CN202268889U - 一种1550nm大功率外调制光发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种1550nm大功率外调制光发射机。其包括：外调制光发射模块（1）、掺铒光纤放大模块（2）、控制模块（3）、人机对话接口（4）和电源模块（5）；控制模块（3）分别与外调制光发射模块（1）、掺铒光纤放大模块（2）、人机对话接口（4）和电源模块（5）连接，外调制光发射模块（1）分别与掺铒光纤放大模块（2）和电源模块（5）连接。本实用新型输出功率大，具有多路信号可选、稳定性较高、高保真、可调、操作简单和适合不同网络类型的特点，主要是为了在1550nm远距离光纤传输网络中，满足用户对光信号输出的自由选择。<b/>

Description

一种1550nm大功率外调制光发射机

技术领域

本实用新型属于光纤传输系统的发射装置领域，具体涉及光发射机，尤其涉及一种1550nm大功率外调制光发射机。

背景技术

光发射机是光纤传输系统中的关键设备。随着全球有线电视规模扩大，功能增强、业务增加的发展要求，在1550nm传输的网络，用户的选择性和不同网络类型的要求也越来越高。

中国专利授权公告号 CN201594826U，授权公告日是2010年9月29日，名称为‘具有阈值电流温度补偿的光发射机’的实用新型专利中公开了一种光发射机，包括激光二极管、光电转换二极管、方向耦合器、射频信号检测电路和温度补偿器。激光二极管用于发射信号光，光电转换二极管用于将信号光转换成电信号。方向耦合器，接收射频信号输入，并将所述射频信号分成监测信号及传送至光电模块的数据信号。射频信号检测电路是根据所监测到的信号来判断是否有射频信号输入，以产生突发模式赋能信号。温度补偿器的一端与电阻的耦合，另一端接地。不足之处是，高频的电视射频信号和本地广播信号是经过直接调制后就发射出去，且只有单路输出，信号光输出功率也只在3dBm至10dBm之间，输出的信号光功率不够强大，传输距离短，不能满足用户对外调制光发射机的多路和远距离传输的要求。用户对不同网络类型的选择范围小，不能满足用户对不同网络类型的需要。

实用新型内容

本实用新型是为了克服现有光发射机技术中，存在只能单路输出的缺陷和存在输出光功率低、传输距离短的这些不足，提供了一种1550nm大功率外调制光发射机，其采用优质的光源，使高频射频信号经过前置端调制转换后，变成多路信号光，多路信号光再进入到后置端进行信号光的光功率放大，最后变成具有多路信号可选、且传输功率强大的信号光输出。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种1550nm大功率外调制光发射机，包括：外调制光发射模块、掺铒光纤放大模块、控制模块、人机对话接口和电源模块。控制模块分别与外调制光发射模块、掺铒光纤放大模块、人机对话接口和电源模块连接，外调制光发射模块分别与掺铒光纤放大模块和电源模块连接。

高频射频电视信号RF射频输入电路和本地广播输入信号从外调制光发射模块的输入端进入，经过外调制光发射模块调制转换后变成多路信号光输出到掺铒光纤放大模块的输入端，再经掺铒光纤放大模块对信号光进行光功率放大后，发射出所需的多路并可远程传输的信号光输出。电源模块为各模块提供稳定的电源，控制模块对电源模块、外调制光发射模块和掺铒光纤放大模块进行统一协调的管理和控制。设置人机对话接口，实现人工现场调制和远端的网络控制，使电源模块、外调制光发射模块和掺铒光纤放大模块执行人机对话接口发出的各项指令。

所述的外调制光发射模块包括： RF射频输入电路、AGC自动增益控制电路、输入监控器、预失真电路、激光器功率及温度控制器、DFB分布式反馈激光器、SBS受激布里渊散射抑制电路、光探测器、偏置控制电路和LiNbO3铌酸锂调制器。

所述的掺铒光纤放大模块包括：前端光分路器、光输入检测器、前端隔离器、前端波分复用器、前端泵浦激光器、前端光功率稳定控制器、前端制冷制热控制器、掺铒光纤、后端波分复用器、后端泵浦激光器、后端光功率稳定控制器、后端制冷制热控制器、后端隔离器、后端光分路器和光输出检测器，所述的前端泵浦激光器和后端泵浦激光器都带有掺铒。

