CN203761405U - 收发一体光模块及光通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种收发一体光模块及光通信系统，所述光模块包括发射机电路、接收机电路及电接口，还包括有FEC编码器和FEC解码器，所述FEC编码器通过所述电接口接收发射电信号，对该发射电信号进行FEC编码，并将编码后的信号传输至所述发射机电路；所述FEC解码器接收所述接收机电路输出的待FEC解码的接收电信号，对该接收电信号进行FEC解码，并将解码后的信号传输至所述电接口。通过在光模块内部设置FEC编码器和解码器，使得光模块既可以对要发射的信号进行前向纠错，也可以对携带有前向纠错码的信号进行解码，为提高光模块所在光通信系统的通信性能提供了有力支持。

Description

收发一体光模块及光通信系统

技术领域

本实用新型属于光纤通信技术，具体地说，是涉及一种收发一体光模块及采用该光模块的光通信系统。

背景技术

在光通信系统中、尤其是在密集型波分复用（DWDM）通信中，由于各种光信号具有不同的频率成分或不同的模式分量，导致在光纤中传输的光信号具有不同的传输速度，从而出现色散。色散的存在会使得接收端接收到的脉冲波形发生畸变，产生误码，降低信号接收灵敏度，进而影响光通信效果、通信容量及传输距离。

为解决色散引起的上述问题，传统的做法是在光通信系统中增设中继站，将信号恢复再生后再发送出去；或者，额外增设专用色散补偿模块对色散进行补偿。增设中继站的方式需要改变通信网络架构，建设周期长，网络架构复杂，成本高；而增设专用色散补偿模块的方式也存在着成本高的问题。

发明内容

本实用新型的目的之一是提供一种收发一体光模块，以解决现有技术处理光信号色散时存在的通信网络架构复杂、成本高等问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的收发一体光模块采用以下技术方案予以实现：

一种收发一体光模块，包括发射机电路、接收机电路及电接口，所述光模块还包括有FEC编码器和FEC解码器，所述FEC编码器通过所述电接口接收发射电信号，对该发射电信号进行FEC编码，并将编码后的信号传输至所述发射机电路；所述FEC解码器接收所述接收机电路输出的待FEC解码的接收电信号，对该接收电信号进行FEC解码，并将解码后的信号传输至所述电接口。

如上所述的收发一体光模块，为方便对光模块编解码进行控制，所述FEC编码器和所述FEC解码器还分别连接有提供配置信号的配置信号输出电路。

如上所述的收发一体光模块，所述配置信号输出电路可以置于所述光模块外部；在此情况下，所述配置信号输出电路通过所述电接口分别与所述FEC编码器的配置端及所述FEC解码器的配置端相连接。

如上所述的收发一体光模块，所述配置信号输出电路也可以置于所述光模块内部；此情况下，所述配置信号输出电路一端分别与所述FEC编码器的配置端及所述FEC解码器的配置端相连接，另一端连接所述电接口。

对于内置的配置信号输出电路，所述配置信号输出电路优选为所述光模块的监控电路。

如上所述的收发一体光模块，所述监控电路还分别与所述发射机电路、所述接收机电路及所述光组件相连接。

优选的，所述FEC编码器和所述FEC解码器集成在一颗芯片内，形成FEC编解码器。

如上所述的收发一体光模块，所述接收机电路中包括有温度补偿电路。

如上所述的收发一体光模块，为及时获知接收信号与发射信号是否正常，所述发射机电路中包括有在发射信号异常时输出告警信号的发射告警电路，所述接收机电路中包括有在接收信号异常时输出告警信号的接收告警电路。

本实用新型的目的之二是提供一种光通信系统，该系统能够以简单的通信架构解决色散问题。

具体来说，一种光通信系统，包括多个光通信节点，所述光通信节点内设置有上述所述的收发一体光模块。

与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型通过在收发一体光模块内部内置FEC编码器和FEC解码器，使得光模块发射信号时可以对要发射的信号重新编码，插入前向纠错码，然后将携带有前向纠错码的信号发射出去，而在光模块接收信号时可以对携带有前向纠错码的信号进行解码纠错，并输出纠错后的电信号，从而能够为提高光模块所应用的光通信系统的通信性能提供有力支持，为在不更改通信网络架构的基础上、仅通过更换光模块解决色散而产生的问题提供了可能性。而在光通信系统的任意两个相通信的光通信节点中分别采用本实用新型的光模块之后，借助于其中一个光通信节点中光模块的FEC编码功能和另一个光通信节点中光模块的FEC解码功能，可有效降低两个节点之间信号传输的误码率，提高信号的接收灵敏度，进而提高了光通信系统的通信效果和容量，增加了光信号传输距离。

结合附图阅读本实用新型的具体实施方式后，本实用新型的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本实用新型收发一体光模块第一个实施例的原理框图；

图2是本实用新型收发一体光模块第二个实施例的原理框图；

图3是本实用新型收发一体光模块第三个实施例的原理框图；

图4是本实用新型光通信系统一个实施例的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细的描述。

请参见图1，该图所示为本实用新型收发一体光模块第一个实施例的原理框图。

如图1所示，该第一个实施例的光模块1为收发一体光模块，包括有光组件11、发射机电路12、接收机电路13及光接口。其中，光组件11为收发一体光组件，既包含有作为发射光信号的激光器（图中未标注），又包含有作为接收光信号的光电探测器（图中未标注）。发射机电路12包含有突发模式驱动器（图中未示出），其与光组件11相连接，具体来说是与光组件11中的激光器相连接，用于向光组件11输出驱动信号，驱动光组件11中的激光器发光，实现电信号到光信号的转换，并通过光组件11将光信号发射出去。接收机电路13中包含有限幅放大器（图中未示出），光组件11中的光电探测器将接收到的光信号转换成差分电信号后输入至限幅放大电路的输入端，经限幅放大电路进行限幅、放大处理后输出。光组件11、发射机电路12及接收机电路13为光模块中的现有结构，更具体的结构及原理不作详细描述。

