CN107394579A - 一种波长调谐的RFoG光节点 - Google Patents
一种波长调谐的RFoG光节点 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107394579A CN107394579A CN201710536992.3A CN201710536992A CN107394579A CN 107394579 A CN107394579 A CN 107394579A CN 201710536992 A CN201710536992 A CN 201710536992A CN 107394579 A CN107394579 A CN 107394579A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- wavelength
- optical
- rfog
- wavelength tuning
- 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.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 99
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 60
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 10
- 101150062794 FH10 gene Proteins 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02407—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling
- H01S5/02415—Active cooling, e.g. the laser temperature is controlled by a thermo-electric cooler or water cooling by using a thermo-electric cooler [TEC], e.g. Peltier element
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/042—Electrical excitation ; Circuits therefor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
一种波长调谐的RFoG光节点，其安装于用户端，包括半导体激光器，所述半导体激光器上连接有检测其温度的温度检测电路，所述温度检测电路与根据其输出的检测值输出控制信号的单片机连接，所述单片机与由其控制的电流驱动电路连接，所述电流驱动电路与由其控制供电电流大小和供电方向的半导体制冷片连接，所述半导体制冷片与由其控制调节输出光信号波长大小的半导体激光器连接。本发明的半导体激光器采用普遍使用的BOSA光器件，只是封装LD半导体激光管，降低了成本，使用范围广；并且通过增加温度检测电路、半导体制冷片，实现BOSA内DFB激光器LD光波长的调谐功能，解决双向HFC网络的OBI噪声问题。
Description
技术领域
本发明属于有线电视领域，涉及一种波长调谐的RFoG光节点。
背景技术
RFoG光节点作为有线电视双向HFC网络中的重要传输设备，由于具有屏蔽回传汇聚噪声、优化网络结构的优点，在CMTS(电缆调制解调器终端系统)中得到越来越广泛的应用。但是随着光纤网络向着用户端的不断延伸，光节点数量剧增，如果回传通道有相同光波长接入情况下的就会产生OBI(光拍频干扰)噪声问题。目前都是采用不同回传光波长的光节点解决OBI噪声问题，如专利号201420621277中公开的一种降低光拍频噪声的有线电视接入网系统，包括下行光发射机、上行光接收机、用于将光信号的能量平均分配到多个输出端口的光分路器、用于复合下行光信号和上行光信号的波分复用器和多个与终端用户通信的不同波长发射的RFoG光节点，所述波分复用器一端分别与下行光发射机和上行光接收机连接，所述波分复用器另一端与光分路器连接，所述光分路器与多个不同波长发射的RFoG光节点连接。本发明的RFoG光节点的上行采用不同波长发射的光信号，可有效减少有线电视接入网络系统中光混合传输过程中产生的OBI问题，但是采用不同回传光波长的光节点对于有线电视网络的安装、调试、维护都带来了极大的不方便。而RFoG光节点要设计成波长调谐，光节点内使用的激光器必须是波长调谐，但是目前市场上蝶形封装的波长调谐的DFB激光器价格非常昂贵，无法在需求量非常大的用户端RFoG光节点上使用，而且目前的调谐半导体激光器都是用在前端设备上。
发明内容
本发明提出了一种成本低、有效解决双向HFC网络的OBI噪声问题的波长调谐的RFoG光节点。
本发明采用的技术方案是：
一种波长调谐的RFoG光节点，其安装于用户端，包括半导体激光器，其特征在于：所述半导体激光器上连接有检测其温度的温度检测电路，所述温度检测电路与根据其输出的检测值输出控制信号的单片机连接，所述单片机与由其控制的电流驱动电路连接，所述电流驱动电路与由其控制供电电流大小和供电方向的半导体制冷片连接，所述半导体制冷片与由其控制调节输出光信号波长大小的半导体激光器连接。本发明的半导体激光器不采用目前市场上价格非常昂贵的蝶形封装的波长调谐DFB激光器，还是采用目前RFoG光节点中电路中的普遍使用的 BOSA光器件，只是封装LD半导体激光管，降低了成本，使用范围广；并且通过增加温度检测电路、半导体制冷片，实现BOSA内DFB激光器LD光波长的调谐功能，解决双向HFC网络的OBI噪声问题。
进一步，所述温度检测电路与单片机之间连接有模数转换电路。单片机通过模数转换电路监测温度检测电路的热敏电阻的阻值变化。
