CN109586787A - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明是关于一种光模块，包括电路板、激光发射器和第一激光接收器，电路板表面具有金手指、控制芯片、第一驱动芯片和第二驱动芯片；第一驱动芯片与金手指的发射引脚连接，第二驱动芯片与控制芯片连接；第一驱动芯片和第二驱动芯片分时地驱动激光发射器产生第一波长的激光，激光进入外部光纤中；其中，发射引脚向第一驱动芯片提供发射数据；第一激光接收器接收来自外部光纤的第一波长的反射光。本实施例中第一驱动芯片和第二驱动芯片共用激光发射器，即可实现光模块功能和功能中激光发射器都发光的效果，可以节省一个激光器，有利于减少光模块的体积以及降低光模块的封装尺寸。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块。
背景技术
光通信行业内通常使用光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer，OTDR)设备来分析光纤链路是否存在断点等故障。OTDR设备向光纤输入一串光突波，光突波遇到不同折射率的介质会反射回来。然后，在输入光突波的同一侧接收反射回来的光信号，并可以检测到光信号的强度(是时间的函数)，然后根据光信号的强度可以转换成光纤的长度。
为避免携带OTDR设备现场分析光纤链路的断点位置，现有光模块集成OTDR功能。该光模块中通过设置4个激光器，其中2个激光器用于光模块的光监控信道功能(OpticalSupervisory Channel，OSC)，另外2个激光器用于OTDR功能。并且，为避免光信号干扰，OTDR功能的2个激光器的波长为1625纳米以区别于用于OSC功能的激光器的波长(1270～1610纳米之间)。
然而，现有集成OTDR功能的光模块因采用4个激光器会增加光模块的体积，不利于降低封装尺寸。
发明内容
本发明提供一种光模块，以解决相关技术中的不足。
本发明实施例提供了一种光模块，包括电路板、激光发射器和第一激光接收器，所述电路板表面具有金手指、控制芯片、第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2；所述第一驱动芯片LDD1与所述金手指的发射引脚连接，第二驱动芯片LDD2与所述控制芯片连接；
所述第一驱动芯片LDD1和所述第二驱动芯片分时地驱动所述激光发射器产生第一波长的激光，所述第一波长的激光进入外部光纤中；其中，所述发射引脚向所述第一驱动芯片LDD1提供发射数据；
所述第一激光接收器接收来自所述外部光纤的第一波长的反射光。
由上述的技术方案可见，本实施例中第一驱动芯片和第二驱动芯片可以分时地驱动激光发射器产生第一波长的激光，其中第一驱动芯片的发射数据由金手指的发射引脚提供，第二驱动芯片的发射数据可以由控制芯片提供。然后，激光发射器产生第一波长的激光可以进入外部光纤中，在外部光纤存在故障时，第一激光接收器可以接收到来自外部光纤的第一波长的反射光，方便后续根据反射光确定故障位置。可见，本实施例中第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2共用激光发射器，即可实现光模块OSC功能和OTDR功能中激光发射器都发光的效果，可以节省一个激光器，有利于减少光模块的体积以及降低光模块的封装尺寸。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是相关技术中一种光模块的电路图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种光模块的框图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种光模块的电路图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
参见图1，现有光模块集成OTDR功能后，会设置2组激光器件，每组激光器件包括1个激光发射器和1个激光接收器，即激光发射器TO1和激光接收器TO2以及激光发射器TO4和激光接收器TO3。
