CN109347564A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，包括激光器和外搭偏置电路，外搭偏置电路的输入端连接光模块的MCU，外搭偏置电路的输出端连接激光器；外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器、MOS管和控制开关；运算放大器的输入端连接MCU,运算放大器的输出端连接MOS管的栅极，运算放大器用于放大所述MCU输出至所述MOS管栅极的电压，增加所述MOS管栅极的电压调整范围；所述MOS管的源极用于连接电源，所述MOS管的漏极连接所述控制开关的输入端；所述控制开关的输出端连接所述激光器，所述控制开关接收突发信号，所述控制开关根据所述突发信号开启所述激光器。本申请提供的光模块，使光线路终端光模块兼具ns级别突发发射和突发接收的性能。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信设备技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

随着人们对通信需求的增长，光纤接入(FTTx)得到了快速发展。以无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术为主的光纤接入技术已经以多种形态在全球得到了广泛应用。PON是指ODN(Optical Distribution Network，光配线网络)中不含有任何电子器件及电子电源，ODN全部由光分路器等无源器件组成，不需要贵重的有源电子设备。一个无源光网络包括一个安装于中心控制站的光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)，一级一批配套的安装于用户场所的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)。

但在长期的使用中，运营商和设备商反应，在一个无源光网络中同时包括OLT和ONU，将增加运营管理成本。为了能在无源光网络中进一步节省运营管理成本，有人提出在一个无源光网络中使用同一种过模块，如在无源光网络中统一使用OLT。附图1现有技术中一种典型OLT构架，所述OLT包括发射组件和接收组件，其中，OLT的发射组件包括激光器驱动芯片和激光器，激光器驱动芯片接收光模块MCU命令驱动激光器，可实现OLT的连续发射；OLT的接收组件包括能够实现突发接收的激光探测器和限幅放大器，可实现OLT的突发接收。

而众所周知，光模块的突发发射性能与其中的激光器的突发开启时间的长短密切相关。在OLT中，由于激光器驱动芯片受自身因素以及连续发射需求影响，激光器驱动芯片突发开启激光器的时间通常为10us，从而使光模块的突发开启时间只能达到us级别，然而在无源光网络中光模块的突发开启时间要求小于128ns(ns级别)。因此，现有的OLT无法适应ns级别突发时间的性能指标要求。

发明内容

本申请提供了一种光模块，使光线路终端光模块兼具ns级别突发发射和突发接收的性能，促进在无源光网络中统一使用一种光模块的实现。

本申请提供了一种光模块，包括激光器，所述光模块还包括外搭偏置电路，所述外搭偏置电路的输入端连接所述光模块的MCU，所述外搭偏置电路的输出端连接所述激光器；其中：

所述外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器、MOS管和控制开关；

所述运算放大器的输入端连接所述MCU,所述运算放大器的输出端连接所述MOS管的栅极，所述运算放大器用于放大所述MCU输出至所述MOS管栅极的电压，增加所述MOS管栅极的电压调整范围；

所述MOS管的源极用于连接电源，所述MOS管的漏极连接所述控制开关的输入端；

所述控制开关的输出端连接所述激光器，所述控制开关接收突发信号，所述控制开关根据所述突发信号开启所述激光器。

本申请提供的光模块，包括激光器以及连接所述激光器的外搭偏置电路，所述外搭偏置电路的输入端连接光模块的MCU，输出端连接激光器，通过外搭偏置电路实现激光器的突发开启。具体的，外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器、MOS管和控制开关，运算放大器的输入端连接MCU，运算放大器和MOS管组成压控电压源，输出偏置电流，控制开关根据接收到的突发信号控制偏置电流是否流经激光器，从而达到激光器的开启或关闭。因为通过突发信号调节控制开关的开启和关闭所用时间为ns级别，所以激光器的突发开启时间处于ns级别，从而达到无源光网络中光模块突发开启时间小于128ns的要求。因此，本申请提供的光模块使光线路终端光模块兼具ns级别突发发射和突发接收的性能，有助于促进在无源光网络中统一使用一种光模块的实现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种典型的光模块的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的外搭偏置电路的原理结构图；

图4为本申请实施例提供的一种外搭偏置电路。

具体实施方式

本申请提供的光模块，使光线路终端光模块兼具ns级别突发发射和突发接收的性能，促进在无源光网络中统一使用一种光模块的实现。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本申请实施例提供的光模块用于无源光网络，本申请实施例提供的光模块与传统的OLT光模块的功能相似，具有突发接收的功能，但其还具有突发开启时间为ns级别的突发发射功能。因此，本申请实施例提供的光模块除了包括与传统OLT光模块相似的结构，还包括实现光模块ns级别突发发射的结构。

