CN111880269A - 工业级光模块、光纤通讯设备及光纤通讯系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工业级光模块、光纤通讯设备及光纤通讯系统。该工业级光模块包括：电接口，用于接入电信号；激光发射组件，与电接口连接，用于将电接口接入的电信号转化为波长低于预设典型值的光信号输出；温度控制电路，具有用于对激光发射组件进行加热补偿的电阻元件；主控装置，与激光发射组件和温度控制电路分别电连接；主控装置，用于检测激光发射组件的工作温度，并根据激光发射组件的工作温度控制温度控制电路工作，以使电阻元件对激光发射组件进行加热补偿。本发明工业级光模块可以在不使用TEC方案的前提下，实现工业级温度控制。

Description

工业级光模块、光纤通讯设备及光纤通讯系统

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种工业级光模块、光纤通讯设备及光纤通讯系统。

背景技术

目前，5G基站建设规划出于光纤资源和带宽的考虑，需要使用CWDM(CWDM:粗波分复用，需使用无源波分设备与之配合)光模块实现组网，且需要能适用于室外基站的工业级光模块。无源波分设备每个通道的波长范围协议标准是中心波长典型值正负6.5nm，而激光发射器发射的激光的波长随温度变化为0.1nm/℃，在工业级温度范围内(-40℃～85℃，正常工作温度为25℃)，激光的波长很容易超出无源波分通道范围的极限范围。

现有光模块采用TEC方案(Thermo Electric Cooler半导体制冷器)以维持工作温度不变；但是TEC方案需要增设复杂的控制电路，且温度一旦变化就会相应的制冷/制热，不仅会使系统的成本增加，还会使得系统的耗电量增大，在5G基站耗电本身比4G基站已经大幅提升的情况下，不利于大规模部署，且TEC方案在高温时，需要产生大电流用于制冷，而大电流会进一步升高模块温度，从而恶性循环，使得TEC方案失效。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种工业级光模块，旨在不使用TEC方案的前提下，实现工业级温度控制。

为实现上述目的，本发明提出一种工业级光模块。所述工业级光模块包括：

电接口，用于接入电信号；

激光发射组件，与所述电接口连接，用于将所述电接口接入的电信号转化为波长低于预设典型值的光信号输出；

温度控制电路，包括用于对所述激光发射组件进行加热补偿的电阻元件；以及

主控装置，与所述激光发射组件和温度控制电路分别电连接；

所述主控装置，用于检测所述激光发射组件的工作温度，并根据所述激光发射组件的工作温度控制所述温度控制电路工作，以使所述电阻元件对所述激光发射组件进行加热补偿。

可选地，所述主控装置根据所述激光发射组件的工作温度控制所述温度控制电路工作具体为：

用于将所述激光发射组件的工作温度与一参考温度进行比较，在所述激光发射组件的工作温度小于所述参考温度时，控制所述温度控制电路工作，以升高激光发射组件的温度，在所述激光发射组件的工作温度等于或者大于所述参考温度时，控制所述温度控制电路停止工作。

可选地，所述激光发射组件包括激光驱动器及激光发射器，所述激光驱动器分别与所述电接口、所述主控装置及所述激光发射器电连接；

所述激光驱动器用于在所述主控装置的控制下，根据所述电接口输入的电信号驱动所述激光发射器将电信号转换为光信号后输出；

所述主控装置用于检测所述激光发射器的工作温度，以作为所述激光发射组件的工作温度。

可选地，所述温度控制电路还包括恒流源电路，与所述电阻元件连接，用于提供恒流电源控制所述电阻元件进行加热工作。

可选地，所述工业级光模块还包括：激光接收器及限幅放大器；所述限幅放大器分别与所述电接口、所述主控装置及所述限幅放大器电连接；

所述激光接收器用于接入一光信号，并用于将所述光信号转换为电信号后输出至所述限幅放大器；所述限幅放大器用于在所述主控装置的控制下，将所述激光接收器输出的电信号经限幅放大后输出至所述电接口。

