CN201118599Y - 一种光模块设备及主机板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光模块设备，包括：第一电光转换器，第一光电转换器，第二电光转换器管，第二光电转换器，光波分复用器，光耦合器；所述第一电光转换器，用于产生第一波长的光数据信号；所述第一光电转换器，用于接收第二波长的光数据信号；所述第二电光转换器，用于产生第三波长的光脉冲信号；所述第二光电转换器，用于接收第三波长的光脉冲信号，并转换为电信号；其中所述第一电光转换器和第一光电转换器分别与所述光波分复用器连接，所述的第二电光转换器和第二光电转换器分别通过所述光耦合器与所述光波分复用器连接，所述光波分复用器一侧与光纤连接。本实用新型的实施例简便地实现了在线、实时的监控光线路的状态。

Description

一种光模块设备及主机板技术领域本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块设备及主机板。 背景技术如今，光纤越来越多地应用于城域网和接入网中，在这种情况下，对光纤 链路进行连续的或周期性的监控，就显得尤为重要。当光线链路逐渐恶化时， 如果能及早地进行检测，将有助于采取防范措施，以确保通信网络的可靠性。 另外，当光纤链路发生故障时，如果监控设备能够迅速准确地定位故障并确定 故障类型，那么将有利于及时地进行维修与校正。对光纤链路进行监控最常用的手段之一，是利用一种所谓的OTDR设备 (Optical Time Domain Reflectometry,光时域反射仪）。OTDR设备的基本工作 原理是：向光纤链路的一端发出一个光脉冲，由于光纤链路上存在连续的瑞利 后向散射，以及离散的菲涅耳反射（如在光纤连接处或断裂处），所以当光脉冲 沿着光纤链路传输时，OTDR设备会按反射点所处的位置，由近及远地收到返 回光，其强度与各反射点的传输光功率成比例；可以令横轴以距离的形式表示 返回光到达的时间顺序，令纵轴以dB表示返回光的强度，并在屏幕上显示出来， 由于光脉冲的往返时间与光纤长度相对应，那么就可以在横轴上将光脉冲的往 返时间换算成光纤长度所对应的刻度，直接用于观察沿整条光纤链路传输光功 率的变化状态。但是利用现有的OTDR设备来监控光纤链路时，存在一个问题,现有的OTDR 设备无法实时、在线地监测光线路状态；为此，业界的趋势是在光纤传输系统 中集成OTDR功能，以便能做到实时、在线地监测，并且尽量降低成本。为了实现光线路状态的监测， 一种可行的方法是重用光收发器中的光发送 器作为OTDR的光发送器和光接收器。请参阅图1,该图表示了一个光发送和 接收设备TRx,具有一根由它导出的光纤gF(出纤）和一根到达它的光纤cF(入 纤），光发送和接收设备TRx的核心是一个光发送器Tx和光接收器Rx，信号放 大器SA也示于图中。激光二极管LD由数据流Dl驱动，并且通过光纤gF来发送光数据信号 DS1;在光接收器Rx中，通过光纤cF到达的光数据信号DS2被转换为数据流 D2。为了测量光纤gF的特性，需要将数据流D1中断，向光发送器Tx应用脉沖 测量信号PM,并通过激光二极管LD发送，返回由光纤gF中不同位置反射的 该测量信号PM的分量，作为监控信号MS，通过激光二极管LD进行光电转换， 并通过信号放大器SA转换为与监控信号MS成比例的测量信号MS'，再进行信 号处理。应用这种方法时， 一方面需要中断现有业务；另外，由于把激光二极管LD 作为光接收器来进行光电转换，而激光二极管LD的响应度非常低，产生的光电 流非常微弱，对后面的信号处理要求非常高；因此，在实施的过程中具有较大 的局限性。实现光线路状态监测的第二种方法是，重用光收发器中的光发送器和光接收器分别作为OTDR的光发送器和光接收器。请参见图2,在该图中，光收发 器OTM中包含光发送器Tx和光接收器Rx,用于数据信号的发送与接收，并且， 在光收发器OTM中还包括光时域反射仪模块OTDRM，该OTDR模块重用数据 信号发送器和接收器分别作为测试信号的发送器和接收器。为了测量出光纤OFl的特性，需要中断数据发送，并通过Tx发送测试信 号Ts,该测试信号通过出端口 TP和光耦合器OC,在出光纤OFl产生反射光信 号Rs， Rs通过光耦合器有部分信号Rs，通过入端口 RP到达Rx，然后再由 OTDRM进行分析处理。在应用该方法时，仍然需要中断当前业务，而且增加的光耦合器OC会增加 光功率的衰减，导致数据光功率预算增大。因此，这种方法也具有局限性。还有一种实现光线路状态监测的方法是：重用光收发器中的光发送器作为 OTDR的光发送器，再增加一个光接收器作为OTDR的光接收器。请参阅图3，在该图中，光收发模块1包含电接口 2和光接口 3,电接口 2 连接到主机板4，数据信号5通过电接口 2送到激光驱动和控制单元6，然后进 入激光二极管7，发送波长为入1的光数据信号，光信号通过光波分复用器8和 光耦合器9，最后通过光接口 3进入光纤。另一方面，通过光接口3接收波长 为入2的光信号，此光信号通过光耦合器9，在光波分复用器8处反射至光电二 极管10，然后进入限幅放大单元11，最后通过电接口 2输出数据信号12。在进 行光纤监测时，利用该方案可以有两种实施方式：1 )监测时不进行数据发送，通过激光驱动和控制单元6单独产生测试脉冲，波长和数据波长一样是入l,测试脉沖在光纤的反射光通过光耦合器9，被部分反射至OTDR的光电二极管13, 然后送到OTDR的分析处理单元14，对处理后的测量凄t据通过^C总线15送往 主机板中的总线控制单元16。 I2C(Inter - Integrated Circuit，交互集成电路)总线 是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设 备。但这种方式仍然无法实现在线监测；2)可以在线进行监测，但需要复杂 的调制技术，即用扫频的正弦波对数据信号5进行幅度调制，对其反射信号按 每频率进行冲企测功率，再进行反傅立叶变换，即可得出OTDR测量数据。但这 种实施方式非常复杂，而且带来两个问题： 一是需要把激光二极管7和其驱动 器6由通常的非线性要变为线性；二是减少了数据信号的消光比。而且如图3 所示，由于在光收发模块中增加了一个光耦合器，因此会导致光功率预算的增 大。