CN201383812Y - 突发模式光发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示一种突发模式光发射机，其包括：定位耦合器，用于将输入的射频信号分成用于数据传输的主信号及用于监控的副信号；射频信号检测电路，用于检测及输出副信号的电压；自动增益控制电路，根据射频信号检测电路输出的副信号的电压以调整输入的主信号的衰减量，藉以快速地稳定突发模式光发射机的输出位准。

Description

突发模式光发射机

技术领域

本实用新型关于光纤网络中所使用的突发模式光发射机，特别关于具有开环式自动增益控制电路的突发模式光发射机。

背景技术

有线电视(CATV)网络的应用愈来愈多样化。除了增加愈来愈多的数字电视节目之外，有线电视网络也可以提供更多的服务，例如高清晰度电视节目、高速数据传输、网络电话(VOIP)等。面对如此多样及高容量的服务需求，有线电视网络的频宽面临较以往更严格的要求。

为了解决有线电路网络的频宽问题，已提出减少每个光节点的用户数的众多设计。这些设计之一为光纤上射频网络(简称RFoG)，其可以与无源光网络良好地结合以提高频宽及灵活升级。

在光纤上射频网络中，在下行方向上，1500nm波长的光发射机的信号经过掺杂铒的光纤放大器放大后，再经过1对32的光分路器传送给32个光站，再经过用户家用网络的无源同轴有线网络传送给客户端的有线电视数据机，再至电视机。在上行方向上，由例如个人电脑等计算装置发出的上行信号经由有线电视数据机发送给每个光站，然后经由光站的反向发射模块送往源头端的反向接收模块以实现双向通信。

在背景技术的光纤混合同轴网的网络中，光站中的反向发射模块站的激光二极管是一直处于开启状态。但是，在光纤上射频(RFOG)网络中，因为32个光站都经过光分路器而相连接，所以，如果32个通道上的反向激光二极管都开启，则会产生所谓的外差效应，而严重地影响回传系统的载波噪声比(CNR)。因此，在光纤上射频网络中设置有高载模式的反向光发射机作为回传发射机，其能够使所有的回传激光二极管仅在要传送数据时才能开启，且在数据传送完毕之后立即关闭。

为了使回传激光二极管仅在需要时开启，已提出如图1所示的背景技术的突发模式光发射机100。如图1所示，光发射机100包含耦合器T1、放大器101、用于产生光信号的激光二极管LD、用于光电转换的光接收元件PD’、滤波器102和103、射频检测电路104、判断电路106、激光二极管驱动电路108。激光二极管LD会根据电信号而发光，光接收元件PD’接收激光二极管LD发射的光而产生对应的电信号。输入的射频信号RF_in由定向耦合器T1分离成主信号S1及副信号S2，主信号S1是射频信号RF_in中大部分的信号，用于数据传输，而副信号S2是射频信号RF_in中小部分的信号，用于监控。如图1所示，主信号S1输入至放大器101至激光二极管LD的主传输路径，副信号S2输入至滤波器103和104、射频检测电路104、判断电路106、及驱动电路108形成的监控电路(监控路径)。当有数据要传输时，输入的射频信号RF_in的强度会变大，此时，判断电路106根据射频检测电路104检测到的S2信号的电压信号，控制驱动电路108以增加提供给激光二极管的电流以致于使激光二极管开启而发光传信。简言之，当射频检测电路104检测到副信号S2的强度大于预定电压时，判断电路106会使驱动电路108产生驱动电流以开启激光二极管LD。但是，在输入的射频信号RF_in的强度不稳定时，会造成不佳的失真及载波噪声比(CNR)，而对信号传输产生不利的影响。

为了解决不佳的失真及载波噪声比的问题，而提出了具有闭环式自动增益控制的反向光发射机。图2显示根据背景技术的具有闭环式自动增益控制的反向光发射机200。如图2所示，在主传输路径上增加设置可调衰减器202、控制电路204、及第二射频检测电路206所形成的闭环式回馈控制电路。控制电路204与可调衰减器202一起形成所谓的自动增益控制电路。控制电路202根据预设值与第二射频检测电路206检测到的放大器101放大信号S1_out的强度的差值，控制可调衰减器202，以决定主信号S1的衰减程度。当检测到的放大信号S1_out大于预设值且差值增大时，控制器调变可调衰减202以使主信号S1的衰减量变大，当当检测到的放大信号S1_out大于预设值且差值较小时，可使衰减量变小。如此，在输入信号的强度不稳定时，可以使输出位准保持稳定，而降低失真及载波噪声比(CNR)。但是，由于闭环式回路控制通常有积分电路而使得响应速度延迟，所以，在频宽增大的高容量传输的应用中，因为需要更高速响应的应用，传统的反向光发射机已无法符合高速响应的需求。

