CN112787726A - 一种带业务管理功能的光模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带业务管理功能的光模块，包括MCU、光接收组件和信号放大单元；其中，所述光接收组件用于在接收到承载业务管理信息的光信号后，将所述光信号转换为模拟电压信号并经交流耦合后输出给所述信号放大单元；所述信号放大单元用于对所述模拟电压信号进行放大处理；所述电压比较器用于根据参考电压，从放大处理后的所述模拟电压信号中解调出数字信号；所述通信接口单元用于对所述数字信号进行解码，以获得所述业务管理信息；本发明能够实现对网络的监控管理，不仅解决了现有技术存在的故障难排查、不易维护的问题，而且由于只采用了1个MCU来实现曼彻斯特编码和解码功能，因此成本更有优势，性价比更高，提高了市场竞争力。

Description

一种带业务管理功能的光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种带业务管理功能的光模块。

背景技术

2019年11月初，三大运营商宣布5G正式商用，目前还处于5G发展初期阶段，相比4G会对我们生活产生颠覆式影响的优势还没体现出来，但离我们智慧生活已经不再遥远。5G网络(5G Network)是第五代移动通信网络，主要目标不仅仅满足于人与人之间的高速大带宽视频语音连接，还会突破转变到物与物之间的连接。比如将支持智能家居、无人驾驶、AR/VR技术体验、远程医疗、智慧城市等，以推动万物互联的时代更快到来。

目前，在5G网络的建设过程中，由于中低频段频谱资源紧张，5G网络选择了更高频率的频谱资源，然而频率越高，势必损耗就越大，因此5G网络的基站密度会是4G网络的3～5倍左右。

随着5G基站站点的增多以及5G网络节点复用的增加，再加上无源波分器件的使用，导致网络的复杂度急剧增加，5G网络的运营维护及问题定位较为困难，后台的检查及管理非常不便。

因此，为了解决现场应用维护问题，提高网络的安装和维护效率、可靠性，需要提供一种带业务管理能力的光模块，进而增加其可监测性，对运营商网络管理可维护性具有重要意义。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

发明内容

本发明提供一种带业务管理功能的光模块，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种带业务管理功能的光模块，包括MCU、光接收组件和信号放大单元；其中，

所述MCU包括电压比较器和与所述电压比较器连接通信接口单元；所述光接收组件与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述电压比较器连接；

所述光接收组件用于在接收到承载业务管理信息的光信号后，将所述光信号转换为模拟电压信号并经交流耦合后输出给所述信号放大单元；

所述信号放大单元用于对所述模拟电压信号进行放大处理；

所述电压比较器用于根据参考电压，从放大处理后的所述模拟电压信号中解调出数字信号；

所述通信接口单元用于对所述数字信号进行解码，以获得所述业务管理信息；

所述光接收组件包括跨阻放大器和与所述跨阻放大器连接的光电二极管；

所述信号放大单元包括第一运算放大器；

所述第一运算放大器的正向输入端通过第一电容与所述跨阻放大器的输出端连接，且所述第一电容与所述跨阻放大器之间通过第三电阻接地；

所述第一运算放大器的负向输入端通过并联的第二电阻和第五电容与所述第一运算放大器的输出端连接；

所述第一运算放大器的输出端与所述MCU的IN+引脚连接。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述光模块还包括低通滤波电路单元；

所述信号放大单元还通过所述低通滤波电路单元与所述电压比较器连接；

所述电压比较器将所述信号放大单元输出的直流偏置电压经过所述低通滤波电路单元得到的直流电压作为所述参考电压。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述低通滤波电路单元包括第五电阻和第二电容；

所述MCU的IN-引脚通过所述第二电容接地，且通过所述第五电阻与所述第一运算放大器的输出端连接。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述MCU还包括CLU时钟和数据恢复单元；

所述MCU的OUT引脚与所述CLU引脚连接，以将所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述电压比较器通过所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述CLU时钟和数据恢复单元用于从物理层编码的所述数字信号中恢复出时钟信号和数据信号；

所述通信接口单元根据所述时钟信号和数据信号从所述数字信号解码出所述业务管理信息。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述光模块还包括采样隔离单元；

所述MCU还包括模数转换器，所述光接收组件通过所述采样隔离单元与所述模数转换器连接；

所述MCU用于对模数转换器转换后的信号采样，以监控所述光接收组件的接收光功率大小。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述采样隔离单元包括第二运算放大器；