简而言之，附图1、附图2、附图3所示的三种方案都具有较大的技术局限 性，在实际应用的过程中，无法简捷高效的实现在线、实时地监测光线路状态。实用新型内容有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种具有光线路状态监测功能 的光收发模块，能够简单高效地实现在线监测光线路状态。 本实用新型提供的光收发模块这样实现的：一种光收发模块，包括：第一电光转换器，第一光电转换器，第二电光转换器管，第二光电转换器，光波分复用器，光耦合器；所述第一电光转换器，用于产生第一波长的光数据信号； 所述第一光电转换器，用于接收第二波长的光数据信号； 所述第二电光转换器，用于产生第三波长的光脉冲信号； 所述第二光电转换器，用于接收第三波长的光脉冲信号，并转换为电信号； 其中所述第一电光转换器和第 一光电转换器分别与所述光波分复用器连接，所述的第二电光转换器和第二光电转换器分别通过所述光耦合器与所述光波分复用器连接，所述光波分复用器一侧与光纤连接。本实用新型的实施例还提供了一种主机板，包括： 一个光模块设备，所述光模块设备包括第一电光转换器，第一光电转换器，第二电光转换器，第二光电转换器， 光波分复用器， 光耦合器； 所述第 一电光转换器， 用于产生第 一波长的光数据信号；所述第 一光电转换器， 用于接收第. 二波长的光数据信号；所述第 二电光转换器， 用于产生第 三波长的光脉冲信号；所述第 二光电转换器， 用于接收第. 三波长的光脉冲信号，并转换为电信号;其中所述第一电光转换器和第一光电转换器分别与所述光波分复用器连 接，所述的第二电光转换器和第二光电转换器分别通过所述光耦合器与所述光 波分复用器连接，所述光波分复用器一侧与光纤连接。本实用新型实施例的有益效果：本实用新型的实施例结构简单，性能可靠，通过实施本实用新型所提供的实施例，简便地实现了在线、实时的监控光线路的状态，可以及时的发现以及 排除线路故障。附图说明图l:背景技术一所述光模块的结构示意图； 图2:背景技术二所述光模块的结构示意图； 图3:背景技术三所述光模块的结构示意图； 图4:本实用新型实施例所述光模块的结构示意图。 具体实施方式下面结合附图对本实用新型实施例所提供的技术方案进行详细说明。 请参阅图4，本实用新型实施例在背景技术所述技术方案的基础之上，增加 了电光转换器（例如可以是激光二极管），从而可以实现实时、在线地监测光 线路的状态。如图4所示，光收发模块401通过接口和主机板402相连，光收发 模块401具有光纤链路监测功能，这里是指具有OTDR功能。本领域普通技术人 员能够理解，这里所述的光收发模块可以理解为连接于主机板的独立的光模块 设备，也可以理解为和所述的主机板是集成在一起的。数据发送的流程如下：数据信号通过光收发模块接口送到其中的激光驱动 与控制单元403,然后到达电光转换器（例如可以是激光二极管）404进行电光 转换，通过所述电光转换器404发出波长为入1的光数据信号，通过光波分复用 器405进入光纤链路。数据接收的流程如下：波长为入2的光数据信号通过光波分复用器405^^皮光 电转换器（例如，可以是光电二极管，也可以将光电二极管和跨阻放大器结合 起来作为光电转换器）406接收，进行光电转换，转换后的电信号被数据信号恢 复电路407，进行数据信号恢复，然后送出光收发模块。在数据的发送和接收时，可以同时进行光纤状态监测，其步骤如下：OTDR 的控制与处理单元412发送测试电脉冲，驱动OTDR的电光转换器（例如可以是 激光二极管）408，以发出波长为入3的测试光脉冲信号，所述测试光脉冲信号 通过光耦合器409和光波分复用器405进入待测光纤，所述测试光脉冲信号在光 纤中传输所产生的后向光通过光波分复用器405和光耦合器409到达OTDR的光 电转换器（例如，可以是光电二极管，也可以将光电二极管和跨阻放大器结合 起来作为光电转换器）单元410，经放大后的模拟电信号再经过模数转换单元411 送入到OTDR的控制与处理单元412,控制与处理单元412把采样所得的原始测量 数据进行一些统计处理，如平均等，处理的中间数据和结果可以存入到存储单 元413，由控制与处理单元412处理后测量数据再通过fC总线415送到主机板中的 OTDR故障分析单元414,进行OTDR的各种事件的生成和故障的判断，所述 OTDR故障分析单元414也可以向控制与处理单元提供监测所需要的各种参数， 如测试脉冲宽度、平均次数等，需要说明的是，监测所需的参数并不局限于这 两种，其他任何具有相似或等同作用的参数均在本实用新型的范围之内。故障判断的一种方法可以是把测量数据和参考数据进行比较，如果两者的 差别在容许的范围内，则可以认为光纤链路是正常的，否则就认为光纤链路异常，向系统报警。本实用新型实施例中，由于测试波长和邀:据波长不一致，通过光波分复用器区分，所以对正常的数据传输不会造成干扰。例如在PON中，由于下行数据 波长为1490nm，上行凄史据波长为1310nm，测试波长可采用1625nm。另外，本实用新型实施例中可以单独发送测试脉冲，其处理的方法和传统 的OTDR保持一致，实现相对简单。通过实施本实用新型所提供的实施例，/人而简-便地实现了在线、实时的监 控光线路的状态，可以及时的发现以及排除线路故障。以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型 的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、 改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光模块设备，其特征在于，包括：第一电光转换器，第一光电转换器，第二电光转换器管，第二光电转换器，光波分复用器，光耦合器； 所述第一电光转换器，用于产生第一波长的光数据信号； 所述第一光电转换器，用于接收第二波长的光数据信号； 所述第二电光转换器，用于产生第三波长的光脉冲信号； 所述第二光电转换器，用于接收第三波长的光脉冲信号，并转换为电信号； 其中所述第一电光转换器和第一光电转换器分别与所述光波分复用器连接，所述的第二电光转换器和第二光电转换器分别通过所述光耦合器与所述光波分复用器连接，所述光波分复用器一侧与光纤连接。