因此，需要能够在高容量传输应用中快速地稳定输出位准的突发模式光发射机。

实用新型内容

虑及上述，本实用新型的目的提供能够在高频宽光纤网络中快速稳定输出位准的突发模式光发射机。

根据本实用新型的一观点，提供一种突发模式光发射机，其具有激光二极管以发射光信号，突发模式光发收机包括：定位耦合器，用于将输入的射频信号分成用于数据传输的主信号及用于监控的副信号；射频信号检测电路，用于检测及输出副信号的电压；自动增益控制电路，一输入端接收射频信号检测电路输出的电压，另一输入端接收定位耦合器输出的主信号，自动增益控制电路根据射频信号检测电路输出的电压，以调整输入的主信号的衰减量，而产生及输出经过衰减的主信号；放大器，用以放大经过衰减的主信号并将放大的主信号输出至激光二极管；判断电路，根据射频信号检测电路检测的副信号的电压与第一预定电压的比较，输出判断信号；及驱动电路，用于接收判断电路输出的判断信号，及根据判断信号以决定激光二极管开启或关闭。

根据本实用新型，自动增益控制电路包括可调衰减器及控制电路，可调衰减器的输入端接收定位耦合器输出的主信号，以及，控制电路的输入端接收射频信号检测电路输出的电压，及根据射频信号检测电路输出的电压与第二预定电压的比较，控制调衰减器对主信号的衰减量。

根据本实用新型，控制电路包含运算放大器及晶体管，运算放大器根据第二预定电压与射频信号检测电路输出的电压的比较，来控制晶体管的输出电压，晶体管的输出电压输出至可调衰减器以控制主信号的衰减量。

根据本实用新型的突发模式光发射机，在有数据要传输时，才开启(导通)发光激光二极管，而在结束传输时关闭发光激光二极管，以及，即使输入的射频信号强度不稳定，仍然能够快速地稳定输出位准，因而可以应用至高速频宽光纤网络。

附图说明

图1显示背景技术的突发模式光接收机；

图2显示背景技术的具有闭环式自动增益控制的突发模式光接机；

图3显示根据本实用新型的实施例的突发模式光接收机，其设有开环式自动增益控制电路；及

图4显示图3中的根据本实用新型的实施例的突发模式光接收机中的控制电路的一实施例。

附图标号：

100  突发模式光发射机      101  放大器

102  滤波器                103  滤波器

104  射频检测电路          106  判断电路

108  激光二极管驱动电路

200  突发模式光发射机      202  可调衰减器

204  控制电路              206  第二射频检测电路

300  突发模式光发射机      301  放大器

302  滤波器                303  滤波器

304  射频检测电路      305  控制电路

306  判断电路          307  可调衰减器

308  激光二极管驱动电路

LD   激光二极管        PD’ 光接收元件

T1   定向耦合器        T2   定向耦合器

U1   运算放大器        Q1   晶体管

具体实施方式

在下述说明中，将参考附图，说明根据本实用新型的实施例。本实用新型的一或更多实施例的细节揭示于附图中及下述说明中。从说明及图式、以及权利要求范围中，将清楚本实用新型的上述及其它特点、目的、及优点。

图3显示根据本实用新型的实施例的突发模式光发射机300。

如图3所示，光发射机300包含耦合器T1、可调衰减器307、放大器301、控制电路305、用于产生光信号的激光二极管LD、用于光电转换的光接收元件PD’、滤波器302和303、射频检测电路304、判断电路306、激光二极管驱动电路308。激光二极管LD会根据电信号而发光，光接收元件PD’接收激光二极管LD发射的光而产生对应的电信号以传输数据。输入的射频信号RF_in由定向耦合器T1分离成主信号S1及副信号S2，主信号S1是射频信号RF_in中大部分的信号，用于数据传输，而副信号S2是射频信号RF_in中小部分的信号，用于监控。主信号S1输入至放大器301至激光二极管LD的主传输路径，副信号S2输入至滤波器302和303而由射频检测电路304检测以用于监控。

射频检测电路304检测经过滤波器302和304滤波的副信号S2，以及，将检测到的副信号S2的强度(例如电压值)传送给控制电路305及判断电路306。

判断电路306根据射频检测电路304检测到的电压值与预设电压值的比较，决定是否要使驱动电路308开启(导通)激光二极管LD。当检测到的电压大于预设电压值时，亦即，当光发射机收被指令传送数据时，判断电路306会输出驱动信号以使驱动电路308开启激光二极管。当检测到的电压，小于预设电压值时，亦即，当光发射机未被指令传送数据令时，判断电路306会使驱动电路308不作动，以致于激光二极管关闭。如此，可以只在要传送数据时才使激光二极管LD导通(开启)，而在数据传送完毕时使激光二极管断开(关闭)。在本实施例中，举例而言，判断电路306可为比较器，但不限于此。