进一步，所述半导体激光器是一内部只封装了半导体激光管的BOSA光器件，降低成本。
进一步，所述BOSA光器件是欧盛德公司的1550nm接收、1610nm发射的 BOSA光器件，其中半导体激光器是DFB激光器，输出光功率为2MW。
进一步，所述半导体制冷片的制冷面和BOSA光器件的金属外壳表面紧密接触设置。
进一步，所述半导体制冷片是采用大和热磁电子有限公司的半导体制冷片TEC20031，热面和冷面的面积是12mm*6mm，制冷量为5w，半导体制冷片冷热端的温差达到78度。
进一步，所述温度检测电路采用热敏电阻器，所述热敏电阻器与半导体激光管紧密接触设置。热敏电阻器的电阻值随着半导体激光器的温度变化而变化，并由单片机来监测温度的变化。
进一步，所述热敏电阻器采用三菱FH10，其工作的温度范围在-40℃-+125℃。
进一步，所述半导体激光器的输出光信号的波长与半导体激光管的温度调谐系数为0.1nm/度。
进一步，所述电流驱动电路是基于H桥的电流驱动电路，其输入端与单片机的PWM接口连接。
本发明的有益效果：
1、采用波长调谐的RFoG光节点，输出光信号波长可以在16个不同DWDM波长范围内连续可调，有线电视网络中使用多DWDM波长的RFoG光节点可以有效地解决双向HFC网络回传通道的OBI(光拍频干扰)噪声问题。
2、采用本发明的技术方案，波长调谐RFoG光节点中所使用的DFB激光器的成本极大地降低，目前用在有线电视设备上的蝶形调谐半导体激光器价格都是万元级的，而本发明的1550nm接收、1610nm发射的BOSA光器件只需要90元人民币，可以看出成本大大的降低了，非常适合大批量生产，使得波长调谐的RFoG 光节点能够得到大量推广。
附图说明
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是采用相同光波长时试验网络NPR指标线条图。
图3是采用不同光波长时试验网络NPR指标线条图。
具体实施方式
下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。
参见图1，一种波长调谐的RFoG光节点，其安装于用户端，包括半导体激光器1，所述半导体激光器1上连接有检测其温度的温度检测电路2，所述温度检测电路2与根据其输出的检测值输出控制信号的单片机4连接，所述温度检测电路2与单片机4之间连接有模数转换电路3，所述单片机4与由其控制的电流驱动电路5连接，所述电流驱动电路5与由其控制供电电流大小和供电方向的半导体制冷片6连接，所述半导体制冷片6与由其控制调节输出光信号波长大小的半导体激光器1连接。
本发明的半导体激光器1不采用目前市场上价格非常昂贵的蝶形封装的DFB 波长调谐激光器，还是采用目前RFoG光节点电路中的普遍使用的BOSA光器件，只是封装LD半导体激光管。半导体制冷片6的制冷面和BOSA光器件的金属外壳表面紧密接触。温度检测装置2采用热敏电阻器，热敏电阻器与LD半导体激光管紧密接触，热敏电阻器的电阻值随着激光器的温度变化而变化，由于输出光信号的波长和半导体激光管的温度的调谐系数是0.1nm/度，单片机通过模数转换电路监测热敏电阻的阻值变化，同时控制电流驱动电路，调整驱动电路对半导体制冷片的供电电流大小和供电方向，即可实现对激光器输出光信号的波长控制。
本实施例中的光器件采用欧盛德公司的1550nm接收、1610nm发射的BOSA，其中LD为DFB激光器，输出光功率2mw。采用大和热磁电子有限公司的半导体制冷片TEC20031，热面和冷面的面积是12mm*6mm，制冷量为5w，半导体制冷片冷热端的温差可以达到78度。热敏电阻器采用三菱FH10，热敏电阻的阻值在-40℃至+125℃之间会持续变化，FH10的产品规格书中提供了-40℃至+125℃范围内热敏电阻阻值的详细数据，其中25℃时热敏电阻的阻值是1.000E+04Ω，0℃时热敏电阻的阻值是3.282E+04Ω，40℃时热敏电阻的阻值是5.325E+03Ω。单片机通过PWM口(脉宽调制输出口)控制基于H桥的电流驱动电路，可以调整半导体制冷片的供电电流大小和供电方向，使得激光器LD管的工作温度发生变化，而激光器LD管的温度和输出光信号的波长的调谐系数是0.1nm/度，可以实现对激光器输出光信号的波长控制。采用波长调谐RFoG光节点，可以根据需要调谐成16个不同DWDM波长的RFoG光节点，可以有效地解决双向HFC网络回传OBI(光拍频干扰)噪声问题。
当光节点采用同波长DFB激光器时(如λ＝1610nm)，随同一时刻同波长发射光信号的光节点的数量增多，会导致明显的OBI现象，NPR呈现较大幅度的劣化。而采用本发明的波长调谐RFoG光节点，即光节点使用不同波长的DFB激光器时， NPR可稳定在标准要求的正常值，并且底噪也是稳定的。
本发明相比目前用来解决双向HFC网络回传OBI噪声问题的蝶形调谐半导体激光器，成本上大大降低了，目前用在有线电视设备上的蝶形调谐半导体激光器价格都是万元级的，而本发明的1550nm接收、1610nm发射的BOSA光器件只需要90元人民币，可以看出成本大大的降低了，非常适合大批量生产，使得波长调谐的RFoG光节点能够得到大量推广。
OBI发生的根本原因是由于传统RFoG网络中同1个CMTS端口下所带的光节点回传光波长是相同的(如λ＝1610nm)，这样当Docsis3.0/3.1系统采用4信道捆绑或8信道捆绑时，同1个CMTS端口下同一时刻会有多台RFoG光节点发射光信号，导致同波长光在混合过程中出现噪声干扰，使NPR(数字信号电平与反向通道总噪声功率比)指标劣化。传统RFoG的典型网络拓扑结构是1个CMTS 端口带8个光节点，如果将同1个CMTS端口下的RFoG光节点采用不同的波长，利用光谱复用技术来避免信道捆绑时所产生的同波长干扰情况，从而实现OBI优化。
采用相同光波长时试验网络NPR的测试数据如表1。采用相同光波长时试验网络NPR指标曲线图如图2所示。
表1