可选地，所述工业级光模块还包括发射信号整形电路及接收信号整形电路；

所述发射信号整形电路分别与所述电接口、所述激光驱动器及所述主控装置电连接；所述发射信号整形电路用于在所述主控装置的控制下，将所述电接口接入的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述激光驱动器；

所述接收信号整形电路分别与所述限幅放大器、所述电接口及所述主控装置电连接；所述接收信号整形电路用于在所述主控装置的控制下，对所述限幅放大器限幅放大后输出的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述电接口。

可选地，所述工业级光模块还包括电源管理电路；所述电源管理电路分别与所述主控装置、所述电接口、所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器电连接；

所述电接口还用于接入电源信号；

所述电源管理电路用于在所述主控装置的控制下，将所述电接口接入电源信号经相应的电压变换后分别输出至所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器，以分别为所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器供电。

可选地，所述工业级光模块还包括：

印刷电路板，所述电接口、所述主控装置、所述激光驱动器、所述温度控制电路、所述限幅放大器及所述电源管理电路设置于所述印刷电路板上；以及

壳体，所述印刷电路板容置于所述壳体内；所述壳体对应所述激光驱动器、所述激光发射器、所述限幅放大器及所述激光接收器分别凸伸有连接部，且所述激光驱动器、所述激光发射器、所述限幅放大器及所述激光接收器与各自对应的连接部贴合设置，以传递热量至所述壳体。

本发明还提出一种光纤通讯设备，所述光纤通讯设备包括波分复用器、波分解复用器及如上所述的工业级光模块；

所述波分复用器与所述激光发射器连接，以用于将所述激光发射器输出的光信号经波分复用后输出；

所述波分解复用器与所述激光接收器连接，以用于接入光信号，并将接入的光信号经分解复用后输出至所述激光接收器。

本发明还提出一种光纤通讯系统，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如上所述的工业级光模块，所述光信号收发设备与所述工业级光模块通过光纤通讯连接；

或者，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如上所述的光纤通讯设备；所述光信号收发设备与所述光纤通讯设备中的工业级光模块通过光纤通讯连接。

本发明工业级光模块通过设置电接口、激光发射组件、温度控制电路及主控装置，并通过调整激光发射组件，使得激光发射组件可将电接口接入的电信号转化为波长低于典型值的光信号输出，以扩大光信号的激光波长在高温时发生偏移的波长余量，从而扩大了光信号发生高温偏移的温度上限；以及通过主控装置检测激光发射组件的实时工作温度，并根据检测结果控制所述温度控制电路升高激光发射组件的工作温度，以抵消低温环境对光信号的影响。本发明工业级光模块通过调整激光发射组件输出光信号的波长，以使得光信号波长在高温时，不会超出通道波长范围的上限，并利用主控装置的温度检测功能及简单器件构建的温度控制电路，在低温时升高激光发射组件的温度，从而可以在不使用TEC方案的前提下，实现工业级温度控制，且波长的调整过程发生在激光发射组件正常制造过程中，无需增加额外调整成本；相较于采用TEC方案而言，无需增加复杂的控制电路，大大减少了系统成本，且升温过程只发生在低温时，减少了系统耗电，有利于应用于5G基站的大规模部署，并且可根据实际需要选取高温的温度上限时，不会因为高温制冷产生恶性循环。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明工业级光模块一实施例的功能模块示意图；

图2为本发明工业级光模块另一实施例的功能模块示意图；

图3为图2中温度控制电路一实施例的电路结构示意图；

图4为传统激光发射组件与本发明工业级光模块的激光发射组件的激光波长随温度变化的对比图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	电接口	60	限幅放大器
20	激光发射组件	70	发射信号整形电路
				21	激光驱动器	80	接收信号整形电路
22	激光发射器	90	电源管理电路
				30	温度控制电路	R1、R2	第一电阻、第二电阻
40	主控装置	U1	运算放大器
				50	激光接收器	T1	三极管