激光接收器TO3和激光发射器TO4用于实现光模块的OSC功能。控制电路控制驱动芯片LDD2(Laser Diode Driver)工作，由驱动芯片LDD2驱动激光发射器TO4发光。然后激光接收器TO3接收反射光并转换成电信号，电信号经过线性放大器LA的放大后发送给控制电路。这样控制电路接收到放大后的电信号。
激光发射器TO1和激光接收器TO2用于实现光模块的OTDR功能。控制电路控制OTDR控制电路工作，然后OTDR控制电路控制驱动芯片LDD1工作，由驱动芯片LDD1驱动激光发射器TO1工作，产生的激光进入外部光纤中。然后，激光接收器TO2可以接收外部光纤的反射光并转换成电信号，并将电信号发送给OTDR控制电路。OTDR控制电路可以计算出光纤链路中的断点位置，并将断点位置发送给控制电路。
然而，现有集成OTDR功能的光模块因采用4个激光器件会增加光模块的体积，不利于降低封装尺寸。另外，现有光模块OSC功能和OTDR功能对应激光发射器可能存在同时发光的情况，故还需要使激光发射器TO4和激光发射器TO1发射不同波长的光，从而避免光信号干扰，这样也会增加光模块的设计难度。
为此，本发明实施例提供了一种光模块，图2是根据一示例性实施例示出的一种光模块的框图。参见图2，一种光模块10，包括电路板11、激光发射器TO1和第一激光接收器TO2。电路板11表面具有金手指111、控制芯片112、第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2。其中，
第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2分时地驱动激光发射器TO1产生第一波长的激光，第一波长的激光进入外部光纤中(图中与TO1左侧相连接的线段)；
第一激光接收器TO2接收来自外部光纤的第一波长的反射光。
本实施例中，第一驱动芯片LDD1与金手指111的发射引脚Tx连接，可以接收发射引脚Tx提供的发射数据。
需要说明的是，第一驱动芯片LDD1与金手指111的发射引脚Tx连接，可以是直接连接，还可以是间接连接。例如，间接连接时第一驱动芯片LDD1与金手指111的发射引脚Tx之间还可以设置其他辅助电路或芯片，例如辅助电路芯片可以为放大电路、时钟数据恢复芯片等，技术人员可以根据具体场景进行设置，相应方案落入本申请的保护范围。
本实施例中，第二驱动芯片LDD2与控制芯片112连接，可以接收控制芯片112提供的发射数据。当然，第二驱动芯片LDD2接收的发射数据还可以来自金手指111或者单独设置的检测信号电路，由于该发射数据仅用于检测用途，因此发射数据可以为预先设置的数据，在能够实现检测OTDR功能的情况下，技术人员可以根据具体场景进行选择发射数据的信号源和数据。
例如，本实施例中电路板11表面可以设置一个检测信号电路或者检测信号芯片，由该检测信号电路或者检测信号芯片向第二驱动芯片LDD2提供发射数据。当然，检测信号电路还可以集成在控制芯片内部，技术人员可以根据具体场景进行设置，相应方案落入本申请的保护范围。
本发明实施例中的控制芯片，也可以是MCU。
需要说明的是，第二驱动芯片LDD2与控制芯片112连接，可以是直接连接，还可以是间隔连接，间接连接时第二驱动芯片LDD2与控制芯片112之间还可以设置其他辅助电路或芯片，例如辅助电路芯片可以为放大电路、时钟数据恢复芯片等，技术人员可以根据具体场景进行设置，相应方案落入本申请的保护范围。
至此，本实施例中第一驱动芯片和第二驱动芯片可以分时地驱动激光发射器产生第一波长的激光，其中第一驱动芯片的发射数据由金手指的发射引脚提供，第二驱动芯片的发射数据可以由控制芯片提供。然后，激光发射器产生第一波长的激光可以进入外部光纤中，在外部光纤存在故障时，第一激光接收器可以接收到来自外部光纤的第一波长的反射光，方便后续根据反射光确定故障位置。可见，本实施例中第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2共用激光发射器，即可实现光模块OSC功能和OTDR功能中激光发射器都发光的效果，可以节省一个激光器，有利于减少光模块的体积以及降低光模块的封装尺寸。
