CN203086478U - 一种光模块 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种光模块，包括光发射单元、光接收单元、波分复用器、FSK单元和监控单元，所述光发射单元及光接收单元均与FSK单元、监控单元及波分复用器连接，所述光发射单元包括射频接收电路、电平自动控制电路、合路器和激光器，所述光接收单元包括射频发送电路、光电转换器、第一级放大电路、增益放大电路和第二级放大电路、所述FSK单元包括FSK调制电路、滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ和滤波器Ⅲ，所述监控单元包括MCU和射频检测电路。本实用新型集成了光模块监控功能，具有集成度高，智能化的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信技术领域，尤其涉及一种用于光电转换的光模块。
背景技术
光模块是一种将光信号转换为电信号和将电信号转换为光信号的一种集成模块，在光传输中起着重要作用，是光纤通信中光纤直放站近端机和远端机的核心部件。光纤通信中射频信号从基站中耦合出来后进入近端机，通过近端机中的光模块将射频信号转换为光信号输入至光纤，经光纤传输送至远端机，远端机中的光模块将光信号转换为射频信号，射频信号再送入发射天线进行发射，达到扩大基站信号覆盖范围的目的。上行链路的工作原理一样，用户发射的射频信号通过接收天线发送至远端机，再到近端机，最后回到基站。由于光纤通信中上行信号和下行信号的波长不同，光模块中通过使用波分复用器可将不同波长的信号调制在同一根光纤中传输，且互不影响。
随着光传输技术的发展，光模块凭借光传输具有传输速度快、传输距离远和抗干扰的优势得到了快速发展。第一代光模块能够实现简单的光信号转换为电信号和电信号转换为光信号的功能，并对光路损耗进行补偿，功能较单一。第二代光模块集成了FSK（Frequency-shift keying，移频键控）技术，通过FSK调制电路将光模块监控信号调制成FSK信号，从而实现在光模块中传输监控信号的功能。FSK模块的集成使直放站系统减少了一个独立模块，一定程度上降低了直放站系统安装维护的复杂性，但是FSK模块中监控信号还是需要发送给光纤直放站中的监控模块，再由监控模块进行信号处理和传输，其监控功能并不完善，集成度较低。除此之外，光模块的工作过程不可控。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种具有监控功能的高集成度的光模块。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
一种光模块，包括光发射单元、FSK单元、光接收单元和波分复用器，还包括监控单元，所述光发射单元及光接收单元均分别与FSK单元、监控单元及波分复用器连接，所述FSK单元还与监控单元互联。
所述光发射单元包括依次连接的用于接收射频信号的射频接收电路和用于电光转换的电平自动控制电路、合路器以及激光器。
所述FSK单元包括对射频信号进行FSK调制的FSK调制电路以及与FSK调制电路连接的用于对信号进行滤波的滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ和滤波器Ⅲ，其中滤波器Ⅰ的输出端与合路器的输入端连接。
所述光接收单元包括用于将光信号转换为电信号的光电转换电路、对信号进行放大的放大电路，对信号进行控制的增益控制电路以及发送射频信号的射频发送电路，其中光电转换电路的输入端与波分复用器的输出端连接，光电转换电路的输出端与第一级放大电路的输入端连接，第一级放大电路的输出端与滤波器Ⅱ的输入端连接，增益控制电路输入端与滤波器Ⅲ的输出端连接，增益控制电路的输出端与第二级放大电路的出入端连接，第二级放大电路的输出端与射频发送电路的输入端连接。
所述监控单元包括对光电转换过程进行监测控制的MCU，MCU的输入端通过射频检测电路与射频接收电路的输出端连接，MCU的输入端还与光电转换电路的输出端连接，MCU的输出端分别与电平自动控制电路的输入端和增益控制电路的输入端连接，MCU与FSK调制电路互连。
本实用新型的改进在于：所述MCU包括控制模块，控制模块的输入端分别连接有功率检测模块、偏置电流检测模块、FSK检测模块。