采用不同光波长时试验网络NPR的测试数据如表2。采用不同光波长时试验网络NPR指标曲线图如图3所示。
表2
可见当光节点1～8都采用同波长DFB激光器时(如λa＝1610nm)，NPR随同一时刻同波长发射光信号的光节点的数量增多，导致OBI现象增多，而呈现较大幅度的NPR劣化现象。当光节点1～8采用8个不同波长DFB激光器时(λa～λh)， NPR可稳定在标准要求的正常值，并且底噪也是稳定的。另外，同一时刻同时发射光信号的光波长越多，因光节点整机底噪的叠加效应，NPR值会相应变差，但这不是OBI的作用。从而得到采用波长调谐的RFoG光节点，输出光信号波长可以在16个不同DWDM波长范围内连续可调，有线电视网络中使用多DWDM波长的 RFoG光节点可以有效地解决双向HFC网络回传通道的OBI(光拍频干扰)噪声问题。
Claims (10)
1.一种波长调谐的RFoG光节点，其安装于用户端，包括半导体激光器，其特征在于：所述半导体激光器上连接有检测其温度的温度检测电路，所述温度检测电路与根据其输出的检测值输出控制信号的单片机连接，所述单片机与由其控制的电流驱动电路连接，所述电流驱动电路与由其控制供电电流大小和供电方向的半导体制冷片连接，所述半导体制冷片与由其控制调节输出光信号波长大小的半导体激光器连接。
2.根据权利要求1所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述温度检测电路与单片机之间连接有模数转换电路。
3.根据权利要求1所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述半导体激光器是一内部只封装了半导体激光管的BOSA光器件。
4.根据权利要求3所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述BOSA光器件是欧盛德公司的1550nm接收、1610nm发射的BOSA光器件，其中半导体激光器是DFB激光器，输出光功率为2MW。
5.根据权利要求3所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述半导体制冷片的制冷面和BOSA光器件的金属外壳表面紧密接触设置。
6.根据权利要求5所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述半导体制冷片是采用大和热磁电子有限公司的半导体制冷片TEC20031，热面和冷面的面积是12mm*6mm，制冷量为5w，半导体制冷片冷热端的温差达到78度。
7.根据权利要求3所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述温度检测电路采用热敏电阻器，所述热敏电阻器与半导体激光管紧密接触设置。热敏电阻器的电阻值随着半导体激光器的温度变化而变化，并由单片机来监测温度的变化。
8.根据权利要求7所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述热敏电阻器采用三菱FH10，其工作的温度范围在-40℃-+125℃。
9.根据权利要求3所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述半导体激光器的输出光信号的波长与半导体激光管的温度调谐系数为0.1nm/度。
10.根据权利要求1～9之一所述的一种波长调谐的RFoG光节点，其特征在于：所述电流驱动电路是基于H桥的电流驱动电路，其输入端与单片机的PWM接口连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710536992.3A CN107394579A (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种波长调谐的RFoG光节点 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710536992.3A CN107394579A (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种波长调谐的RFoG光节点 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107394579A true CN107394579A (zh) | 2017-11-24 |
Family
ID=60335084
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710536992.3A Pending CN107394579A (zh) | 2017-07-04 | 2017-07-04 | 一种波长调谐的RFoG光节点 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107394579A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110061800A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-26 | 浙江省广电科技股份有限公司 | 一种可调谐dwdm波长光节点的波长稳定系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101841128A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-09-22 | 天津大学 | 激光二极管快速温度调谐的动态波长辨识方法与装置 |
| CN104466669A (zh) * | 2013-09-23 | 2015-03-25 | 南京威宁锐克信息技术有限公司 | 可调谐激光器 |