在一些实施例中，继续参见图2，光模块10的电路板11表面还具有微处理器113，微处理器113分别与金手指的模式引脚、第一驱动芯片LDD1和控制芯片112连接，在接收到模式引脚提供的模式信号时向第一驱动芯片LDD1和控制芯片提供控制信号，以实现第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2分时地驱动激光发射器TO1产生激光。
此实施例中，微处理器与控制芯片可以是同一个芯片，也可以两个独立的芯片。
在一些实施例中，继续参见图2，光模块10的电路板11表面还具有微处理器113，微处理器113分别与金手指111的模式引脚、第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2连接，在接收到模式引脚提供的模式信号时控制第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2分时地驱动激光发射器TO1产生激光。
在一些实施例中，第一激光接收器TO2可以将来自外部光纤的反射光转换成电信号，然后将电信号发送给控制芯片112，控制芯片112接收到电信号后对该电信号进行处理，可以确定出外部光纤的断点位置，然后将断点位置发送给微处理器113。微处理器113将断点位置转发至金手指111的检测引脚(图中未示出)。可理解的是，在转发过程中微处理器可以对断点位置数据做一些格式转换、代码转换等处理，使处理后的断点位置满足主机的要求。这样，控制芯片112驱动激光发射器TO1发光，而第一激光接收器TO2可以接收反射光，这样激光发射器TO1和第一激光接收器TO2可以满足光模块的OTDR功能。
其中，控制芯片112处理电信号的算法可以预先设置，在此不作限定。另外，控制芯片112处理电信号除了可以获取断点位置，还可以获取其他形式的故障问题，故障问题可以和处理算法相匹配，在能够获取故障问题的情况下，相应方案落入本申请的保护范围。
在另一些实施例中，第一激光接收器TO2可以将来自外部光纤的反射光转换成电信号，然后将电信号发送给控制芯片112。控制芯片112将电信号转发至微处理器113。微处理器113接收到电信号后对该电信号进行处理，可以确定出外部光纤的断点位置，然后经过一些格式转换、代码转换等处理后提供给金手指111。其中，微处理器113处理电信号的算法可以预先设置，在此不作限定。另外，微处理器113处理电信号除了可以获取断点位置，还可以获取其他形式的故障问题，故障问题可以和处理算法相匹配，在能够获取故障问题的情况下，相应方案落入本申请的保护范围。
在又一些实施例中，第一激光接收器TO2将来自外部光纤的反射光转换成电信号后，依次经过控制芯片112和微处理器113的转发提供给金手指111，并由金手指111转发给主机，由主机完成电信号的处理，处理方式可以参考控制芯片112的处理方式，相应方案落入本申请的保护范围。
在一些实施例中，继续参见图2，光模块10还包括第二激光接收器TO3和电路板11表面的线性放大器(Line Amplifier，LA)。第二激光接收器TO3与线性放大器LA连接，将来自外部光纤的第二波长的反射光转换为电信号，并将电信号提供给线性放大器LA。
其中，线性放大器LA可以与金手指111接收引脚(图中未示出)连接，将电信号放大后发送给接收引脚。这样，第二激光接收器TO3接收反射光，可以满足光模块的OSC功能。
需要说明的是，第二激光接收器TO3与线性放大器LA连接，可以直接连接，还可以间接连接。在间接连接时第二激光接收器TO3与线性放大器LA可以设置其他辅助电路或芯片，例如跨阻放大器，技术人员可以根据具体场景进行设置，相应方案落入本申请的保护范围。
还需要说明的是，线性放大器LA与金手指111连接，可以是直接连接，还可以是间隔连接。在间接连接时线性放大器LA与金手指111之间可以设置其他辅助电路或芯片，例如时钟数据恢复芯片，技术人员可以根据具体场景进行设置，相应方案落入本申请的保护范围。
结合第一激光接收器TO2和第二激光接收器TO3所接收反射光的情况，本实施例中还可以对反射光经过的外部光纤作一些调整。
例如，第二激光接收器TO3接收第二波长的反射光和第一激光接收器TO2接收的第一波长的反射光来自封装在同一根外部光纤的光纤，即激光发射器TO1产生激光进入的光纤、第一波长的反射光经过的光纤、第二波长的反射光经过的光纤全部封装在同一根外部光纤内，此情况下，外部光纤的数量可以为1根。