所述第二运算放大器的正向输入端与所述跨阻放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的负向输入端与所述第二运算放大器的输出端连接；

所述第二运算放大器的输出端与所述MCU的ADC引脚连接。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述光模块还包括光发射组件、驱动单元和开关选择单元，所述MCU还包括编码单元和至少两路数模转换器；

所述编码单元与所述开关选择单元连接，所述数模转换器与所述开关选择单元连接，所述开关选择单元经过所述驱动单元与所述光发射组件连接；

所述编码单元用于对承载业务管理信息的发射信号进行编码；

所述数模转换器用于设置所述驱动单元的电流；

所述开关选择单元用于与至少两路数模转换器中的一路数模转换器导通，使得所述驱动单元按照当前导通的数模转换器的电流工作；

所述光发射组件用于在所述驱动单元的驱动下，将经编码调制后的所述发射信号转换为光信号并发射。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述光发射组件包括激光二极管；

所述激光二极管的负极与所述驱动单元的OUTK引脚连接，所述激光二极管的正极与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元的VCCT引脚通过滤波隔离器件与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元的SDA引脚与所述MCU的SDA引脚连接，所述驱动单元的SCL引脚与所述MCU的SCL引脚连接；

所述驱动单元的RDIP引脚通过第三电容与所述跨阻放大器连接，所述驱动单元的RDIN引脚通过第四电容与所述跨阻放大器连接；

所述驱动单元的SDA引脚通过第六电阻与电源电压连接，所述驱动单元的SCL引脚通过第七电阻与电源电压连接。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述开关选择单元的NC引脚与所述MCU的DAC1引脚连接；

所述开关选择单元的NO引脚与所述MCU的DAC2引脚连接；

所述开关选择单元的IN引脚与所述MCU的IO引脚连接；

所述开关选择单元的EN引脚接地。

进一步地，所述带业务管理功能的光模块中，所述光模块还包括V/I转换电路和参考电压电路；

所述V/I转换电路包括第四运算放大器；

所述第四运算放大器的正向输入端连接在串联的第九电阻与第八电阻之间；

所述第九电阻的另一端与所述开关选择单元的COM引脚连接，所述第八电阻的另一端与所述激光二极管的负极连接；

所述第四运算放大器的负向输入端通过第十一电阻与所述第四运算放大器的输出端连接；

所述第四运算放大器的输出端通过第十电阻与所述激光二极管的负极连接；

所述参考电压电路包括第三运算放大器；

所述第三运算放大器的正向输入端与所述MCU的Vref引脚连接；

所述第三运算放大器的负向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接；

所述第三运算放大器的输出端通过串联的第十三电阻和第十四电阻接地；所述第四运算放大器的负向输入端通过第十二电阻连接在所述第十三电阻与所述第十四电阻之间；

所述第三运算放大器的负向输入端还通过串联的第十五电阻和第十六电阻接地；

所述第一运算放大器的正向输入端还通过第一电阻连接在所述第十五电阻与所述第十六电阻之间，所述第一运算放大器的负向输入端还通过第四电阻连接在所述第十五电阻与所述第十六电阻之间。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例提供的一种带业务管理功能的光模块，能够实现对网络的监控管理，不仅解决了现有技术存在的故障难排查、不易维护的问题，而且由于只采用了1个MCU来实现曼彻斯特编码和解码功能，因此成本更有优势，性价比更高，提高了市场竞争力。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例提供的一种带业务管理功能的光模块的功能模块示意图；

图2是本发明实施例提供的一种带业务管理功能的光模块的电路原理示意图；

图3是本发明实施例提供的光模块的调顶信号的实现原理图；

图4是本发明实施例提供的调顶信号的调制原理图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

有鉴于上述现有的光模块技术存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合原理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种能够解决解决由5G网络节点复用的增加以及无源波分器件的使用带来的维护管理难问题的方案，使生产出来的光模块更具可靠性。经过不断的研究、设计，并经过反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

请参考图1～4，本发明实施例提供一种带业务管理功能(即所谓的“调顶”技术)的光模块，包括MCU U3、光接收组件和信号放大单元，这些部分构成光模块的接收部分，如图1所示；其中，

所述MCU U3包括电压比较器和与所述电压比较器连接通信接口单元；所述光接收组件与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述电压比较器连接；