如附图2所示，本申请实施例提供的光模块包括激光器以及与激光器相连的外搭偏置电路，外搭偏置电路的输入端连接所述光模块中的MCU，外搭偏置电路的输出端连接激光器。在本申请实施例中，外搭偏置电路用于实现激光器ns级别的突发开启时间，进而实现光模块的ns级别的突发发射，满足光模块在无源光网络中的使用需要。

如附图3所示，在本申请实施例中，外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器1、MOS管2和控制开关3。其中，所述运算放大器1的输入端连接所述MCU,所述运算放大器1的输出端连接所述MOS管2的栅极，所述运算放大器1用于放大所述MCU输出至所述MOS管2栅极的电压，增加所述MOS管2栅极的电压调整范围；

所述MOS管2的源极用于连接电源，所述MOS管2的漏极连接所述控制开关3的输入端；

所述控制开关3的输出端连接所述激光器，所述控制开关3接收突发信号，所述控制开关3根据所述突发信号开启所述激光器。

在本申请实施例中，运算放大器1和MOS管2组成压控电流源,用于为激光器提供点亮电流。具体的，运算放大器1用于放大MCU输出至其的电压，如运算放大器1放大MCU_DA_SET输出的电压。通过运算放大器1放大MCU输出至其的电压，达到增加MOS管2栅极的电压调试范围的目的。当MOS管2栅极的电压发上变化，则MOS管输出的电流则会随之改变，从而达到调整激光器输入电流的目的，实现本申请中激光器发光功率的调整，使通过外搭偏置电路驱动的激光器满足光模块中激光器的使用要求。

控制开关3用于接收突发信号，根据突发信号控制控制开关3的开启和关闭，实现激光器输入电流的通断控制，进而实现激光器的开启控制。在本申请实施例中，控制开关3的开断时间为ns级，因此当控制开关3接收到突发信号，到控制激光器输入电流所用的时间为ns级，使激光器的突发开启时间为ns级，从而使本申请实施例提供的光模块达到ns级突发发射。

本申请实施例提供的光模块，包括激光器以及连接所述激光器的外搭偏置电路，所述外搭偏置电路的输入端连接光模块的MCU，输出端连接激光器，通过外搭偏置电路实现激光器的突发开启。具体的，外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器1、MOS管2和控制开关3，运算放大器1的输入端连接MCU，运算放大器1和MOS管2组成压控电压源，输出偏置电流，控制开关3根据接收到的突发信号控制偏置电流是否流经激光器，从而达到激光器的开启或关闭。又因为通过突发信号调节控制开关的开启和关闭所用时间为ns级别，所以激光器的突发开启时间处于ns级别，从而达到无源光网络中光模块突发开启时间小于128ns的要求。因此，本申请提供的光模块使光线路终端光模块兼具ns级别突发发射和突发接收的性能，有助于促进在无源光网络中统一使用一种光模块的实现。

在本申请实施例提供的光模块中，其完成突发接收功能的组件包括激光探测器和突发限幅放大器，所述激光探测器的输入端用于接收光信号，所述激光探测器的输出端连接所述突发限幅放大器的输入端，所述突发限幅放大器的输出端连接所述光模块的输出端，用于输出转化调整后的电信号。

激光探测器用于接收光路组件输出的光信号，转换为电信号，输出至限幅放大电路。激光探测器可选APD探测器、APD-TIA等激光探测器。其中，APD-TIA光接收组件包括管座、TIA(trans-impedance amplifier，跨阻放大器)、APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)等元件，用于接收光路组件输出的光信号，转换为电信号，输出至限幅放大电路。APD-TIA光接收组件能够在下一个突发信号到达之前快速恢复到静态，缩短光模块中突发接收组件电路对下一个突发信号的接收准备时间，从而实现突发接收组件电路的突发接收信号的快速恢复。

突发限幅放大器用于接收经激光探测器转换的电信号，对接收到的电信号进行限幅放大处理，满足突发接收光功率较大或光功率较小时的使用需要。

进一步，在本申请实施例提供的光模块中，所述外搭偏置电路中的控制开关3可选用SGM4157系列的控制开关，如附图4所示。具体的，控制开关3的管脚1接地，控制开关3的管脚3连接所述激光器，控制开关3的管脚4连接MOS管的漏极，控制开关3的管脚6用于接收所述突发信号。如此，根据突发信号电平的高低，控制偏置电流的流向。可选的，当所述突发信号为高电平时，控制开关3的管脚3导通，即MOS管2的漏极输出的电流通过控制开关3流向所述激光器；当所述突发信号为低电平时，控制开关3的管脚1导通，MOS管2的漏极输出的电流通过控制开关3流向地(GND)。