根据本实施例，控制电路305及可调衰减器307形成自动增益控制电路。如图3所示，自动增益控制电路设置于S2信号经过的监测路径与主信号S1经过的主传输路径之间，而形成开环式回馈制，而图2中所示的背景技术的闭环式自动增控制电路中，自动增益控制电路是设置于主传输路径上。

如图3所示，控制电路305接收射频检测电路304输出的检测电压，并根据此检测电压以控制可调衰减器307对主信号S1的衰减量。可调衰减器307的一输入端连接至定向耦合器T1以接收主信号S1，而另一输入端则连接至控制器304的输出端，以根据来自控制电路305的输出信号而来衰减信号S1。在操作时，控制电路305根据射频检测电路304检测到的信号电压大小而使可调衰减器307对应地衰减主信号S1。具体而言，当射频检测电路304检测到的信号电压愈大，则衰减器307使主信号S1衰减的量愈大，相反地，检测到的信号电压愈小，则衰减器302使信号S1衰减的量愈小。如此，当输入信号变化时，可以快速地使输出位准稳定。

图4是显示控制电路305的一实施例。

如图4所示，控制电路305主要由运算放大器U1及晶体管Q1形成。运算放大器U1的反相(负极)输入端连接至射频检测电路305的输出，而其输出端连接至晶体管Q1的基极。运算放大器U1根据输入端的信号电压与参考电压的比较结果来控制晶体管Q1的射极电压大小，亦即输出电压。当运算放大器U1的反相输入端的电压愈大时，运算放大器U1的输出电压愈小，反之愈大。当输入至突发模式光发射机的射频信号RF_in的强度增加时，则射频检测电路304检测到的副信号S2的电压值也增大。因此，运算放大器U1的输出电压变小而使得晶体管Q1的射极电压(输出电压)也变小，而使得衰减器307对主信号S1的衰减量变大。如此，可以快速地稳定光发射机300的输出位准。

如上所述，根据本实用新型的光发射机300采用开路式自动增益控制，以及根据副信号来决定主信号的衰减量。相较于背景技术的采用闭环式自动增益控制电路的光发射机，根据本实用新型的光发射机300可以快速地稳定输出位准，在高速传输时能避免延迟而达到快速响应的目的。

虽然已参考举例说明的实施例来说明本实用新型，但是，要了解，本实用新型不限于所揭示的举例说明的实施例。所述权利要求的范围要依最广义的解释以涵盖所有这些修改及均等结构和功能。

Claims (4)

1.一种突发模式光发射机，具有激光二极管以发射光信号，其特征在于，所述突发模式光发射机包括：

定位耦合器，用于将输入的射频信号分成用于数据传输的主信号及用于监控的副信号；

射频信号检测电路，用于检测及输出所述副信号的电压；

自动增益控制电路，一输入端接收所述射频信号检测电路输出的电压，另一输入端接收所述定位耦合器输出的所述主信号，所述自动增益控制电路根据所述射频信号检测电路输出的电压，以调整所述主信号的衰减量，而产生及输出经过衰减的主信号；

放大器，用以放大及输出所述经过衰减的主信号至所述激光二极管；

判断电路，根据所述射频信号检测电路检测的所述副信号的电压与第一预定电压的比输，输出判断信号；及

驱动电路，用于接收所述判断电路输出的所述判断信号，及根据所述判断信号以决定所述激光二极管开启或关闭。

2.如权利要求1所述的光发射机，其特征在于，

所述判断电路为比较器。

3.如权利要求1所述的光发射机，其特征在于，

所述自动增益控制电路包括可调衰减器及控制电路，所述可调衰减器的输入端接收所述定位耦合器输出的所述主信号，以及，所述控制电路的输入端接收所述射频信号检测电路输出的电压，及根据所述射频信号检测电路输出的电压与第二预定电压的比较，控制所述可调衰减器对所述主信号的衰减量。

4.如权利要求3所述的光发射机，其特征在于，

所述控制电路包含运算放大器及晶体管，所述运算放大器根据所述第二预定电压与所述射频信号检测电路输出的电压的比较，来控制所述晶体管的输出电压，所述晶体管的输出电压输出至所述可调衰减器以控制所述主信号的衰减量。

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