所述光接收组件用于在接收到承载业务管理信息的光信号后，将所述光信号转换为模拟电压信号并经交流耦合后输出给所述信号放大单元；

所述信号放大单元用于对所述模拟电压信号进行放大处理；

所述电压比较器用于根据参考电压，从放大处理后的所述模拟电压信号中解调出数字信号；

所述通信接口单元用于对所述数字信号进行解码，以获得所述业务管理信息；

所述光接收组件包括跨阻放大器TIA和与所述跨阻放大器TIA连接的光电二极管；

所述信号放大单元包括第一运算放大器U2；

所述第一运算放大器U2的正向输入端通过第一电容C1与所述跨阻放大器TIA的输出端连接，且所述第一电容C1与所述跨阻放大器TIA之间通过第三电阻R3接地；

所述第一运算放大器U2的负向输入端通过并联的第二电阻R2和第五电容C5与所述第一运算放大器U2的输出端连接；

所述第一运算放大器U2的输出端与所述MCU U3的IN+引脚连接。

其中，所述通信接口单元可以是SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)，图1中以SPI接口示出。

需要说明的是，本实施例中的光模块实现了低频调幅的业务管理信息的接收处理功能，可接收远端的查询和配置信息。

在本实施例中，由于解调出的数字信号需要符合一定要求的直流偏置范围，因此，电压比较器需要根据参考电压来完成解调，则所述光模块还可以包括低通滤波电路单元；

所述信号放大单元还通过所述低通滤波电路单元与所述电压比较器连接；

所述电压比较器将所述信号放大单元输出的直流偏置电压经过所述低通滤波电路单元得到的直流电压作为所述参考电压，能获得更好的动态响应速度，同时也可减小信号的占空比失真问题。

如图2所示，优选的，所述低通滤波电路单元包括第五电阻R5和第二电容C2；

所述MCU U3的IN-引脚通过所述第二电容C2接地，且通过所述第五电阻R5与所述第一运算放大器U2的输出端连接。

当然，上述提及的参考电压也可以从外部获得，比如从外部的独立电路单元中获得，本实施例不做限定。

在本实施例中，在通信接口单元采用SPI接口时，由于经过电压比较器解调获得的数字信号仍存在一定的占空比失真，因此，为了进一步减小信号的占空比失真问题，所述MCU U3还可以包括CLU时钟和数据恢复单元，图1中以CLU示出；

所述MCU U3的OUT引脚与所述CLU引脚连接，以将所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述电压比较器通过所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述CLU时钟和数据恢复单元用于从物理层编码的所述数字信号中恢复出时钟信号和数据信号；

所述通信接口单元根据所述时钟信号和数据信号从所述数字信号解码出所述业务管理信息，这样可有效减小占空比失真问题，提高信号质量。

在本实施例中，所述光模块还可以包括采样隔离单元；

所述MCU U3还包括模数转换器(ADC)，图1中以ADC示出，所述光接收组件通过所述采样隔离单元与所述模数转换器连接；

所述MCU U3用于对模数转换器转换后的信号采样，以监控所述光接收组件的接收光功率大小。

由于在信号采样过程中MCU U3内部的噪声容易对信号放大单元的输入信号产生干扰，导致信号放大单元的灵敏度降低、信号质量下降，因此本发明实施例在采样实现接收光功率监控的同时，增设了采样隔离单元，以避免MCU U3内部噪声对信号放大单元的输入信号中携带的低频微弱信号的干扰。

如图2所示，优选的，所述采样隔离单元包括第二运算放大器U1；

所述第二运算放大器U1的正向输入端与所述跨阻放大器TIA的输出端连接，所述第二运算放大器U1的负向输入端与所述第二运算放大器U1的输出端连接；

所述第二运算放大器U1的输出端与所述MCU U3的ADC引脚连接。

如图1所示，所述光模块还包括光发射组件、驱动单元U4和开关选择单元，所述MCUU3还包括编码单元和至少两路数模转换器(DAC)，图1中以DAC示出，这些部分构成光模块的发射部分；

