CN112437360B - 通过背光实现调顶功能的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：将OAM信号由MCU进行曼彻斯特编码后，不通过外部驱动电路，直接加载到MPD背光信号上，由Driver芯片驱动激光器芯片发光实现调顶功能。其从结构上考虑能够少采用一级外部运放电路，实现功能简单且成本较低。不影响高速信号质量，保持了足够良好的性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术，尤其是的5G光纤通信领域，尤其涉及一种通过背光实现调顶功能的方法，即一种5G前传应用中彩光光模块调顶功能的实现方式。
背景技术
为了更好满足5G前传市场需求，降低光纤资源需求并具备前传管控能力，DU/AAU侧彩光模块采用低成本的OAM机制实现灵活维护。调顶是OAM机制中的一种，本提案主要介绍了通过在光模块MPD背光信号上叠加低幅度、低频率的OAM数据信号，从而改变发端光功率变化，实现调顶信号发送功能。
在DU和AAU组网模型中，一侧需要向另一侧了解或控制其状态信息，两者之间除了光纤信号传输外，没有其他信号传输；因此需要实现此功能，只能通过一侧光模块产生一个低速的光随路信号通过调制到光载波信号上发送到另一端进行解析，进而对光模块进行远程管控。
现有技术中，OAM信息由MCU以曼彻斯特编码后，形成特定频率或幅度的交流小信号，加载到激光器的阴极端，通过光信号输出到远端；远端接收到光信号后进行曼彻斯特解码，还原出OAM信息，完成通讯。
现有技术中，OAM信号需要通过MCU进行曼彻斯特编码后，由外部运放电路增强驱动后连接到激光器的阴极上，再由Driver驱动激光器芯片发光，实现调顶功能。此技术需额外增加运放电路，且对芯片驱动能力有选型要求，电路复杂且成本较高。直接把OAM信号连接到激光器的阴极上，会对原有的高速信号产生干扰，增加了噪声，直接影响光模块的各项指标。
发明内容
为了填补现有技术当中的空白，本发明提供了一种通过背光实现调顶功能的方法。其将OAM信号由MCU进行曼彻斯特编码后，不通过额外增加外部驱动电路，直接加载到MPD背光信号上，由Driver芯片驱动激光器芯片发光实现调顶功能。方案电路简化成本较低。OAM信号不直接连接到激光器上，对原有的光模块指标不产生影响。
本发明具体采用以下技术方案：
一种通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：将OAM信号由MCU进行曼彻斯特编码后，不通过外部驱动电路，直接加载到MPD背光信号上，由Driver芯片驱动激光器芯片发光实现调顶功能。
优选地，通过改变所述MPD背光信号实现激光器发出特定频率、幅度或者频率和幅度的光信号。
优选地，所述MCU中的OAM数据经过曼彻斯特编码通过DAC管脚输出后，不经过任何外部驱动电路，直接连接Driver芯片的背光检测管脚，并通过MPD背光信号变化实现调顶信号的发送功能。
优选地，所述MCU和Driver芯片集成在同一PCB板上，所述激光器芯片包括光电检测二极管和激光器；所述MCU的DAC管脚连接光电检测二极管的阴极和Driver芯片的背光检测管脚；所述Driver芯片的LD+管脚连接激光器的正极，LD-管脚连接激光器的负极。
优选地，在业务数据传输中，所述Driver芯片通过LD+管脚和LD-管脚对激光器进行驱动，把电信号转换为不同功率的前向和后向光信号，业务数据通过功率大的前向光对外传输，功率小的后向光经光电检测二极管检测后，光信号转化为电信号输入到Driver芯片的MPD背光信号管脚中；因为激光器的存在随温度改变导致发光效率改变的物理特性，具体表现为温度升高，发光效率降低，温度降低发光效率升高的反比关系，为了维持在工业级与商业级温度范围中，激光器的发光效率变化范围最小，输入到MPD背光直流电信号在Driver芯片中进行采样，根据此信号的变化调整LD+管脚和LD-管脚上的Ibais偏置电流，最终达到激光器在工业级与商业级温度范围中输出的前向和后向光功率保持变化范围最小；
所述OAM数据信号通过MCU进行曼彻斯特编码后由DAC管脚输出1KHz -300KHz的低频方波或正弦波交流小信号，此信号叠加到MPD背光信号的直流信号上，形成直流+交流的载波电信号输入到Driver芯片中进行采样，再由LD+管脚和LD-管脚驱动激光器发出带一定频率的光信号，实现调顶发送功能。
本发明及其优选方案在现有方案的基础从结构上考虑能够少采用一级外部运放电路，实现功能简单且成本较低。不影响高速信号质量，保持了足够良好的性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：
图1为本发明实施例电路原理示意图；
图中：1-MCU；2-DAC管脚；3-MPD背光信号管脚；4-光电检测二极管；5-LD+管脚；6-激光器；7-Driver芯片；8-LD-管脚；9-激光器芯片；10-PCB板。