又如，第二激光接收器TO3接收第二波长的反射光和第一激光接收器TO2接收的第一波长的反射光来自封装在不同外部光纤的光纤，即激光发射器TO1产生激光进入的光纤和第一波长的反射光经过的光纤封装在同一根外部光纤内，而第二波长的反射光经过的光纤封装在另一根外部光纤内，此情况下，外部光纤的数量可以为2根。
需要说明的是，技术人员可以根据具体场景调整外部光纤的封装形式，在不影响本申请方案的情况下，相应方案落入本申请的保护范围。
图3是根据一示例性实施例示出的一种光模块的电路图，参见图3，该光模块10包括电路板11、激光发射器TO1、第一激光接收器TO2和第二激光接收器TO3。电路板11表面具有金手指111、控制芯片112、微处理器113、检测信号电路114、第一驱动芯片LDD1、第二驱动芯片LDD2和线性放大器LA。其中，
第一驱动芯片LDD1的第一端(标识1)与金手指111的发射引脚(标识Tx)连接，第一驱动芯片LDD1的第二端(标识2)与微处理器113的第二端(标识2)连接，第一驱动芯片LDD1的第三端(标识3)与激光发射器TO1的第一端(标识1)连接，第一驱动芯片LDD1的第四端(标识4)与激光发射器TO1的第二端(标识2)连接。
微处理器113的第一端(标识1)与金手指111的模式引脚(标识C)连接，微处理器113的第三端(标识3)与控制芯片112的第一端(标识1)连接，微处理器113的第四端(标识4)与控制芯片112的第四端(标识4)连接，微处理器113的第五端(标识5)与金手指111的检测引脚(标识D)连接。
第二驱动芯片LDD2的第一端(标识1)与检测信号电路114连接，第二驱动芯片LDD2的第二端(标识2)与控制芯片112的第二端(标识2)连接；第二驱动芯片LDD2的第三端(标识3)与激光发射器TO1的第一端(标识1)连接，第二驱动芯片LDD2的第四端(标识4)与激光发射器TO1的第二端(标识2)连接。
控制芯片112的第三端(标识3)与第一激光接收器TO2连接。
线性放大器LA的第一端(标识1)与第二激光接收器TO3连接，线性放大器LA的第二端(标识2)与金手指111的接收引脚(标号Rx)连接。
下面结合附图3描述一下本发明实施例提供的一种光模块的工作过程：
光模块10通过金手指111连接到主机(图中未示出)，主机可以通过金手指111发送或者接收数据。
光模块10中金手指111的模式引脚C可以将接收的模式信号Con1输出到微处理器113。该模式信号Con1可以表示主机期望光模块10工作在OSC功能的模式，还可以表示主机期望光模块10工作在OTDR功能的模式。例如Con1取值为1，则表示光模块10工作在OSC功能的模式，Con1取值为0，则表示光模块工作在OTDR功能的模式。
微处理器113接收到模式信号Con1后可以解读出模式信号Con1的含义：
模式一，期望光模块10工作在OSC功能的模式
微处理器113向第一驱动芯片LDD1发送控制信号Con2，从而使第一驱动芯片LDD1驱动激光发射器TO1产生激光，同时第一驱动芯片LDD1可以接收金手指111的发射引脚Tx提供的发射数据TX1，然后根据发射数据TX1调整其第三端输出的偏置电流bias和其第四端输出的驱动电流mod，并将偏置电流bias和驱动电流mod输出给激光发射器TO1。激光发射器TO1根据偏置电流bias和驱动电流mod调整所产生第一波长的激光的幅度和功率，并将第一波长的激光输入到外部光纤。
第二激光接收器TO3接收外部光纤反射回来第二波长的反射光，第二波长的激光由对端激光发射器产生并输入到外部光纤内。第二激光接收器TO3将第二波长的反射光转换成电信号R1发送给线性放大器LA。线性放大器LA对电信号R1进行线性放大后得到接收信号RX，并将接收信号RX提供给金手指111的接收引脚Rx。主机可以通过接收引脚Rx读取到接收信号RX，并对接收信号RX作处理。
模式二，期望光模块工作在OTDR功能的模式
