔离保护，防止激光器发射出去的激光信号反射回来，对激光器的工作状态产生影响；所述LD激光器用于产生激光信号；所述PD探测器用于探测LD激光器的背光激光功率并产生电压，将电压输出至APC控制器；
巴伦转换器，用于将模拟光发模块输入的100欧姆差分信号转换成50欧姆射频信号并输出至射频放大器；
耦合器，用于耦合射频主通路中的射频信号，让主通路中的一小部分射频信号传送到功率检测器；
阻抗匹配电路，用于匹配LD激光器，将射频信号耦合至LD激光器；
LDO2芯片，用于稳定单片机的DAC的工作电压；
功率检测器，用于产生与射频信号的功率成比例关系的电压并输出至单片机，以检测射频信号的功率；
APC控制器，用于接收PD探测器输出的电压产生激光控制信号并输出至单片机，用单片机控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；
单片机，可以接收并存储功率检测器输出的电压，以检测射频功率的大小；可以接收APC控制器输出的激光控制信号；控制LD激光器的工作电流的大小进而控制LD激光器的发光功率；可以存储模拟光发模块的型号和出厂编码信息。
2.如权利要求1所述的模拟光发模块，其特征在于，所述模拟光发模块还包括LDO1芯片和射频放大器，所述LDO1芯片用于稳定射频放大器的工作电压；所述射频放大器用于将巴伦转换器输出的射频信号放大后输出至耦合器。
3.如权利要求2所述的模拟光发模块，其特征在于，所述模拟光发模块还包括ATC控制器；所述光器件单元包括TEC制冷器和热敏电阻，所述热敏电阻用于检测光器件单元的温度并产生温度控制信号，所述温度控制信号输出至ATC控制器；所述ATC控制器控制TEC制冷器进行制热或制冷，使光器件单元的温度保持在设定的温度。
4.如权利要求3所述的模拟光发模块，其特征在于，所述ATC控制器可以将温度控制信息输出至单片机，所述单片机可以通过温度控制信息查询光器件单元的温度和TEC制冷器的工作电流大小，所述单片机可以存储设定的光器件单元的温度值及热敏电阻产生的温度控制信号，并对温度控制信号与设定的光器件单元的温度值进行逻辑判断，所述温度控制信号对应的温度超出设置的值，将产生报警信号并通过APC控制器输出激光控制信号关闭LD激光器的工作电流进而关闭LD激光器。
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