RF射频输入电路的输出端与AGC自动增益控制电路的输入端连接，AGC自动增益控制电路的输出端与输入监控器的监控口连接，AGC自动增益控制电路的输出端与预失真电路的输入端连接，DFB分布式反馈激光器的监控口与激光器功率及温度控制器的监控口连接，DFB分布式反馈激光器的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路的抑制控制口连接，光探测器的光探测口与偏置控制电路的光探测口连接，LiNbO3铌酸锂调制器的偏置控制口与偏置控制电路的输出端，LiNbO3铌酸锂调制器的光输入端与DFB分布式反馈激光器的光输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路的输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器的预失真控制口与预失真电路的输出端连接。

LiNbO3铌酸锂调制器的光输出端与前端光分路器的输入端连接，前端光分路器的输出端与前端隔离器的输入端连接，前端隔离器的输出端与前端波分复用器的输入端连接，前端波分复用器的输出端与掺铒光纤一端连接，掺铒光纤的另一端与后端波分复用器的输入端连接，后端波分复用器的输出端与后端隔离器的收入端连接，后端隔离器的输出端与后端光分路器的输入端连接，前端光分路器的测试口与光输入检测器的检测口连接，前端波分复用器的泵浦光接收端与前端泵浦激光器的输出端连接，前端泵浦激光器的稳控口与前端光功率稳定控制器的输出口连接，前端泵浦激光器的温控口与前端制冷制热控制器的输出口连接，后端波分复用器的泵浦光接收端与后端泵浦激光器的输出端连接，后端泵浦激光器的稳控口与后端光功率稳定控制器的输出口连接，后端泵浦激光器的温控口与后端制冷制热控制器的输出口连接，后端光分路器的测试口与光输出检测器的检测口连接。

控制模块的功率及温度控制口与激光器功率及温度控制器的监控口连接，控制模块的AGC控制口与AGC自动增益控制电路的监控口连接，控制模块的输入光检测口与光输入检测器的检测输出口连接，控制模块的对话口与人机对话接口的对话口连接，控制模块的一光率稳定控制口与前端光功率稳定控制器的监控口连接，控制模块的一制冷制热控制口与前端制冷制热控制器的监控口连接，控制模块的另一光率稳定控制口与后端光功率稳定控制器的监控口连接，控制模块的另一制冷制热控制口与后端制冷制热控制器的监控口连接，控制模块的输出光检测口与光输出检测器的检测输出口连接。

采用电光转换效率高、方向性好、响应速度快、温度稳定性好和可靠性高的DFB分布式反馈激光器作为光发射机的光源，DFB激光器具有有非常好的单色性，保证信号光的可靠输出。AGC自动增益控制电路能够根据输入的高频射频电视信号的实时信息及时并符合要求地对输入的高频射频电视信号进行调整，使输入的电视信号的频率、联络线功率保持在额定要求允许的范围内，保证时差、联络线交换高频电视信号的偏差为零或在规定的范围内，控制高频电视信号输出在最佳状态和对高频电视信号的波动作出最快的响应。设置偏置控制电路来控制LiNbO3铌酸锂调制器的集电极电流稳定，让LiNbO3铌酸锂调制器的电流控制在设计规范内，使从LiNbO3铌酸锂调制器发出的信号光稳定。设置SBS受激布里渊散射抑制电路来控制LiNbO3铌酸锂调制器和DFB分布式反馈激光器的色散，通过控制高频信号控衰减来实现SBS受激布里渊散射抑制电路门限的连续可调，增强入射信号光的功率，使输出信号光实现多路输出。设置预失真电路对输入信号的动态范围进行控制，补偿三阶失真，使信号在可调的线性范围内。设置光输入检测器和光输出检测器，分别对前端信号光和输出信号光进行检测。设置泵浦激光器对信号光进行放大，使信号功率进一步增强，达到输出功率在13dBm至24dBm之间，实现远距离信号光传输。设置控制模块来实现对光发射机进行的统一管理和控制。

作为优选，所述的电源模块包括：240V交流电源、48V备用直流电源、电源转换器、电源开关和电流检测器。240V交流电源与电源转换器的输入端连接，电源转换器的输出端与电源开关的一输入接口连接，48V备用直流电源与电源开关的另一输入接口连接，电源开关的输出接口与电流检测器的输入端连接，电流检测器的输出端与RF射频输入电路的电源接口连接，控制模块的电流检测口与电流检测器的监控口连接，控制模块的电源控制口与电源开关的控制口连接。