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种工业级光模块。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述工业级光模块包括：

电接口10，用于接入电信号；

激光发射组件20，与所述电接口10连接，用于将所述电接口10接入的电信号转化为波长低于预设典型值的光信号输出；

温度控制电路30，包括用于对所述激光发射组件20进行加热补偿的电阻元件；

主控装置40，与所述激光发射组件20和温度控制电路30分别电连接；

所述主控装置40，用于检测所述激光发射组件20的工作温度，并根据所述激光发射组件20的工作温度控制所述温度控制电路30工作，以使所述电阻元件对所述激光发射组件20进行加热补偿。

所述主控装置40根据所述激光发射组件20的工作温度控制所述温度控制电路30工作具体为：

用于将所述激光发射组件20的工作温度与一参考温度进行比较，在所述激光发射组件20的工作温度小于所述参考温度时，控制所述温度控制电路30工作，以升高激光发射组件20的温度，在所述激光发射组件20的工作温度等于或者大于所述参考温度时，控制所述温度控制电路30停止工作。

本实施例中，电接口10可以采用金手指等通讯接口来实现，电接口10可用于接入622M、10G、25G等多种速率的电信号，本实施例以接入25G电信号为例进行说明。

激光发射组件20可以采用激光驱动电路和激光发射器电连接来实现。激光发射组件20用于将输入的25G电信号进行光电转换，并以激光的形式输出相应的25G光信号。本领域技术人员可在激光发射组件20的制作过程中，通过相应调整，可以使得25G光信号的波长低于相应通道的中心波长的典型值；需要注意的是，25G光信号的波长的调整下限不能低于该通道波长范围的下限(一个波长通道仅通过一束光信号，通道的波长范围为中心波长典型值±6.5nm，且光信号受温度影响为0.1nm/℃，温度上升时波长随之增大，温度降低时波长随之减少)。可以理解的是，当25G光信号的波长低于相应通道中心波长的典型值时，达到该通道波长范围上限所需要上升的温度值也随之增加。

温度控制电路30中设置有用于加热补偿的电阻元件，并通过相关设计，可以将该电阻元件设置于激光发射组件20中，以使得温度控制电路30可以通过控制流经该电阻元件的电流来控制其散发的温度，从而控制对激光发射组件20加热补偿的温度。可以理解的是，在其他可选实施例中，用于加热补偿的电阻元件还可以设置于激光发射组件20的封装上，该电阻元件具体设置的位置根据实际需要确定，在此不做限制。

主控装置40可以采用MCU、DSP或FPGA等微处理器来实现，本领域的技术人员可以在主控装置40中集成有相关的硬件电路和软件程序或算法，利用相关端口和引脚可以与工业级光模块中其他的功能电路和模块连接，通过运行主控装置40内的相关电路和软件程序，以及调用相关数据，执行工业级光模块的各项功能和处理数据，可对工业级光模块进行DDM监控和实时调整。主控装置40中可集成有温度检测电路，并通过相关端口或引脚分别与激光发射组件20及温度控制电路30电连接；其中，温度检测电路可以采用热敏电阻组成的分压电路来实现；主控装置40可通过集成的软件程序和算法对热敏电阻上电压值的变化进行分析以得到激光发射组件20的实时工作温度，并将实时工作温度与一预先存储于主控装置40中的参考温度进行比较，当激光发射组件20的工作温度低于参考温度时，驱动温度控制电路30升高激光发射组件20的温度。可以理解的是；当激光发射组件20的温度被温度控制电路30加热补偿至预设温度值时，主控装置40将控制温度控制电路30停止工作。需要注意的是，参考温度的取值必须满足，在该参考温度下25G光信号的波长没有超出通道波长范围的下限；且由于温度上升需要时间，为了避免在温度上升时25G光信号的波长超出通道波长范围的下限(温度下降速度超过加热补偿的速度)，参考温度的取值需要留出一定余量值。在其他可选实施例中，温度检测电路还可以采用温度传感器来实现。