本实用新型的进一步改进在于：所述MCU控制模块的输入端还与输入模块连接，控制模块的输出端与人机界面连接。
由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：
本实用新型将监控单元集成在光模块中实现光模块的监控功能，使得光模块监控信号直接由光模块中的监控单元进行处理，不必经过光纤直放站，简化了光纤直放站的设计。
本实用新型在实现光电转换功能的基础上增加了偏置电流监测、电平自动控制、增益自动控制和监控FSK等功能，实现了光模块的高集成化。
本实用新型通过输入模块和人机界面对光模块进行监视控制，使整个光模块工作过程完全处于受控状态，使光纤直放站的可控性得到提升，从而方便光纤直放站的管理与维护。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型中MCU的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型一种光模块，如图1所示，主要包括光发射单元、光接收单元、波分复用器、FSK单元和监控单元，光发射单元及光接收单元均分别与FSK单元、监控单元及波分复用器连接，FSK单元还与监控单元互连。
本实用新型通过光发射单元完成将电信号转换为光信号并进行传输，光发射单元包括接射频接收电路、电平自动控制电路、合路器和激光器。光发射单元通过射频接收电路接收处理基站或移动设备发出射频信号，射频接收电路的输出端与电平自动控制电路的输入端连接。利用电平自动控制电路可以对信号输入功率起到限制作用，进而防止信号输入功率过强使末端放大器出现饱和并失真造成网络拥塞和瘫痪：当信号输入功率小于临界值时，电平自动控制电路不起作用；当信号输入功率大于临界值时，电平自动控制电路将信号输入功率限制在临界值处，且不产生失真。电平自动控制电路的输出端与合路器的输入端连接，通过合路器将射频信号和FSK信号进行合路。合路器的输出端与激光器的输入端连接，通过激光器将射频信号调制到光载波上。激光器的输出端与波分复用器的输入端连接，进而将光信号在光纤中进行传输。
本实用新型通过FSK单元完成对射频信号的FSK调制，FSK单元包括FSK调制电路、滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ和滤波器Ⅲ。通过FSK调制可将射频信号调制成FSK信号，FSK调制具有抗干扰、抗衰减和稳定性好的优点。FSK调制电路的输出端分别与滤波器Ⅰ和滤波器Ⅲ的输入端连接，使经FSK调制电路调制的FSK信号可通过滤波器Ⅰ或滤波器Ⅲ进行滤波，滤波器Ⅰ的输出端与合路器的输入端连接，FSK调制电路的输入端与滤波器Ⅱ的输出端连接，将经滤波器Ⅱ滤波后的射频信号通过FSK调制电路进行调制。
本实用新型通过光接收单元完成将光信号转换为电信号并进行发射，光接收单元包括将光电转换电路、放大电路、增益控制电路和射频发送电路。光电转换电路的输入端与波分复用器的输出端连接，通过光电转换电路将经波分复用器分开的不同波长的光信号转换为电信号，光电转换电路的输出端与第一级放大电路的输入端连接，将电信号进行放大，第一级放大电路的输出端与滤波器Ⅱ的输入端连接，增益控制电路输入端与滤波器Ⅲ的输出端连接，将经滤波后的电信号进行增益放大，增益控制电路的输出端与第二级放大电路的出入端连接，将电信号进行第二次放大，第二级放大电路的输出端与射频发送电路的输入端连接，通过射频发送电路将电信号转变为射频信号发送出去。
本实用新型通过监控单元对光模块各工作状态进行监测和控制，是光模块的中心控制部分，监控单元包括MCU(Micro Control Unit，微控制单元)和射频检测电路。MCU的输入端通过射频检测电路与射频接收电路的输出端连接，MCU的输出端与电平自动控制电路的输入端连接，MCU根据射频接收电路传来的信号对电平自动控制电路进行控制，从而限制输入射频信号的功率。MCU的输入端还与光电转换电路的输出端连接，MCU的输出端与增益控制电路的输入端连接，MCU根据光电转换电路传来的信号控制增益控制电路，从而控制输出射频信号的强弱。MCU与FSK调制电路互连，用于实现FSK调制电路工作状况检测等功能。