如附图4所示，在本申请实施例提供的光模块中，运算放大器1的同向输入端连接所述MCU，接收所述MCU的输出电压，运算放大器1的反向输入端连接MOS管的漏极，或者运算放大器1的反向输入端连接控制开3关的管脚4。具体的，在本申请具体实施方式中，运算放大器1选用NCS2001系列放大器，其管脚5用于连接电源。优选的，在本实例中，所述外搭偏置电路还包括第二电容8，所述第二电容8的一端连接所述运算放大器1的管脚5，另一端接地。第二电容8用于滤除所述连接管脚5电源中的干扰信号，有利于保证所述运算放大器1工作效果。

在本申请实施例提供的光模块中，所述激光器为EML激光器，所述EML激光器用于根据从EML驱动芯片接收到的电信号发射光信号。EML激光器的消光比通常大于8dB，有助于促进光模块适应高功率需求。

在本申请具体实施例中，所述外搭偏置电路还包括第一电阻4，所述第一电阻4的一端连接所述MOS管2的漏极，所述第一电阻4的另一端连接所述控制开关3的管脚4。

在本申请具体实施例中，所述外搭偏置电路还包括第一电容5，所述第一电容5的一端连接所述控制开关3的管脚4，所述第一电容5的另一端接地。所述第一电容5用于MOS管2输入所述控制开关3的管脚4电流内杂质干扰信号，有利于保证激光器发光功率。

在本申请具体实施例中，所述外搭偏置电路还包括电感6，所述电感6的一端连接所述控制开关3的管脚3，所述电感6的另一端连接所述激光器。所述电感6用于提高输入值激光器电流的质量。

在本申请具体实施例中，所述外搭偏置电路还包括第二电阻7，所述第二电阻7的一端连接所述控制开关3的管脚6，所述第二电阻7的另一端用于接收突发信号。第二电阻7用作外搭偏置中输入突发信号电路兼容。

在本申请具体实施例中，所述外搭偏置电路还包括第三电阻9，所述第三电阻9的一端连接所述控制开关3的管脚1，所述第三电阻9的另一端接地。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种光模块，包括激光器，其特征在于，所述光模块还包括外搭偏置电路，所述外搭偏置电路的输入端连接所述光模块的MCU，所述外搭偏置电路的输出端连接所述激光器；其中：

所述外搭偏置电路包括依次连接的运算放大器、MOS管和控制开关；

所述运算放大器的输入端连接所述MCU,所述运算放大器的输出端连接所述MOS管的栅极，所述运算放大器用于放大所述MCU输出至所述MOS管栅极的电压，增加所述MOS管栅极的电压调整范围；

所述MOS管的源极用于连接电源，所述MOS管的漏极连接所述控制开关的输入端；

所述控制开关的输出端连接所述激光器，所述控制开关接收突发信号，所述控制开关根据所述突发信号开启所述激光器。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述控制开关的管脚1接地，所述控制开关的管脚3连接所述激光器，所述控制开关的管脚4连接所述MOS管的漏极，所述控制开关的管脚6用于接收所述突发信号；

当所述突发信号为高电平时，所述控制开关的管脚3导通；

当所述突发信号为低电平时，所述控制开关的管脚1导通。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述运算放大器的同向输入端连接所述MCU，所述运算放大器的反向输入端连接所述控制开关的管脚4。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述激光器为EML激光器，所述EML激光器用于根据从EML驱动芯片接收到的电信号发射光信号。

5.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述外搭偏置电路还包括第一电阻，所述第一电阻的一端连接所述MOS管的漏极，所述第一电阻的另一端连接所述控制开关的管脚4。

6.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述外搭偏置电路还包括第一电容，所述第一电容的一端连接所述控制开关的管脚4，所述第一电容的另一端接地。

7.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述外搭偏置电路还包括电感，所述电感的一端连接所述控制开关的管脚3，所述电感的另一端连接所述激光器。

8.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述外搭偏置电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端连接所述控制开关的管脚6，所述第二电阻的另一端用于接收突发信号。

9.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块的接收组件包括激光探测器和突发限幅放大器，所述激光探测器的输入端用于接收光信号，所述激光探测器的输出端连接所述突发限幅放大器的输入端，所述突发限幅放大器的输出端连接所述光模块的输出端。