在一可选实施例中，以25℃为正常工作温度为例，通过将激光发射组件20在25℃的波长值从1271nm调整为1269nm，对应通道的波长范围为(1271+6.5～1271-6.5)。而调整后1269nm到1277.5(1271+6.5)nm有8.5nm余量，对应85℃温升余量，即可保证温度在110℃(25℃+85℃)之前25G光信号的波长不超标；低温情况1269nm距波长范围的下限1264.5nm(1271-6.5)只有4.5nm余量，对应45℃降温余量，而从25℃到-40℃有65℃温度变化，所以从预设温度值，例如：-10℃，以下温度开始加热，使激光发射组件20的温度维持在预设温度值-10℃，以保证在25G光信号的波长在低温时不再下降。如此可使得该激光发射器22在-40℃～110℃的温度范围内所发出的25G光信号波长不超出通道的波长范围。

本发明工业级光模块通过设置电接口10、激光发射组件20、温度控制电路30及主控装置40，并通过调整激光发射组件20，使得激光发射组件20可将电接口10接入的电信号转化为波长低于典型值的光信号输出，以扩大光信号的激光波长在高温时发生偏移的波长余量，从而扩大了光信号发生高温偏移的温度上限；以及通过主控装置40检测激光发射组件20的实时工作温度，并根据检测结果控制所述温度控制电路30升高激光发射组件20的工作温度，以抵消低温环境对光信号的影响。本发明工业级光模块通过调整激光发射组件20输出光信号的波长，以使得光信号波长在高温时，不会超出通道波长范围的上限，并利用主控装置40的温度检测功能及简单器件构建的温度控制电路30，在低温时升高激光发射组件20的温度，从而可以在不使用TEC方案的前提下，实现工业级温度控制，且波长的调整过程发生在激光发射组件20正常制造过程中，无需增加额外调整成本；相较于采用TEC方案而言，无需增加复杂的控制电路，大大减少了系统成本，且升温过程只发生在低温时，减少了系统耗电，有利于应用于5G基站的大规模部署，并且可根据实际需要选取高温的温度上限时，不会因为高温制冷产生恶性循环。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述激光发射组件20包括激光驱动器21及激光发射器22，所述激光驱动器21分别与所述电接口10、所述主控装置40及所述激光发射器22电连接；

所述激光驱动器21用于在所述主控装置40的控制下，根据所述电接口10输入的电信号驱动所述激光发射器22将电信号转换为光信号后输出；

所述主控装置40用于检测所述激光发射器22的工作温度，以作为所述激光发射组件20的工作温度。

本实施例中，激光驱动器21可以采用激光驱动电路来实现，激光发射器22可以采用FP半导体激光芯片或DFP半导体激光芯片来实现；激光驱动器21用于根据主控装置40输出的各种控制信号控制相应的电子器件工作在最佳的工作区间中，从而可以根据电接口10不同时刻接入25G电信号驱动激光发射器22发出相应的激光，以实现25G电信号到25G光信号的转换。可以理解的是，当激光发射器22采用DFP半导体激光芯片时，本领域技术人员可以在制作过程中通过调整光栅之间的栅距，来改变光栅形成光耦合，以将25G光信号的波长调整至通道中心波长的典型值以下(FP半导体激光芯片的原理：通过激励半导体物质在能带间跃迁发光，并利用谐振腔使光振荡、反馈以及产生辐射放大，从而输出激光，DFP半导体激光芯片是以光栅形成的光耦合替代振荡)。当然，在其他可选实施例中，还可以通过调整激光发射器22中高能粒子与低能粒子的比值，或者通过调整谐振腔的反馈作用，或者通过调整整体的增益介质来实现激光波长的调整。