设置主、备用电源，实现全天候供电，保证光发射机一直处于工作状态。

因此，本实用新型具有如下有益效果： 

1、输出光功率在13dBm至24dBm之间，实现信号光的远距离传输，并且可调。 

2、输出的信号光具有用户可选的单路输出、二路输出和多路输出。 

附图说明

图1是本实用新型的一种电路原理结构简图。

图2是本实用新型的一种电路原理结构框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的一种1550nm大功率外调制光发射机，如图1所示，包括：外调制光发射模块1、掺铒光纤放大模块2、控制模块3、人机对话接口4和电源模块5。

控制模块3分别与外调制光发射模块1、掺铒光纤放大模块2、人机对话接口4和电源模块5连接，外调制光发射模块1分别与掺铒光纤放大模块2和电源模块5连接。

本实施例详细的电路原理结构框图如图2所示，包括： RF射频输入电路101、AGC自动增益控制电路102、输入监控器103、预失真电路104、激光器功率及温度控制器105、DFB分布式反馈激光器106、SBS受激布里渊散射抑制电路107、光探测器108、偏置控制电路109、LiNbO3铌酸锂调制器110、前端光分路器201、光输入检测器202、前端隔离器203、前端波分复用器204、前端泵浦激光器205、前端光功率稳定控制器206、前端制冷制热控制器207、掺铒光纤208、后端波分复用器209、后端泵浦激光器210、后端光功率稳定控制器211、后端制冷制热控制器212、后端隔离器213、后端光分路器214和光输出检测器215、240V交流电源501、48V备用直流电源502、电源转换器503、电源开关504、电流检测器505、控制模块3和人机对话接口4。其中前端泵浦激光器205和后端泵浦激光器210都带有掺铒。

RF射频输入电路101的输出端与AGC自动增益控制电路102的输入端连接，AGC自动增益控制电路10 2的输出端与输入监控器103的监控口连接，AGC自动增益控制电路102的输出端与预失真电路104的输入端连接，DFB分布式反馈激光器106的监控口与激光器功率及温度控制器105的监控口连接，DFB分布式反馈激光器106的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路107的抑制控制口连接，光探测器108的光探测口与偏置控制电路109的光探测口连接，LiNbO3铌酸锂调制器110的偏置控制口与偏置控制电路109的输出端，LiNbO3铌酸锂调制器110的光输入端与DFB分布式反馈激光器106的光输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器110的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路107的输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器110的预失真控制口与预失真电路104的输出端连接。

LiNbO3铌酸锂调制器110的光输出端与前端光分路器201的输入端连接，前端光分路器201的输出端与前端隔离器203的输入端连接，前端隔离器203的输出端与前端波分复用器204的输入端连接，前端波分复用器204的输出端与掺铒光纤208一端连接，掺铒光纤208的另一端与后端波分复用器209的输入端连接，后端波分复用器209的输出端与后端隔离器213的收入端连接，后端隔离器213的输出端与后端光分路器214的输入端连接，前端光分路器201的测试口与光输入检测器202的检测口连接，前端波分复用器204的泵浦光接收端与前端泵浦激光器205的输出端连接，前端泵浦激光器205的稳控口与前端光功率稳定控制器206的输出口连接，前端泵浦激光器205的温控口与前端制冷制热控制器207的输出口连接，后端波分复用器209的泵浦光接收端与后端泵浦激光器210的输出端连接，后端泵浦激光器210的稳控口与后端光功率稳定控制器211的输出口连接，后端泵浦激光器210的温控口与后端制冷制热控制器212的输出口连接，后端光分路器214的测试口与光输出检测器215的检测口连接。

控制模块3的功率及温度控制口与激光器功率及温度控制器105的监控口连接，控制模块3的AGC控制口与AGC自动增益控制电路102的监控口连接，控制模块3的输入光检测口与光输入检测器202的检测输出口连接，控制模块3的对话口与人机对话接口4的对话口连接，控制模块3的一光率稳定控制口与前端光功率稳定控制器206的监控口连接，控制模块3的一制冷制热控制口与前端制冷制热控制器207的监控口连接，控制模块3的另一光率稳定控制口与后端光功率稳定控制器211的监控口连接，控制模块3的另一制冷制热控制口与后端制冷制热控制器212的监控口连接，控制模块3的输出光检测口与光输出检测器215的检测输出口连接，人机对话接口4与控制模块3连接。