所述编码单元与所述开关选择单元连接，所述数模转换器与所述开关选择单元连接，所述开关选择单元经过所述驱动单元U4与所述光发射组件连接；

所述编码单元用于对承载业务管理信息的发射信号进行编码；

所述数模转换器用于设置所述驱动单元U4的电流；

所述开关选择单元用于与至少两路数模转换器中的一路数模转换器导通，使得所述驱动单元U4按照当前导通的数模转换器的电流工作；

所述光发射组件用于在所述驱动单元U4的驱动下，将经编码调制后的所述发射信号转换为光信号并发射。

需要说明的是，通过开关方式选择多路数模转换器设置驱动电流，支持驱动电流Sink或Souce模式，能够有效避免DAC动态调节过程中，可能存在的光功率不稳定因素和偏差影响。

如图2所示，优选的，所述光发射组件包括激光二极管LD；

所述激光二极管LD的负极与所述驱动单元U4的OUTK引脚连接，所述激光二极管LD的正极与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元U4的VCCT引脚通过滤波隔离器件(比如铁氧体磁珠FB1)与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元U4的SDA引脚与所述MCU U3的SDA引脚连接，所述驱动单元U4的SCL引脚与所述MCU U3的SCL引脚连接；

所述驱动单元U4的RDIP引脚通过第三电容C3与所述跨阻放大器TIA连接，所述驱动单元U4的RDIN引脚通过第四电容C4与所述跨阻放大器TIA连接，此为高速数据接收传输路径；

所述驱动单元U4的SDA引脚通过第六电阻R6与电源电压连接，所述驱动单元的SCL引脚通过第七电阻R7与电源电压连接。

如图2所示，优选的，所述开关选择单元U5的NC引脚与所述MCU U3的DAC1引脚连接；

所述开关选择单元U5的NO引脚与所述MCU U3的DAC2引脚连接；

所述开关选择单元U5的IN引脚与所述MCU U3的IO引脚连接；

所述开关选择单元U5的EN引脚接地。

如图2所示，优选的，所述光模块还包括V/I转换电路和参考电压电路；

所述V/I转换电路包括第四运算放大器U6；

所述第四运算放大器U6的正向输入端连接在串联的第九电阻R9与第八电阻R8之间；

所述第九电阻R9的另一端与所述开关选择单元U5的COM引脚连接，所述第八电阻R8的另一端与所述激光二极管LD的负极连接；

所述第四运算放大器U6的负向输入端通过第十一电阻R11与所述第四运算放大器U6的输出端连接；所述第四运算放大器U6的输出端通过第十电阻R10与所述激光二极管LD的负极连接；

所述参考电压电路包括第三运算放大器U7；

所述第三运算放大器U7的正向输入端与所述MCU U3的Vref引脚连接；所述第三运算放大器U7的负向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接；所述第三运算放大器U7的输出端通过串联的第十三电阻R13和第十四电阻R14接地；所述第四运算放大器U6的负向输入端通过第十二电阻R12连接在所述第十三电阻R13与所述第十四电阻R14之间；所述第三运算放大器U7的负向输入端还通过串联的第十五电阻R15和第十六电阻R16接地；

所述第一运算放大器U2的正向输入端还通过第一电阻R1连接在所述第十五电阻R15与所述第十六电阻R16之间，所述第一运算放大器U2的负向输入端还通过第四电阻R4连接在所述第十五电阻R15与所述第十六电阻R16之间。

发射部分的电路功能设计实现：

发射OAM低频驱动调幅信号编码采用曼彻斯特编码，低-高的电平跳变表示0，高-低的电平跳变表示1。通过MCU U3的编码单元对发射信号进行编码，并经IO引脚输出到开关选择单元的IN引脚，根据高低电平选择不同路的DAC输出。当IN引脚为高电平时，DAC1输入到NC引脚的电压从COM引脚输出；当IN引脚为低电平时，DAC2输入到NO引脚的电压从COM引脚输出。

参考电压由MCU U3的V_ref经过电压跟随器后，电阻分压得到：

V/I转换电路的工作原理：

设R₁₀左端电压为V₁，右端电压为V₂，第四运算放大器U6的正向输入端为V_P，反向输入端为V_N；

运放输入电阻无穷大，由线性电阻网络，叠加定律得：

由于V/I转换电路引入电压串联负反馈，满足虚短V_P＝V_N条件，

当满足R₈/R₉＝R₁₁/R₁₂＝k条件，得：

调顶信号驱动电流的大小为：

MCU U3的2路DAC输出，经开关选择单元U5选择后输出V_DAC电压。当V_DAC＞V_a时，则V₁＞V₂，V/I转换电路电流Source输出，光功率幅度变小；