环境温度的影响体现对25G光信号波长的偏移上，因此主控装置40通过检测激光发射器22的温度以作为25G光信号所处的环境温度。可以理解是，主控装置40也可以检测其他组件的温度，如：激光驱动器21的温度，并通过相应计算得到25G光信号的环境温度。通过在激光发射器22正常制造过程中进行波长调整，从而无需增加额外的调整成本，并可根据实际需要灵活的调整温度上限，有利于应用于5G的各种使用场景。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述温度控制电路30还包括恒流源电路，与所述电阻元件连接，用于提供恒流电源控制所述电阻元件进行加热工作。。

本实施例中，恒流源电路采用开关器件、电阻元件及运算放大器构建组成，其中，开关器件可以为三极管、MOS管及IGBT中的一种或多种组合。恒流源电路用于在主控装置40的控制下，稳定的控制流过用于加热补偿的电阻元件的电流，以使得该电阻元件可以根据主控装置40的检测结果的进行相应的加热补偿；具体为，在主控装置40检测到激光发射组件20的工作温度从参考温度到-40℃的过程中，当工作温度越接近-40℃时，恒流源电路可根据接收到的温度控制信号使得流经该电阻的电流值越大，使其产生的热量也越大；当工作温度越接近参考温度时，使其流经的电流值越小，且在温度等于参考温度时，使其流经的电流值为0。

在一可选实施例中，温度控制电路30包括运算放大器U1，第一电阻R1，第二电阻R2及NPN型三极管T1；其中，第一电阻R1为用于加热补偿的电阻元件；运算放大器U1、第二电阻R2及三极管T1彼此连接以构建成恒流源电路。第一电阻R1的一端和运算放大器U1的同相端彼此连接后与主控装置40的相关的端口/引脚电连接，第一电阻R1的另一端与NPN型三极管T1的输入端连接，NPN型三极管T1的受控端与运算放大器U1的输出端连接，NPN型三极管T1的输出端与第二电阻R2的一端连接，第二电阻R2的另一端接地，运算放大器U1的反向端与NPN型三极管T1和第二电阻R2的公共端连接。流经第一电阻R1的电流值为I＝V_cc/R₂，第一电阻R1的发热量可由公式计算Q＝I²R₁得到，因此，主控装置40可通过控制输出至第一电阻R1的一端和运算放大器U1的同相端的电压值，以控制第一电阻R1产生的热量。通过采用恒流源电路和电阻元件R1来构建温度控制电路30，可使得主控装置40通过控制电压来控制电阻元件R1所补偿的温度。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述工业级光模块还包括：激光接收器50及限幅放大器60；所述限幅放大器60分别与所述电接口10、所述主控装置40及所述限幅放大器60电连接；

所述激光接收器50用于接入一光信号，并用于将所述光信号转换为电信号后输出至所述限幅放大器60；所述限幅放大器60用于在所述主控装置40的控制下，将所述激光接收器50输出的电信号经限幅放大后输出至所述电接口10。

本实施例中，激光接收器50可以采用雪崩光电二极管等光敏器件来实现，限幅放大器60可采用限幅放大电路来实现。激光接收器50在接收到光信号时会使得其流经的电流发生改变，从而实现将25G光信号转换为25G电信号。限幅放大器60用于将激光接收器50转换得到的25G电信号经限幅放大处理后输出，具体为，当限幅放大器60接收到的25G电信号的信号幅度正常时，限幅放大器60工作于线性工作区，将25G电信号进行放大后输出；当25G电信号的信号幅度超出上限电平时，限幅放大器60工作于非线性工作区，限幅放大器60输出一上限电信号。此时，主控装置40可通过相应的检测端口检测输入至限幅放大器60的电信号的速率，同时可通过相应的控制端口调节限幅放大器60的放大倍数以及上限电平，以使限幅放大器60的工作状态可与电信号的速率相匹配。通过设置光接收组件，使得本发明工业级光模块还具有接收光信号的功能，并通过设置限幅放大器60，可对光信号转换的电信号进行初步处理。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述工业级光模块还包括发射信号整形电路70及接收信号整形电路80；