微处理器113向控制芯片112发送控制信号Con2，控制芯片112响应于控制信号Con2向第二驱动芯片LDD2提供控制信号Con3，以控制第二驱动芯片LDD2驱动激光发射器TO1产生激光，同时第二驱动芯片LDD2可以接收检测信号电路114提供的标准信号TX2，然后根据标准信号TX2调整其第三端输出的偏置电流bias和其第四端输出的驱动电流mod，并将偏置电流bias和驱动电流mod输出给激光发射器TO1。激光发射器TO1根据偏置电流bias和驱动电流mod调整所产生第一波长的激光的幅度和功率，并将第一波长的激光输入到外部光纤。
第一激光接收器TO2接收外部光纤反射回来的反射光，并将反射光转换成电信号R2发送给控制芯片112。控制芯片112对电信号R2进行预处理，可以确定出外部光纤的计算长度。结合外部光纤的计算长度和实际长度，可以得到外部光纤是否存在断点等故障。例如计算长度和实际长度相同，则外部光纤不存在故障，若计算长度小于实际长度，则可以确定外部光纤存在断点以及断点位置Data2。然后，控制芯片112将断点位置Data2发送给微处理器113。微处理器113对断点位置Data2作一些格式转换或代码转换处理后得到检测数据Data1，将检测数据Data1提供给金手指111的检测引脚D。主机可以从检测引脚D读取到检测数据Data1，并反馈给用户。
可见，本实施例中通过第一驱动芯片LDD1和第二驱动芯片LDD2共用第一激光器，即可实现光模块OSC功能和OTDR功能中激光器都发光的目的。与相关技术中的4个激光器件相比，本实施例可以节省一个激光发射器，有利于减少光模块的体积以及降低光模块的封装尺寸。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明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。

Claims (5)

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板、激光发射器和第一激光接收器，所述电路板表面具有金手指、控制芯片、第一驱动芯片和第二驱动芯片；所述第一驱动芯片与所述金手指的发射引脚连接，第二驱动芯片与所述控制芯片连接；
所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片分时地驱动所述激光发射器产生第一波长的激光，所述第一波长的激光进入外部光纤中；其中，所述发射引脚向所述第一驱动芯片提供发射数据；
所述第一激光接收器接收来自所述外部光纤的第一波长的反射光。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括所述电路板表面的微处理器，所述微处理器分别与所述金手指的模式引脚、所述第一驱动芯片和所述控制芯片连接，在接收到所述模式引脚提供的模式信号时向所述第一驱动芯片和所述控制芯片提供控制信号，以实现所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片分时地驱动所述激光发射器产生激光。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括所述电路板表面的微处理器，所述微处理器分别与所述金手指的模式引脚、所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片连接，在接收到所述模式引脚提供的模式信号时控制所述第一驱动芯片和所述第二驱动芯片分时地驱动所述激光发射器产生激光。
4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括第二激光接收器和所述电路板表面的线性放大器；
所述第二激光接收器与所述线性放大器连接，将来自外部光纤的第二波长的反射光转换为电信号，并将所述电信号提供给所述线性放大器，并将所述电信号提供给所述线性放大器。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第二激光接收器接收第二波长的反射光和所述第一激光接收器接收的第一波长的反射光来自同一根外部光纤；或者，
所述第二激光接收器接收第二波长的反射光和所述第一激光接收器接收的第一波长的反射光来自不同外部光纤。
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