当V_DAC＜V_a时，则V₁＜V₂，V/I转换电路电流Sink输出，光功率幅度变大；MCU U3通过DAC去设置V/I转换驱动电流I_mod的大小，达到改变LD输出光功率幅度的强弱，从而实现3％～5％的低频光功率调幅功能。

接收部分的电路功能设计实现：

当光接收组件(ROSA)接收到光信号后产生响应电流RSSI，经过R3转换为电压信号。其中一路经过第二运算放大器U1隔离后，输入到MCU U3的ADC引脚进行采样，作为接收光功率大小监控。另一路经过第一电容C1耦合后，输入到由第一运算放大器U2构成的信号放大单元，将低频幅度信号进行放大处理后，输入到MCU U3的比较器IN+引脚，而比较器IN-引脚的参考电压是由信号放大单元的第一运算放大器U2的输出信号经过R5和C2低通滤波后得到的直流电压。采用MCU U3内部比较器把模拟信号转换为数字信号从OUT引脚输出，再输入MCU U3内部可配置的CLU时钟和数据恢复单元进行时钟和数据恢复，最终再经过内部SPI通信解码恢复低频调幅信号。

参考电压由MCU U3的V_ref经过第三运算放大器U7后，电阻分压得到：

接收部分中信号放大单元的工作原理：

同相比例放大电路特点，得通频带放大倍数：

当没有交流信号输入时：

第一运算放大器U2构成的负反馈电路满足V₊＝V_-＝V_b，则R4两端电压为V_b，其直流输入电流为零，此时输出电压V_O＝V_-+R₂*0＝V_b，第一运算放大器U2的输出直流偏置电压为V_b。

当有交流信号

输入时：

令

得，输出电压在频域上，公式可简化为：

选取合适的R1,C1，R2，C5的阻容值，当工作频率在f_L＜＜f＜＜f_H范围内，其输出为

本发明实施例提供的一种带业务管理功能的光模块，只采用了1个MCU来实现曼彻斯特编码和解码功能。在曼彻斯特解码方面，利用MCU的CLU资源，方案成本更有优势，性价比更高。

驱动调制电路支持Sink和Source电流模式，调制前后流经LD的平均电流是恒定的，因此能保持输出平均光功率恒定。另外，采用硬件切换实现间接调制方式，驱动电路稳定性更好，时延更短。

在接收解调方面的设计优化，本发明设计了一个低噪声、高放大倍数的信号放大电单元，放大后的信号经过MCU电压比较器转换为数字信号，再经过内部CLU恢复时钟和数据信号，减少了软件处理难度，提高产品可靠性。带偏置的高倍放大和宽直流范围的放大电路，也考虑MCU噪声影响，进行了电路隔离，降低采样所带来的噪声，提升了接收的灵敏度。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (10)

1.一种带业务管理功能的光模块，其特征在于，包括MCU、光接收组件和信号放大单元；其中，

所述MCU包括电压比较器和与所述电压比较器连接通信接口单元；所述光接收组件与所述信号放大单元连接，所述信号放大单元与所述电压比较器连接；

所述光接收组件用于在接收到承载业务管理信息的光信号后，将所述光信号转换为模拟电压信号并经交流耦合后输出给所述信号放大单元；

所述信号放大单元用于对所述模拟电压信号进行放大处理；

所述电压比较器用于根据参考电压，从放大处理后的所述模拟电压信号中解调出数字信号；

所述通信接口单元用于对所述数字信号进行解码，以获得所述业务管理信息；

所述光接收组件包括跨阻放大器和与所述跨阻放大器连接的光电二极管；

所述信号放大单元包括第一运算放大器；

所述第一运算放大器的正向输入端通过第一电容与所述跨阻放大器的输出端连接，且所述第一电容与所述跨阻放大器之间通过第三电阻接地；

所述第一运算放大器的负向输入端通过并联的第二电阻和第五电容与所述第一运算放大器的输出端连接；

所述第一运算放大器的输出端与所述MCU的IN+引脚连接。

2.根据权利要求1所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述光模块还包括低通滤波电路单元；

所述信号放大单元还通过所述低通滤波电路单元与所述电压比较器连接；

所述电压比较器将所述信号放大单元输出的直流偏置电压经过所述低通滤波电路单元得到的直流电压作为所述参考电压。

3.根据权利要求2所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述低通滤波电路单元包括第五电阻和第二电容；