所述发射信号整形电路70分别与所述电接口10、所述激光驱动器21及所述主控装置40电连接；所述发射信号整形电路70用于在所述主控装置40的控制下，将所述电接口10接入的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述激光驱动器21；

所述接收信号整形电路80分别与所述限幅放大器60、所述电接口10及所述主控装置40电连接；所述接收信号整形电路80用于在所述主控装置40的控制下，对所述限幅放大器60限幅放大后输出的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述电接口10。

本实施例中，发射信号整形电路70及接收信号整形电路80均可采用CDR时钟数据恢复电路来实现。发射信号整形电路70及接收信号整形电路80均用于根据相应的参考时钟，从输入的25G电信号中提取出相应的数据序列，并将数据序列恢复出对应的时钟信号，从而使得25G电信号转换为时钟信号的形式；由于25G电信号在传输过程中产生了损耗，还需要对时钟信号形式的25G电信号通过数据对齐的方式进行相位调整，降低抖动等相应的整形处理，以使时钟信号形式的25G电信号符合后续功能模块的传输要求。

在本实施例中，主控装置40还可通过相应的端口分别检测输入至发射信号整形电路70和接收信号整形电路80的电信号的速率，并通过相应的端口配置发射信号整形电路70和接收信号整形电路80的工作状态，以使其时钟提取及整形处理可与电信号的速率相匹配，且参考时钟可由主控装置40根据检测结果输出得到。可以理解的是，主控装置40还可以通过控制发射信号整形电路70及接收信号整形电路80的开启和旁路，以实现高速率电信号和低速率电信号的兼容传输。通过设置发射信号整形电路70及接收信号整形电路80可以提高25G电信号的稳定性，有利于增加信号传输的有效的距离。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述工业级光模块还包括电源管理电路90；所述电源管理电路90分别与所述主控装置40、所述电接口10、所述激光发射器22、所述激光驱动器21、所述激光接收器50及所述限幅放大器60电连接；

所述电接口10还用于接入电源信号；

所述电源管理电路90用于在所述主控装置40的控制下，将所述电接口10接入电源信号经相应的电压变换后分别输出至所述激光发射器22、所述激光驱动器21、所述激光接收器50及所述限幅放大器60，以分别为所述激光发射器22、所述激光驱动器21、所述激光接收器50及所述限幅放大器60供电。

本实施例中，电源管理电路90可以采用多路DC-DC电路或者电源管理集成电路来实现。电接口10还用于接入直流电压，以为光模块工作提供供电电压。在一可选实施例中，主控装置40、发射信号整形电路70及接收信号整形电路80的供电端分别与电接口10连接，由电接口10接入的直流电压直接进行供电。主控装置40可以根据其他功能电路的监测结果，控制电源管理电路90输出至合适的供电电压至相应的功能电路，以为该功能模块或电路中的元件提供合适工作电压。在其他可选实施例中，电源管理电路90中还具有上电缓启动功能，以用于在光模块上电初期，控制光模块中各功能电路的上电时序，以避免上电冲击电流对各电路产生损害。可以理解的是，主控装置40还可以用于检测光模块中各功能电路的工作电压，并在检测到各功能电路的工作电压过压或欠压时，输出相应的控制信号至电源管理电路90，以控制电源管理电路90断开该路供电。通过设置电源管理电路90，可使得光模块中各功能模块都工作在合适的工作区间，从而降低光模块整体损耗。