240V交流电源501与电源转换器503的输入端连接，电源转换器503的输出端与电源开关504的一输入接口连接，48V备用直流电源502与电源开关504的另一输入接口连接，电源开关504的输出接口与电流检测器505的输入端连接，电流检测器505的输出端与RF射频输入电路101的电源接口连接，控制模块3的电流检测口与电流检测器505的监控口连接，控制模块3的电源控制口与电源开关504的控制口连接。

工作过程：打开电源开关，启动1550nm大功率外调制光发射机。RF输入电信号和本地广播输入电信号传送到RF射频输入电路后，RF射频输入电路整合接收到的高频射频电信号，高频射频电视信号随即进入到AGC控制调制控制，当输入监测器检测到AGC控制调制控制输出的电信号非线性指标合格后，电信号才被送入到预失真电路。预失真电路对电信号的动态范围进行控制，补偿三阶失真，使电信号在可调的线性范围内才允许输入到LiNbO3铌酸锂调制器。光探测器检测DFB分布式反馈激光器输入到LiNbO3铌酸锂调制器上的光的光功率，并把这个光功率的变化转化为相应的电流来对偏置控制电路的电流进行调制。偏置控制电路接收到光探测器发来的调制电信号后，偏置控制电路马上做出反应对LiNbO3铌酸锂调制器的集电极电流的稳定性进行控制，让LiNbO3铌酸锂调制器的电流控制在设计规范内，使从LiNbO3铌酸锂调制器发出的信号光稳定。SBS受激布里渊散射抑制电路控制LiNbO3铌酸锂调制器和DFB分布式反馈激光器的色散，通过控制高频信号控衰减来实现SBS受激布里渊散射抑制电路门限的连续可调，能够使DFB分布式反馈激光器的光实现连续输出功率从5W-50W和超脉冲输出峰值功率从20W-120W的发射光源，增强入射信号光的功率，使输出信号光实现多路输出，满足用户对光发射机信号光输出的单路、二路和多路的自由选择要求。LiNbO3铌酸锂调制器利用其线性电光效应对DFB分布式反馈激光器进入的信号光进行调制，并把调制后的信号光依次送入到前端光分路器、前端隔离器和前端波分复用器，信号光在前端波分复用器内，经过前端泵浦激光器输入到前端波分复用器的高能量光粒子复用后，变成高速信号光。高速信号光被送入到带掺铒的掺铒光纤内进行信号光的的功率放大，然后再把经掺铒光纤放大后的信号光送入到后端波分复用器，再与后端泵浦激光器输入到后端波分复用器的高能量光粒子复用，变成速度大和功率高的信号光，信号光再依次经过后端隔离器和后端光分路器后，发射出所需要的多路远距离传输的稳定可靠的信号光。

用户还可以根据需要，通过光输入检测器对前端输入信号光和光发射机输出端口的信号光进行检测，根据检测结果，可通过连接在控制模块上的人机对话接口对光发射机的各项参数进行控制。在掺铒光纤的前端和后端各加一个光隔器，目的是减少由光缆传过来的脉冲光反射波对激光器的影响，使激光器更加稳定的工作。主备电源的设置，能够为光发射机提供安全稳定可靠的动力来源，保证光发射机不间断工作。

本实施例包含了外调制光发射机的功能，又兼具光放大器大功率输出，用户可自由选单路输出、二路输出或多路输出，输出信号光的功率大，传输距离远，使用方便、管理简单。

虽然结合附图描述了本实用新型的一种实施方式，但本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围作出各种变形或修改。

Claims (3)

1.一种1550nm大功率外调制光发射机，其特征在于，包括：外调制光发射模块（1）、掺铒光纤放大模块（2）、控制模块（3）、人机对话接口（4）和电源模块（5）；控制模块（3）分别与外调制光发射模块（1）、掺铒光纤放大模块（2）、人机对话接口（4）和电源模块（5）连接，外调制光发射模块（1）分别与掺铒光纤放大模块（2）和电源模块（5）连接。

2.根据权利要求1所述的一种1550nm大功率外调制光发射机，其特征在于，所述的外调制光发射模块（1）包括： RF射频输入电路（101）、AGC自动增益控制电路（102）、输入监控器（103）、预失真电路（104）、激光器功率及温度控制器（105）、DFB分布式反馈激光器（106）、SBS受激布里渊散射抑制电路（107）、光探测器（108）、偏置控制电路（109）和LiNbO3铌酸锂调制器（110）；