| US20150304052A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Arris Enterprises, Inc. | Optical combiner energy harvesting |
| CN205248613U (zh) * | 2015-11-08 | 2016-05-18 | 中国计量学院 | 一种半导体激光器电源驱动和温度控制装置 |
| CN207074783U (zh) * | 2017-07-04 | 2018-03-06 | 浙江省广电科技股份有限公司 | 一种波长调谐的光节点 |
-
2017
- 2017-07-04 CN CN201710536992.3A patent/CN107394579A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101841128A (zh) * | 2009-12-30 | 2010-09-22 | 天津大学 | 激光二极管快速温度调谐的动态波长辨识方法与装置 |
| CN104466669A (zh) * | 2013-09-23 | 2015-03-25 | 南京威宁锐克信息技术有限公司 | 可调谐激光器 |
| US20150304052A1 (en) * | 2014-04-21 | 2015-10-22 | Arris Enterprises, Inc. | Optical combiner energy harvesting |
| CN205248613U (zh) * | 2015-11-08 | 2016-05-18 | 中国计量学院 | 一种半导体激光器电源驱动和温度控制装置 |
| CN207074783U (zh) * | 2017-07-04 | 2018-03-06 | 浙江省广电科技股份有限公司 | 一种波长调谐的光节点 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110061800A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-26 | 浙江省广电科技股份有限公司 | 一种可调谐dwdm波长光节点的波长稳定系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7783195B2 (en) | Format converter with smart multitap with digital forward and reverse | |
| CN1886564B (zh) | 多波长双向光复用器 | |
| FI98030C (fi) | Yhteisellä kuituoptisella yhteydellä varustettu dynaamisesti vastaava kaapelitelevisiojärjestelmä | |
| US8350641B2 (en) | Band selective isolation bridge for splitter | |
| US7885542B2 (en) | Format converter with smart multitap and upstream signal regulator | |
| CN207074783U (zh) | 一种波长调谐的光节点 | |
| CN104471878B (zh) | 一种监控光信号方法、信号监测装置和光网络系统 | |
| CN107394579A (zh) | 一种波长调谐的RFoG光节点 | |
| US20110255862A1 (en) | Optical network unit (onu) having controllable optical output and method of controlling the optical output of an onu | |
| CN103868536A (zh) | 一种嵌入式光纤光栅解调设备 | |
| CN104913840A (zh) | 一缆式光纤振动报警系统 | |
| CN104823392B (zh) | 一种双向光组件 | |
| US20090052901A1 (en) | Hybrid fiber coax (hfc) circuit | |
| JP2004032476A (ja) | 局側装置及び加入者側装置並びに光通信システム | |
| CN101951352A (zh) | 有线电视综合网关 | |
| CN108631874A (zh) | 面向10g-pon应用的无制冷器的olt光组件及光模块 | |
| CN202841136U (zh) | 一种应用于三网融合网络的RFoG光节点 | |
| CN202309985U (zh) | 一种密集波分复用型3g视频sfp模块 | |
| CN107171182A (zh) | 基于plc的多波长集成可调激光器组件 | |
| CN205961318U (zh) | 一种基于pon的视频监控系统 | |
| CN201263185Y (zh) | 光纤接入型电视机 | |
| CN206115239U (zh) | 一种mvr工艺用抗干扰控制系统 | |
| CN206364804U (zh) | 一种无色密集波分复用接入网光线路终端光模块 | |
| CN105628237A (zh) | 一种igbt模块温度检测方法 | |
| CN206644827U (zh) | 应用于铁路转辙机上的电力载波模块 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171124 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |