CN114124240A - 光接收机电路及光接收机 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种光接收机电路及光接收机，属于光通信领域。该电路包括：光放大器组件，用于调整输入光信号的功率；光电转换电路，连接所述光放大器组件，用于将调整后的输入光信号转化为电压信号；主控电路，连接所述光电转换电路和所述光放大器组件，用于根据所述电压信号和预设的门限电压生成控制信号，所述控制信号用于控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率。本发明实施例的技术方案无需额外的器件便可以根据光接收机电路实现对光功率的自适应调整，避免光放大器组件出现饱和输出的情况，既能快速优化光功率，又节约成本。

Description

光接收机电路及光接收机

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及光接收机电路及光接收机。

背景技术

随着网络的发展，中长距离的光纤通信成为一项重要的通信技术，但在光纤长距离传输中会出现错误接纤顺序，机房错误跳纤，或在环回测试时光功率过大对光电二极管造成损坏，再者，若输入光信号过大，会使光放大器组件进入增益饱和区从而严重影响光信号输出质量造成误码或者丢包问题。

目前主流方法大多是使用可调光衰减器和光功率分配器来调整入光功率，但可调光衰减器和光功率分配器体积都较大，无法满足光通信器件的封装小型化，光功率分配器还需要分光，影响光接收机的灵敏度。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种光接收机电路及光接收机，旨在无需使用额外的可调光衰减器和分光波导器件就能实现对光功率的调整。

第一方面，本发明实施例提供一种光接收机电路，包括：

光放大器组件，用于调整输入光信号的功率；

光电转换电路，连接所述光放大器组件，用于将调整后的输入光信号转化为电压信号；

主控电路，连接所述光电转换电路和所述光放大器组件，用于根据所述电压信号和预设的门限电压生成控制信号，所述控制信号用于控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率。

第二方面，本发明实施例还提供一种光接收机，所述光接收机包括如第一方面所述的光接收机电路。

本发明实施例提供一种光接收机电路及光接收机，在该光接收机电路中，光放大器组件，用于调整输入光信号的功率；光电转换电路，连接光放大器组件，用于将调整后的输入光信号转化为电压信号；主控电路，连接光电转换电路和光放大器组件，用于根据电压信号和预设的门限电压生成控制信号，控制信号用于控制光放大器组件调整输入光信号的功率。基于此，在光功率优化方面，无需额外的器件便可以根据光接收机电路实现对光功率的自适应调整，避免光放大器组件出现饱和输出的情况，既能快速准确优化光功率，又能节约成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种光接收机电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种光接收机的结构示意框图。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。

应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

本发明实施例提供一种光接收机电路及光接收机。其中，该光接收机电路可应用于光接收机中，用于接收经光纤远距离传输后的光信息。

下面结合附图，对本发明的一些实施例作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种光接收机电路的结构示意图。

如图1所示，该光接收机电路包括：光放大器组件10、光电转换电路20和主控电路30。

其中，光放大器组件10用于调整输入光信号的功率；光电转换电路20，连接所述光放大器组件10，用于将调整后的输入光信号转化为电压信号(Vrssi信号)；主控电路30，连接所述光电转换电路20和所述光放大器组件10，用于根据所述电压信号(Vrssi信号)和预设的门限电压(Vref)生成控制信号，所述控制信号用于控制所述光放大器组件10调整所述输入光信号的功率。

示例性的，光放大器组件10的输入端与光纤通过耦合器件耦合，光放大器组件10中还可以包括激活介质和泵浦源，激活介质可以被泵浦源激活，光通过激活介质时从激活介质中获取能量达到调整功率的目的。

示例性的，通过调整光放大器组件10中的电流或电压，以调整泵浦源对激活介质的激活程度，从而调整输入光信号的功率。

其中，光放大器组件10可以是半导体光放大器(SOA)、掺稀土元素光纤放大器或非线性光纤放大器中的其中一种。

示例性的，光电转换电路20的输入端与光放大器组件10连接，将光放大器组件10调整后的输入光信号转化成电压信号(Vrssi信号)。

示例性的，如图2所示，图2是本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图。光电转换电路20包括半导体光电二极管201和跨阻放大器202。半导体光电二极管201的输入端连接光放大器组件10，半导体光电二极管201的输出端连接跨阻放大器202。

示例性的，半导体光电二极管201通过光电效应将调整后的输入光信号转化为光电流信号，并向跨阻放大器202输出，跨阻放大器202接收到光电流信号后将光电流信号转化为电压信号(Vrssi信号)输出。

示例性的，光信号通过半导体光电二极管201发生光电效应转化为光电流信号，但此时产生的光电流信号非常弱，需要进行放大；基于此，在半导体光电二极管201输出端连接一跨阻放大器202，跨阻放大器202将接收到的微弱的光电流信号进行放大并转化为电压信号(Vrssi信号)，以及将电压信号(Vrssi信号)输出。

示例性的，主控电路30连接光电转换电路20和光放大器组件10，主控电路30用于根据光电转换电路20输出的电压信号(Vrssi信号)与预设的门限电压(Vref)生成控制信号，通过控制信号控制光放大器组件10调整输入光信号的功率。

示例性的，通过电压信号(Vrssi信号)与预设的门限电压(Vref)生成控制信号，实时控制光放大器组件10的工作电流或电压，以使光放大器组件10调整输入光信号的功率。

在一实施例中，所述主控电路30包括差分放大电路301，所述差分放大电路301的第一输入端连接所述光电转换电路20，所述差分放大电路301的第二输入端连接预设的门限电压(Vref)，所述差分放大电路301的输出端连接所述光放大器组件10；所述差分放大电路301在所述电压信号(Vrssi信号)大于或等于所述门限电压(Vref)时，输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述光放大器组件10调低所述输入光信号的功率。

示例性的，差分放大电路301的第二输入端连接预设的门限电压(Vref)可以由数模转换芯片(DAC)提供，也可以是直接与电压源连接，使预设的门限电压(Vref)从差分放大电路301的第二输入端输入。

示例性的，若在光电转换电路20中输出的电压信号(Vrssi信号)大于或等于从差分放大电路301的第二输入端输入的门限电压(Vref)，则差分放大电路301输出第一控制信号。第一控制信号用于控制光放大器组件10减小工作电流，以调低所述输入光信号的功率。

示例性的，若在光电转换电路20中输出的电压信号(Vrssi信号)小于从差分放大电路301的第二输入端输入的门限电压(Vref)，则差分放大电路301不进行输出。

示例性的，通过设置差分放大电路301预设的门限电压(Vref)，并与光功率转化的电压信号(Vrssi信号)比较生成第一控制信号控制光放大器组件10调整输入光信号的功率，实现了电路的自适应光功率的调整。

在一实施例中，所述主控电路30可以通过模数转换确定电压信号的电压值，并将该电压值与预设的门限电压进行比较，以及根据比较结果生成控制信号，通过控制信号控制光放大器组件10调整输入光信号的功率。

如图3所示，图3是本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图。

在一些实施例中，所述主控电路30还包括增益放大电路302，所述增益放大电路302连接于所述差分放大电路301和所述光放大组件10之间，所述增益放大电路302用于放大所述第一控制信号的电压。

示例性的，从差分放大电路301输出的第一控制信号的电压会较为微弱，可以在差分放大电路301和光放大组件10之间设置一个增益放大电路302，以放大第一控制信号的电压。

示例性的，设置增益放大电路302进行第一控制信号的电压的放大，可以使光放大组件10更灵敏快速地根据第一控制信号来调整输入光信号的功率。

如图4所示，图4是本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图。

请参照图4，所述主控电路还包括处理器303。

在一些实施方式中，处理器303可以根据电压信号(Vrssi信号)和预设的门限电压(Vref)生成控制信号，控制信号用于控制所述光放大器组件10调整所述输入光信号的功率。

示例性的，可以预先设置门限电压(Vref)在处理器303中，若电压信号(Vrssi信号)大于或等于门限电压(Vref)，则生成控制信号控制光放大器组件10减小输入光信号的功率，以保护电路，避免光放大器的过高输出。

在一些实施方式中，所述处理器303连接所述光电转换电路20和所述光放大器组件10，用于根据所述电压信号判断所述调整后的输入光信号的功率是否处于目标功率范围，以及根据判断结果控制所述光放大器组件10调整所述输入光信号的功率。

示例性的，目标功率范围可以预先在处理器303中设定，例如设置目标功率范围为-3dbm～0dbm。

例如，处理器303根据电压信号判断调整后的输入光信号的功率是否处于-3dbm～0dbm，以及根据判断结果控制光放大器组件10调整输入光信号的功率。

在一些实施例中，所述根据判断结果控制所述光放大器组件10调整所述输入光信号的功率，包括：若所述调整后的输入光信号的功率大于所述目标功率范围的最大值，则生成第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述光放大器组件10调低所述输入光信号的功率。

示例性的，若处理器303接收到的电压信号(Vrssi信号)并根据该电压信号(Vrssi信号)计算出的调整后的输入光信号的功率大于目标功率范围的最大值，则生成第二控制信号给光放大器组件10，以使光放大器组件10调低输入光信号的功率。

在另一些实施例中，若所述调整后的输入光信号的功率小于所述目标功率范围的最小值，则生成第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述光放大器组件10调高所述输入光信号的功率。

示例性的，若处理器303接收到的电压信号(Vrssi信号)并根据该电压信号(Vrssi信号)计算出的调整后的输入光信号的功率小于目标功率范围的最小值，则生成第三控制信号给光放大器组件10，以使光放大器组件10调高输入光信号的功率。

在一些实施方式中，所述处理器303还用于：若所述调整后的输入光信号的功率在所述目标功率范围内，则获取若干所述光信号的信噪比信息(SNR信息)，并根据所述若干信噪比信息(SNR信息)生成第四控制信号，所述第四控制信号用于控制所述光放大器组件10调整所述输入光信号的功率。

示例性的，若处理器303接收到的电压信号(Vrssi信号)并根据该电压信号(Vrssi信号)计算出的调整后的输入光信号的功率处于目标功率范围如-3dbm～0dbm，则处理器303中的数字信号处理器(DSP)开始获取若干光信号的信噪比信息(SNR信息)。

示例性的，处理器303可以在预置的时间间隔内获取若干光信号的信噪比信息(SNR信息)。例如将5s作为时间间隔，将每5s获取的若干光信号的信噪比信息(SNR信息)分成一组。

示例性的，处理器303根据所述若干信噪比信息(SNR信息)生成第四控制信号，以控制光放大器组件10调整光信号的功率。

通过判断输入光信号的功率是否处于目标功率范围，以及根据判断结果控制光放大器组件10调整输入光信号的功率，能够使电路根据调整后的光信号的功率反馈调整输入光信号的功率，实现动态调整光放大器10输出增益，使接收机性能更优。

在一些实施例中，所述获取若干所述光信号的信噪比信息，并根据若干所述信噪比信息生成第四控制信号，包括：确定当前时间段内若干所述信噪比信息的平均值；根据所述当前时间段的所述平均值和前一时间段的所述平均值，以及所述光放大器组件对所述输入光信号的功率进行调整的方向，生成所述第四控制信号。

示例性的，在每个间隔相同的时间段，处理器303获取若干个在该时间段内的光信号的信噪比信息(SNR信息)，例如将5s视为一个时间段，则处理器303可以在5s内获取10个光信号的信噪比信息(SNR信息)，并确定该10个光信号的信噪比信息(SNR信息)的平均值。

示例性的，处理器303存有前一时间段的平均值，并将当前时间段的平均值和前一时间段的平均值对比，根据对比结果确定对输入光信号的功率调整方向。

例如，若当前时间段的平均值大于前一时间段的平均值，则确定调高输入光信号的功率。

在一些实施例中，所述根据所述当前时间段的所述平均值和前一时间段的所述平均值，以及所述光放大器组件对所述输入光信号的功率进行调整的方向，生成所述第四控制信号，包括：所述光放大器组件10对所述输入光信号的功率调高时，若所述当前时间段的平均值大于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件10继续调高所述输入光信号的功率的第四控制信号。