具体实施方式
为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
本实施例提供的通过背光实现调顶功能的方法，其最终实现的电路结构和信号传输方式如图1所示，其在结构上主要由：
由激光器芯片9和PCB板10两部分组成。
其中，激光器芯片9包括：光电检测二极管4和激光器6；PCB板10包括:MCU1和Driver芯片7。
其中，DAC管脚2为MCU1支持DAC输出的功能管脚，MPD背光信号管脚3、LD+管脚5、LD-管脚8分别为Driver芯片7的背光检测管脚、LD+管脚、LD-管脚。
在PCB板走线连接中，MCU1的DAC管脚2连接到光电检测二极管4的阴极和Driver芯片7的MPD背光信号管脚3，Driver芯片7的激光器驱动阳极管脚LD+管脚5，并连接到激光器6的正极，激光器6的负极连接到Driver芯片7的激光器驱动阴极管脚LD-管脚8。
在业务数据传输中，Driver芯片7通过LD+管脚5和LD-管脚8对激光器6进行驱动，把电信号转换为不同功率的前向和后向光信号，业务数据通过功率大的前向光对外传输，功率小的后向光通过光电检测二极管4检测后，光信号转化为电信号输入到Driver芯片7的MPD背光信号管脚3管脚中。因为激光器6的存在随温度改变导致发光效率改变的物理特性，具体表现为温度升高，发光效率降低，温度降低发光效率升高的反比关系，为了维持在工业级与商业级（一般为-40至85度）温度范围中，激光器6的发光效率变化范围最小，输入到MPD背光信号管脚3的直流电信号会在Driver芯片7中进行采样，根据此信号的变化调整LD+管脚5和LD-管脚8上的Ibais偏置电流，最终达到激光器6在工业级与商业级温度范围中输出的前向和后向光功率保持变化范围最小。OAM数据信号通过MCU1中软件进行曼彻斯特编码后由DAC管脚2管脚输出1KHz -300KHz的低频方波或正弦波交流小信号，此信号叠加到MPD背光信号管脚3的直流信号上，形成直流+交流的载波电信号输入到Driver芯片7中进行采样，再由LD+管脚5和LD-管脚8驱动激光器6发出带一定频率的光信号，实现调顶发送功能。
本专利不局限于最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的通过背光实现调顶功能的方法，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。
Claims (4)
1.一种通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：将OAM信号由MCU进行曼彻斯特编码后，不通过外部驱动电路，直接加载到MPD背光信号上，由Driver芯片驱动激光器芯片发光实现调顶功能；
在业务数据传输中，所述Driver芯片通过LD+管脚和LD-管脚对激光器进行驱动，把电信号转换为不同功率的前向和后向光信号，业务数据通过功率大的前向光对外传输，功率小的后向光经光电检测二极管检测后，光信号转化为电信号输入到Driver芯片的MPD背光信号管脚中；基于激光器温度降低发光效率升高的反比关系特性，将输入到MPD背光信号管脚的直流电信号在Driver芯片中进行采样，根据此信号的变化调整LD+管脚和LD-管脚上的Ibais偏置电流，最终达到激光器在工业级与商业级温度范围中输出的前向和后向光功率保持变化范围最小；
所述OAM信号通过MCU进行曼彻斯特编码后由DAC管脚输出1KHz -300KHz的低频方波或正弦波交流小信号，此信号叠加到MPD背光信号上，形成直流+交流的载波电信号输入到Driver芯片中进行采样，再由LD+管脚和LD-管脚驱动激光器发出带一定频率的光信号，实现调顶发送功能。
2.根据权利要求1所述的通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：通过改变所述MPD背光信号实现激光器发出特定频率、幅度或者频率和幅度的光信号。
3.根据权利要求1所述的通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：所述MCU中的OAM数据经过曼彻斯特编码通过DAC管脚输出后，不经过任何外部驱动电路，直接连接Driver芯片的背光检测管脚，并通过MPD背光信号变化实现调顶信号的发送功能。
4.根据权利要求3所述的通过背光实现调顶功能的方法，其特征在于：所述MCU和Driver芯片集成在同一PCB板上，所述激光器芯片包括光电检测二极管和激光器；所述MCU的DAC管脚连接光电检测二极管的阴极和Driver芯片的背光检测管脚；所述Driver芯片的LD+管脚连接激光器的正极，LD-管脚连接激光器的负极。
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