2. 根据权利要求1所述的光模块设备，其特征在于，还包括： 一个控制与 处理单元，该控制与处理单元与所述第二电光转换器连接，用于产生电脉冲信 号，以驱动所述第二电光转换器生成所述第三波长的光脉冲信号。

3. 根据权利要求2所述的光模块设备，其特征在于，还包括： 一个模数转 换器，分别与所述第二光电转换器和所述控制与处理单元连接，用于将来自于 所述第二光电转换器的电信号转换为原始测量数据，并发送给所述控制与处理单元；所述控制与处理单元对所述原始测量数据进行统计处理。

4. 根据权利要求3所述的光模块设备，其特征在于，还包括： 一个存储单元，用于存储所述控制与处理单元的中间数据或统计结果。

5. —种主机板，其特征在于，包括： 一个光才莫块设备，所述光才莫块i殳备包 括第一电光转换器，第一光电转换器，第二电光转换器，第二光电转换器，光波分复用器， 光耦合器； 所述第一 -电光转换器， 用于产生第 一波长的光数据信号；所述第一 -光电转换器， 用于接收第. 二波长的光数据信号；所述第二 -电光转换器， 用于产生第. 三波长的光脉冲信号；所述第二 -光电转换器， 用于接收第. 三波长的光脉冲信号，并转换为电信号;其中所述第 一 电光转换器和第 一光电转换器分别与所述光波分复用器连 接，所述的第二电光转换器和第二光电转换器分别通过所述光耦合器与所述光 波分复用器连接，所述光波分复用器一侧与光纤连接。

6. 根据权利要求5所述的主机板，其特征在于，还包括一个故障分析单 元，所述的故障分析单元通过总线与所述光模块设备相连接，用于分析处理来 自于所述光模块设备的测量数据，以及向所述的光模块设备提供测量所需的参 数。

7. 根据权利要求5所述的主机板，其特征在于，所述的光模块设备通过 交互集成电路总线与所述故障分析单元连接。

8. 根据权利要求5所述的主机板，其特征在于，所述的光模块设备提供 的测量参数包括：测试脉冲宽度或平均次数。