示例性的，光放大器组件10调高输入光信号的功率时，若当前时间段的平均值仍大于前一时间段的平均值，则处理器303生成用于控制光放大器组件10调高输入光信号的功率的第四控制信号，以使光放大器组件10继续调高输入光信号的功率。

在另一实施例中，所述光放大器组件10对所述输入光信号的功率调高时，若所述当前时间段的平均值小于所述前一段时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件10调低所述输入光信号的功率的第四控制信号。

示例性的，光放大器组件10调高输入光信号的功率时，若当前时间段的平均值小于前一时间段的平均值，则证明前一时间段光信号的信噪比信息(SNR信息)比当前时间段光信号的信噪比信息(SNR信息)更好，则处理器303生成用于控制光放大器组件10调低输入光信号的功率的第四控制信号，使光放大器组件10调低输入光信号的功率，以找回前一时间段对应的光信号的信噪比信息(SNR信息)。

在一些实施例中，所述根据所述当前时间段的所述平均值和前一时间段的所述平均值，以及所述光放大器组件10对所述输入光信号的功率进行调整的方向，生成所述第四控制信号，包括：所述光放大器组件10对所述输入光信号的功率调低时，若所述当前时间段的平均值大于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件10继续调低所述输入光信号的功率的第四控制信号。

示例性的，光放大器组件10调低输入光信号的功率时，若当前时间段的平均值仍大于前一时间段的平均值，则处理器303生成用于控制光放大器组件10调低输入光信号的功率的第四控制信号，以使光放大组件10继续调低输入光信号的功率。

在另一实施例中，所述光放大器组件10对所述输入光信号的功率调低时，若所述当前时间段的平均值小于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件10调高所述输入光信号的功率的第四控制信号。

示例性的，光放大组件10调低输入光信号的功率时，若当前时间段的平均值小于前一段时间段的平均值，则证明前一时间段的光信号的信噪比信息(SNR信息)比当前时间段的光信号的信噪比信息(SNR信息)更好，则处理器303生成用于控制光放大组件10调高输入光信号的功率的生成第四控制信号，以使光放大器组件10调高输入光信号的功率，以找回前一时间段对应的光信号的信噪比信息(SNR信息)。

示例性的，光放大组件10往一个方向调整，例如调高输入光信号的功率，信噪比信息(SNR信息)的平均值会增大，调整到一定程度，平均值会出现一个极值，过了极值之后平均值开始下降，此时需要光放大组件10往反方向调整，例如调低输入光信号的功率，以回到极值点。

示例性的，可以将出现极值的时间段对应的信噪比信息(SNR信息)视为信噪比信息(SNR信息)的最佳值，即光接收机电路的最佳性能状态。

请参照图5，图5为本发明实施例提供的另一种光接收机电路的结构示意图。

如图5所示，所述光放大器组件10包括压控电流源101和光放大器102，所述压控电流源101的输入端连接所述主控电路30，所述压控电流源101的输出端连接所述光放大器102；所述主控电路30通过调节所述控制信号的电压控制所述压控电流源101调整向所述光放大器102输出的电流，以使所述光放大器102调整输入光信号的功率。

示例性的，压控电流源101从主控电路30中获取控制信号的电压，并根据控制信号的电压调整向光放大器102输出的电流。

例如，压控电流源101从主控电路30中的差分放大电路301中获取到第一控制信号的电压，此时压控电流源101向光放大器102输出的电流是压控电流源101的预置工作电压减去差分放大电路301输出的第一控制信号的电压，所以压控电流源101向光放大器102输出的电流会减小，控制光放大器102调低输入的光信号的功率。

上述实施例提供的光接收机电路，用于光接收机中，该电路包括光放大器组件10、光电转换电路20和主控电路30，通过光放大器组件10调整输入光信号的功率，光电转换电路20将调整后的光信号的功率转化为电压信号并输出给主控电路30，主控电路30根据电压信号和预设的门限电压生成控制信号，再根据控制信号控制光放大器组件10调整输入光信号的功率，以使电路无需额外的附加器件便可实现对光功率的自适应调整，避免光放大器组件出现饱和输出的情况，既能快速优化光功率，又节约成本。