所述的掺铒光纤放大模块（2）包括：前端光分路器（201）、光输入检测器（202）、前端隔离器（203）、前端波分复用器（204）、前端泵浦激光器（205）、前端光功率稳定控制器（206）、前端制冷制热控制器（207）、掺铒光纤（208）、后端波分复用器（209）、后端泵浦激光器（210）、后端光功率稳定控制器（211）、后端制冷制热控制器（212）、后端隔离器（213）、后端光分路器（214）和光输出检测器（215），所述的前端泵浦激光器（205）和后端泵浦激光器（210）都带有掺铒；

RF射频输入电路（101）的输出端与AGC自动增益控制电路（102）的输入端连接，AGC自动增益控制电路（102）的输出端与输入监控器（103）的监控口连接，AGC自动增益控制电路（102）的输出端与预失真电路（104）的输入端连接，DFB分布式反馈激光器（106）的监控口与激光器功率及温度控制器（105）的监控口连接，DFB分布式反馈激光器（106）的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路（107）的抑制控制口连接，光探测器（108）的光探测口与偏置控制电路（109）的光探测口连接，LiNbO3铌酸锂调制器（110）的偏置控制口与偏置控制电路（109）的输出端，LiNbO3铌酸锂调制器（110）的光输入端与DFB分布式反馈激光器（106）的光输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器（110）的抑制控制口与SBS受激布里渊散射抑制电路（107）的输出端连接，LiNbO3铌酸锂调制器（110）的预失真控制口与预失真电路（104）的输出端连接；

LiNbO3铌酸锂调制器（110）的光输出端与前端光分路器（201）的输入端连接，前端光分路器（201）的输出端与前端隔离器（203）的输入端连接，前端隔离器（203）的输出端与前端波分复用器（204）的输入端连接，前端波分复用器（204）的输出端与掺铒光纤（208）一端连接，掺铒光纤（208）的另一端与后端波分复用器（209）的输入端连接，后端波分复用器（209）的输出端与后端隔离器（213）的收入端连接，后端隔离器（213）的输出端与后端光分路器（214）的输入端连接，前端光分路器（201）的测试口与光输入检测器（202）的检测口连接，前端波分复用器（204）的泵浦光接收端与前端泵浦激光器（205）的输出端连接，前端泵浦激光器（205）的稳控口与前端光功率稳定控制器（206）的输出口连接，前端泵浦激光器（205）的温控口与前端制冷制热控制器（207）的输出口连接，后端波分复用器（209）的泵浦光接收端与后端泵浦激光器（210）的输出端连接，后端泵浦激光器（210）的稳控口与后端光功率稳定控制器（211）的输出口连接，后端泵浦激光器（210）的温控口与后端制冷制热控制器（212）的输出口连接，后端光分路器（214）的测试口与光输出检测器（215）的检测口连接；

控制模块（3）的功率及温度控制口与激光器功率及温度控制器（105）的监控口连接，控制模块（3）的AGC控制口与AGC自动增益控制电路（102）的监控口连接，控制模块（3）的输入光检测口与光输入检测器（202）的检测输出口连接，控制模块（3）的对话口与人机对话接口（4）的对话口连接，控制模块（3）的一光率稳定控制口与前端光功率稳定控制器（206）的监控口连接，控制模块（3）的一制冷制热控制口与前端制冷制热控制器（207）的监控口连接，控制模块（3）的另一光率稳定控制口与后端光功率稳定控制器（211）的监控口连接，控制模块（3）的另一制冷制热控制口与后端制冷制热控制器（212）的监控口连接，控制模块（3）的输出光检测口与光输出检测器（215）的检测输出口连接。

3.根据权利要求1所述的一种1550nm大功率外调制光发射机，其特征在于，所述的电源模块（5）包括：240V交流电源（501）、48V备用直流电源（502）、电源转换器（503）、电源开关（504）和电流检测器（505）；

240V交流电源（501）与电源转换器（503）的输入端连接，电源转换器（503）的输出端与电源开关（504）的一输入接口连接，48V备用直流电源（502）与电源开关（504）的另一输入接口连接，电源开关（504）的输出接口与电流检测器（505）的输入端连接，电流检测器（505）的输出端与RF射频输入电路（101）的电源接口连接，控制模块（3）的电流检测口与电流检测器（505）的监控口连接，控制模块（3）的电源控制口与电源开关（504）的控制口连接。

Images