所述MCU的IN-引脚通过所述第二电容接地，且通过所述第五电阻与所述第一运算放大器的输出端连接。

4.根据权利要求1所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述MCU还包括CLU时钟和数据恢复单元；

所述MCU的OUT引脚与所述CLU引脚连接，以将所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述电压比较器通过所述CLU时钟和数据恢复单元与所述通信接口单元连接；

所述CLU时钟和数据恢复单元用于从物理层编码的所述数字信号中恢复出时钟信号和数据信号；

所述通信接口单元根据所述时钟信号和数据信号从所述数字信号解码出所述业务管理信息。

5.根据权利要求1所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述光模块还包括采样隔离单元；

所述MCU还包括模数转换器，所述光接收组件通过所述采样隔离单元与所述模数转换器连接；

所述MCU用于对模数转换器转换后的信号采样，以监控所述光接收组件的接收光功率大小。

6.根据权利要求5所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述采样隔离单元包括第二运算放大器；

所述第二运算放大器的正向输入端与所述跨阻放大器的输出端连接，所述第二运算放大器的负向输入端与所述第二运算放大器的输出端连接；

所述第二运算放大器的输出端与所述MCU的ADC引脚连接。

7.根据权利要求1所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述光模块还包括光发射组件、驱动单元和开关选择单元，所述MCU还包括编码单元和至少两路数模转换器；

所述编码单元与所述开关选择单元连接，所述数模转换器与所述开关选择单元连接，所述开关选择单元经过所述驱动单元与所述光发射组件连接；

所述编码单元用于对承载业务管理信息的发射信号进行编码；

所述数模转换器用于设置所述驱动单元的电流；

所述开关选择单元用于与至少两路数模转换器中的一路数模转换器导通，使得所述驱动单元按照当前导通的数模转换器的电流工作；

所述光发射组件用于在所述驱动单元的驱动下，将经编码调制后的所述发射信号转换为光信号并发射。

8.根据权利要求7所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述光发射组件包括激光二极管；

所述激光二极管的负极与所述驱动单元的OUTK引脚连接，所述激光二极管的正极与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元的VCCT引脚通过滤波隔离器件与所述驱动单元的OUTA引脚连接；

所述驱动单元的SDA引脚与所述MCU的SDA引脚连接，所述驱动单元的SCL引脚与所述MCU的SCL引脚连接；

所述驱动单元的RDIP引脚通过第三电容与所述跨阻放大器连接，所述驱动单元的RDIN引脚通过第四电容与所述跨阻放大器连接；

所述驱动单元的SDA引脚通过第六电阻与电源电压连接，所述驱动单元的SCL引脚通过第七电阻与电源电压连接。

9.根据权利要求8所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述开关选择单元的NC引脚与所述MCU的DAC1引脚连接；

所述开关选择单元的NO引脚与所述MCU的DAC2引脚连接；

所述开关选择单元的IN引脚与所述MCU的IO引脚连接；

所述开关选择单元的EN引脚接地。

10.根据权利要求9所述的带业务管理功能的光模块，其特征在于，所述光模块还包括V/I转换电路和参考电压电路；

所述V/I转换电路包括第四运算放大器；

所述第四运算放大器的正向输入端连接在串联的第九电阻与第八电阻之间；

所述第九电阻的另一端与所述开关选择单元的COM引脚连接，所述第八电阻的另一端与所述激光二极管的负极连接；

所述第四运算放大器的负向输入端通过第十一电阻与所述第四运算放大器的输出端连接；

所述第四运算放大器的输出端通过第十电阻与所述激光二极管的负极连接；

所述参考电压电路包括第三运算放大器；

所述第三运算放大器的正向输入端与所述MCU的Vref引脚连接；

所述第三运算放大器的负向输入端与所述第三运算放大器的输出端连接；

所述第三运算放大器的输出端通过串联的第十三电阻和第十四电阻接地；所述第四运算放大器的负向输入端通过第十二电阻连接在所述第十三电阻与所述第十四电阻之间；

所述第三运算放大器的负向输入端还通过串联的第十五电阻和第十六电阻接地；

所述第一运算放大器的正向输入端还通过第一电阻连接在所述第十五电阻与所述第十六电阻之间，所述第一运算放大器的负向输入端还通过第四电阻连接在所述第十五电阻与所述第十六电阻之间。

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