MCU包括控制模块、功率检测模块、偏置电流检测模块、FSK检测模块，如图2所示。控制模块的输入端分别与功率检测模块、偏置电流检测模块和FSK检测模块连接。MCU通过连接功率检测模块完成射频接收电路对接频率信号的功率检测。MCU通过连接偏置电流检测模块完成对光电转换电路偏置电流的监测。MCU通过连接FSK检测模块完成对FSK调整电路工作状况的监测。MCU中的控制模块的输入端还与输入模块连接，输出端与人机界面连接，通过输入模块可连接键盘等设备，结合人际界面完成对光模块工作状态的查询和控制。
本实用新型的工作过程如下所述：
对于光纤直放站近端机和远端机来说，其中的光模块除激光器波长不同外，结构基本相同。
在光纤通信的下行链路中，基站发出的射频信号耦合到近端机中的射频输入电路的输入端，在射频输入电路的输出口耦合出两部分射频信号：主射频信号和部分射频信号。部分射频信号通过射频检测电路进入MCU，MCU根据射频检测电路中的射频信号一方面向FSK调制电路发送相应的信号，通过FSK调制电路调制的FSK信号，再经滤波器Ⅰ进行滤波；另一方面向电平自动控制电路发送相应的信号，通过电平自动控制电路控制主射频信号的电平。经电平自动控制电路控制的主射频信号与经滤波器Ⅰ滤波后的FSK信号通过合路器进行合路，最后通过激光器将射频信号转换为光信号，再通过波分复用器利用光纤传输到远端机。
远端机接收来自光纤的光信号后，通过波分复用器和光电转换电路将光信号转换为电信号，在经过第一级放大电路放大、滤波器Ⅱ滤波、FSK调制电路调制和滤波器Ⅲ滤波后传输到增益控制电路的输入端，MCU根据光电转换电路中的信号对增益控制电路输出信号的强弱进行控制，增益控制电路的输出信号经第二级放大电路放大后，通过射频发送电路发射出去完成对用户的覆盖。
信号进入FSK调制电路后变成基带信号，而后传送给MCU，通过MCU中的FSK检测模块和控制模块完成对FSK调制电路工作状况的监控。
光信号进入光电转换电路后变成电信号，同时产生信号传送给MCU，通过MCU中的偏置电流检测模块和控制模块完成对光电转换电路偏置电流的监测。
在光纤通信的上行链路中，通过远端机接收移动设备的上行信号并通过光模块转换为光信号并在光纤中传输，近端机接收光信号后通过光模块转换为电信号通过天线发射出去，基站完成接收。
在光纤通信过程中利用MCU完成对光模块工作过程的监测，并实时地传递给上位机。相关人员可通过光模块外接的人机界面和键盘等设备完成对光模块的工作状态的查询和设置，从而使得光模块完全处于受控状态。
Claims (3)
1.一种光模块，包括光发射单元、FSK单元、光接收单元和波分复用器，其特征在于：还包括监控单元，所述光发射单元及光接收单元均分别与FSK单元、监控单元及波分复用器连接，FSK单元与监控单元互连；
所述光发射单元包括依次连接的用于接收射频信号的射频接收电路和用于电光转换的电平自动控制电路、合路器以及激光器；
所述FSK单元包括对射频信号进行FSK调制的FSK调制电路以及与FSK调制电路连接的用于对信号进行滤波的滤波器Ⅰ、滤波器Ⅱ和滤波器Ⅲ，其中滤波器Ⅰ的输出端与合路器的输入端连接；
所述光接收单元包括用于将光信号转换为电信号的光电转换电路、对信号进行放大的放大电路，对信号进行控制的增益控制电路以及发送射频信号的射频发送电路，其中光电转换电路的输入端与波分复用器的输出端连接，光电转换电路的输出端与第一级放大电路的输入端连接，第一级放大电路的输出端与滤波器Ⅱ的输入端连接，增益控制电路输入端与滤波器Ⅲ的输出端连接，增益控制电路的输出端与第二级放大电路的出入端连接，第二级放大电路的输出端与射频发送电路的输入端连接；
所述监控单元包括对光电转换过程进行监测控制的MCU，MCU的输入端通过射频检测电路与射频接收电路的输出端连接，MCU的输入端还与光电转换电路的输出端连接，MCU的输出端分别与电平自动控制电路的输入端和增益控制电路的输入端连接，MCU与FSK调制电路互连。
2.根据权利要求1所述的一种光模块，其特征在于：所述MCU包括控制模块，控制模块的输入端分别连接有功率检测模块、偏置电流检测模块、FSK检测模块。
3.根据权利要求2所述的一种光模块，其特征在于：所述MCU控制模块的输入端还与输入模块连接，控制模块的输出端与人机界面连接。
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