参照图1至图4，在本发明一实施例中，所述工业级光模块还包括：

印刷电路板，所述电接口10、所述主控装置40、所述激光驱动器21、所述温度控制电路30、所述限幅放大器60及所述电源管理电路90设置于所述印刷电路板上；以及

壳体，所述印刷电路板容置于所述壳体内；所述壳体对应所述激光驱动器21、所述激光发射器22、所述限幅放大器60及所述激光接收器50分别凸伸有连接部，且所述激光驱动器21、所述激光发射器22、所述限幅放大器60及所述激光接收器50与各自对应的连接部贴合设置，以传递热量至所述壳体。

本实施例中，壳体可以采用高导热材料制造，印刷电路板可采用高TG值的印刷电路板。光模块中激光驱动器21、激光发射器22、限幅放大器60及激光接收器50均为发热量大且对温度敏感的器件；因此外壳通过增加与此类器件的贴合面积，以加强上述器件在高温时的散热能力。在其他可选实施例中，还可以在上述器件中的封装中使用EMI(电磁干扰)材料，以保证上述器件EMI特性的稳定。通过采用高导热材料的外壳及高TG值的印刷电路板，可保证在高温时，光模块中各功能电路能正常工作。

本发明还提供一种光纤通讯设备，所述光纤通讯设备包括波分复用器、波分解复用器及如上所述的工业级光模块；

所述波分复用器与所述激光发射器22连接，以用于将所述激光发射器22输出的光信号经波分复用后输出；

所述波分解复用器与所述激光接收器50连接，以用于接入光信号，并将接入的光信号经分解复用后输出至所述激光接收器50。

该光纤通讯设备包括上述工业级光模块；所述工业级光模块的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在光纤通讯设备中使用了上述工业级光模块，因此，该光纤通讯设备的实施例包括上述工业级光模块全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，光纤通讯设备可用于接入多路电信号，且光纤通讯设备中相应设置有多个激光发射器22，多个激光发射器22用于将多路电信号分别转换为相应光信号后输出至波分复用器，以将多路光信号进行波分复用后通过光纤输出，从而提高光纤的利用率；可以理解的是，当光纤通讯设备通过光纤接收波分复用的光信号时，波分解复用器可将波分复用的光信号分解为相应的光信号并分别输出至相应的激光接收器50，以分别转换为相应的电信号后输出。

本发明还提供一种光纤通讯系统，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如上所述的工业级光模块，所述光信号收发设备与所述工业级光模块通过光纤通讯连接；

或者，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如上所述的光纤通讯设备；所述光信号收发设备与所述光纤通讯设备中的工业级光模块通过光纤通讯连接。

该光纤通讯系统包括上述工业级光模块；所述工业级光模块的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在光纤通讯系统中使用了上述工业级光模块，因此，该光纤通讯系统的实施例包括上述工业级光模块全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。光纤通讯系统还可以包括上述光纤通讯设备，光纤通讯设备已在上文中进行说明，此处不再赘述。

本实施例中，光纤通讯系统中可以根据实际需要相应的设置有多个本发明工业级光模块或者多个光纤通讯设备，彼此之间可通过光纤连接以进行光纤通讯。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种工业级光模块，其特征在于，所述工业级光模块包括：

电接口，用于接入电信号；

激光发射组件，与所述电接口连接，用于将所述电接口接入的电信号转化为波长低于预设典型值的光信号输出；

温度控制电路，包括用于对所述激光发射组件进行加热补偿的电阻元件；以及

主控装置，与所述激光发射组件和温度控制电路分别电连接；

所述主控装置，用于检测所述激光发射组件的工作温度，并根据所述激光发射组件的工作温度控制所述温度控制电路工作，以使所述电阻元件对所述激光发射组件进行加热补偿。

2.如权利要求1所述的工业级光模块，其特征在于，所述主控装置根据所述激光发射组件的工作温度控制所述温度控制电路工作具体为：

用于将所述激光发射组件的工作温度与一参考温度进行比较，在所述激光发射组件的工作温度小于所述参考温度时，控制所述温度控制电路工作，以升高激光发射组件的温度，在所述激光发射组件的工作温度等于或者大于所述参考温度时，控制所述温度控制电路停止工作。