如图6所示，本申请实施例还提供了一种光接收机40，该光接收机40包括如上所述的光接收机电路，具体实施方式请参考上述论述。

应当理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本发明的具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光接收机电路，应用于光接收机，其特征在于，所述电路包括：

光放大器组件，用于调整输入光信号的功率；

光电转换电路，连接所述光放大器组件，用于将调整后的输入光信号转化为电压信号；

主控电路，连接所述光电转换电路和所述光放大器组件，用于根据所述电压信号和预设的门限电压生成控制信号，所述控制信号用于控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率。

2.根据权利要求1所述的光接收机电路，其特征在于，所述主控电路包括差分放大电路，所述差分放大电路的第一输入端连接所述光电转换电路，所述差分放大电路的第二输入端连接预设的门限电压，所述差分放大电路的输出端连接所述光放大器组件；

所述差分放大电路在所述电压信号大于或等于所述门限电压时，输出第一控制信号，所述第一控制信号用于控制所述光放大器组件调低所述输入光信号的功率。

3.根据权利要求2所述的光接收机电路，其特征在于，所述主控电路还包括增益放大电路，所述增益放大电路连接于所述差分放大电路和所述光放大组件之间，所述增益放大电路用于放大所述第一控制信号的电压。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的光接收机电路，其特征在于，所述主控电路还包括处理器，所述处理器连接所述光电转换电路和所述光放大器组件，用于根据所述电压信号判断所述调整后的输入光信号的功率是否处于目标功率范围，以及根据判断结果控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率。

5.根据权利要求4所述的光接收机电路，其特征在于，所述根据判断结果控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率，包括：

若所述调整后的输入光信号的功率大于所述目标功率范围的最大值，则生成第二控制信号，所述第二控制信号用于控制所述光放大器组件调低所述输入光信号的功率；

若所述调整后的输入光信号的功率小于所述目标功率范围的最小值，则生成第三控制信号，所述第三控制信号用于控制所述光放大器组件调高所述输入光信号的功率。

6.根据权利要求4所述的光接收机电路，其特征在于，所述处理器还用于：

若所述调整后的输入光信号的功率在所述目标功率范围内，则获取若干所述光信号的信噪比信息，并根据若干所述信噪比信息生成第四控制信号，所述第四控制信号用于控制所述光放大器组件调整所述输入光信号的功率。

7.根据权利要求6中所述的光接收机电路，其特征在于，所述根据若干所述信噪比信息生成第四控制信号，包括：

确定当前时间段内若干所述信噪比信息的平均值；

根据所述当前时间段的所述平均值和前一时间段的所述平均值，以及所述光放大器组件对所述输入光信号的功率进行调整的方向，生成所述第四控制信号。

8.根据权利要求7所述的光接收机电路，其特征在于，所述根据所述当前时间段的所述平均值和前一时间段的所述平均值，以及所述光放大器组件对所述输入光信号的功率进行调整的方向，生成所述第四控制信号，包括：

所述光放大器组件对所述输入光信号的功率调高时，若所述当前时间段的平均值大于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件调高所述输入光信号的功率的第四控制信号；若所述当前时间段的平均值小于所述前一段时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件调低所述输入光信号的功率第四控制信号；

所述光放大器组件对所述输入光信号的功率调低时，若所述当前时间段的平均值大于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件调低所述输入光信号的功率的第四控制信号；若所述当前时间段的平均值小于所述前一时间段的平均值时，则生成用于控制所述光放大器组件调高所述输入光信号的功率的第四控制信号。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的光接收机电路，其特征在于，所述光放大器组件包括压控电流源和光放大器，所述压控电流源的输入端连接所述主控电路，所述压控电流源的输出端连接所述光放大器；

所述主控电路通过调节所述控制信号的电压控制所述压控电流源调整向所述光放大器输出的电流，以使所述光放大器调整输入光信号的功率。

10.一种光接收机，其特征在于，所述光接收机包括如权利要求1至9中任一项所述的光接收机电路。

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