3.如权利要求2所述的工业级光模块，其特征在于，所述激光发射组件包括激光驱动器及激光发射器，所述激光驱动器分别与所述电接口、所述主控装置及所述激光发射器电连接；

所述激光驱动器用于在所述主控装置的控制下，根据所述电接口输入的电信号驱动所述激光发射器将电信号转换为光信号后输出；

所述主控装置用于检测所述激光发射器的工作温度，以作为所述激光发射组件的工作温度。

4.如权利要求3所述的工业级光模块，其特征在于，所述温度控制电路还包括恒流源电路，与所述电阻元件连接，用于提供恒流电源控制所述电阻元件进行加热工作。

5.如权利要求1所述的工业级光模块，其特征在于，所述工业级光模块还包括：激光接收器及限幅放大器；所述限幅放大器分别与所述电接口、所述主控装置及所述限幅放大器电连接；

所述激光接收器用于接入一光信号，并用于将所述光信号转换为电信号后输出至所述限幅放大器；所述限幅放大器用于在所述主控装置的控制下，将所述激光接收器输出的电信号经限幅放大后输出至所述电接口。

6.如权利要求5所述的工业级光模块，其特征在于，所述工业级光模块还包括发射信号整形电路及接收信号整形电路；

所述发射信号整形电路分别与所述电接口、所述激光驱动器及所述主控装置电连接；所述发射信号整形电路用于在所述主控装置的控制下，将所述电接口接入的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述激光驱动器；

所述接收信号整形电路分别与所述限幅放大器、所述电接口及所述主控装置电连接；所述接收信号整形电路用于在所述主控装置的控制下，对所述限幅放大器限幅放大后输出的电信号进行时钟提取和数据对齐以得到整形后的电信号，并将整形后的电信号输出至所述电接口。

7.如权利要求6所述的工业级光模块，其特征在于，所述工业级光模块还包括电源管理电路；所述电源管理电路分别与所述主控装置、所述电接口、所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器电连接；

所述电接口还用于接入电源信号；

所述电源管理电路用于在所述主控装置的控制下，将所述电接口接入电源信号经相应的电压变换后分别输出至所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器，以分别为所述激光发射器、所述激光驱动器、所述激光接收器及所述限幅放大器供电。

8.如权利要求1至7任意一项所述的工业级光模块，其特征在于，所述工业级光模块还包括：

印刷电路板，所述电接口、所述主控装置、所述激光驱动器、所述温度控制电路、所述限幅放大器及所述电源管理电路设置于所述印刷电路板上；以及

壳体，所述印刷电路板容置于所述壳体内；所述壳体对应所述激光驱动器、所述激光发射器、所述限幅放大器及所述激光接收器分别凸伸有连接部，且所述激光驱动器、所述激光发射器、所述限幅放大器及所述激光接收器与各自对应的连接部贴合设置，以传递热量至所述壳体。

9.一种光纤通讯设备，其特征在于，所述光纤通讯设备包括波分复用器、波分解复用器及如权利要求1至8任意一项所述的工业级光模块；

所述波分复用器与所述激光发射器连接，以用于将所述激光发射器输出的光信号经波分复用后输出；

所述波分解复用器与所述激光接收器连接，以用于接入光信号，并将接入的光信号经分解复用后输出至所述激光接收器。

10.一种光纤通讯系统，其特征在于，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如权利要求1至8任意一项所述的工业级光模块，所述光信号收发设备与所述工业级光模块通过光纤通讯连接；

或者，所述光纤通讯系统包括光信号收发设备及如权利要求9所述的光纤通讯设备；所述光信号收发设备与所述光纤通讯设备中的工业级光模块通过光纤通讯连接。

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