此外，光模块1中还设置有FEC编码器14和FEC解码器15。其中，FEC编码器14具有输入端、输出端和配置端，输入端与光模块1电接口中的+/-IN差分信号输入端相连接，输出端与发射机电路12的输入端相连接，而其配置端与提供配置信号的配置信号输出电路41相连接。与FEC编码器14类似的，FEC解码器15也具有输入端、输出端和配置端，输入端与接收机电路13的输出端相连接，输出端与光模块1电接口中的+/-OUT差分信号输出端相连接，而其配置端也与提供配置信号的配置信号输出电路41相连接。

而且，在该实施例中，配置信号输出电路41外置于光模块1外部，可通过串口分别与FEC编码器14和FEC解码器15相连接，提供相应的配置信号。

通过设置配置信号输出电路41，可以根据实际通信需求方便地对FEC编码器14进行编码控制和对FEC解码器15进行解码控制。当然，对于信号单一、通信性能要求低的通信过程来说，也可以不额外设置配置信号输出电路，而是通过预先在FEC编码器和FEC解码器中写入固定配置信号的方式实现编码及解码。

设置FEC编码器14之后，要发射的电信号从系统板（该图中未示出，可参见图4）发出，经电接口中的+/-IN差分信号输入端输入至光模块1中的FEC编码器14中。FEC编码器14根据配置信号输出电路41所输出的配置信号，在要传输的信号中插入FEC信息进行重新封装。封装后的信号传输至发射机电路12中，再由发射机电路12调制到光组件11中转换为光信号，最终发送出去。FEC编码器14采用现有技术中的编码器来实现，其编码原理、结构等均为现有技术，在此不作更具体阐述。

设置FEC解码器15之后，接收机电路13放大处理后的电信号先传输至FEC解码器15中。FEC解码器15根据配置信号输出电路41所输出的配置信号，对信号进行解码、纠错，还原出与信号发送方相一致的净负荷信号，然后将净负荷信号从+/-OUT差分信号输出端输出。同样的，FEC解码器15采用现有技术中的解码器来实现，其解码原理、结构等均为现有技术，在此不作更具体阐述。

该实施例通过在光模块1内部设置FEC编码器14和解码器15，在光模块1作为发射端发射信号时，能够在光模块内对要传输的、来自外部系统板的净负荷打包，插入前向纠错码，然后将携带有前向纠错码的信号发射出去。在相对应的接收端接收到信号后执行相应的解码处理，则可以在无需更改通信网络架构的基础上减少了信号传输的误码率。而在光模块1作为接收端接收信号时，能够对发射端传输的、携带有前向纠错码的信号进行解码纠错，并输出纠错后的电信号。因而，该光模块1的出现，为提高光模块所应用的光通信系统的通信性能提供了有力支持，为在不更改通信网络架构的基础上、仅通过更换光模块解决色散而产生的传输误码率高、接收灵敏度低、光通信性能差等问题提供了可能性。请参见图2，该图示出了本实用新型收发一体光模块第二个实施例的原理框图。

如图2所示，该第二个实施例的光模块2也为收发一体光模块，包括有光组件21、发射机电路22、接收机电路23、光接口、FEC编码器24、FEC解码器25及配置信号输出电路42。这几部分的连接关系、实现功能等与图1第一个实施例的光模块1类似，具体请参考上述对图1的描述。与图1第一个实施例不同的是，配置信号输出电路42内置于光模块2内部。具体来说，配置信号输出电路42一端分别与FEC编码器24的配置端及FEC解码器25的配置端相连接，另一端与光模块2电接口中的总线接口相连接，接收外部编解码配置信号，并传输至FEC编码器24和/或FEC解码器25。

请参见图3，该图所示为本实用新型收发一体光模块第三个实施例的原理框图。

如图3所示，该第三个实施例的光模块3也为收发一体光模块，包括有光组件31、发射机电路32、接收机电路33及电接口，还包括有FEC编解码器34。其中，光组件31、发射机电路32及接收机电路33的连接、实现功能等与图1及图2实施例相类似。而与图2实施例相比，采用集成的FEC编解码器34代替图2中分离的FEC编码器及FEC解码器，实现FEC编码及FEC解码功能，以简化电路结构，提高系统集成度。该集成的FEC编解码器34与发射机电路32、接收机电路33及电接口的连接结构可参考图2。

与图2实施例不同的是，该实施例的光模块3内部具有监控电路43，该监控电路43除了与光组件31、发射机电路32及接收机电路33相连接，执行对光模块3的温度、供电电压、偏置电流、发射光功率及接收光功率等参数的监测功能之外，还与FEC编解码器34相连接，作为配置信号输出电路，为FEC编解码器34提供编码及解码的配置。而且，监控电路43通过光模块3电接口中的IIC总线接口与外部通信连接，一方面可以将监测参数信号传输出去，另一方面可以从外部接收编解码配置信号，以方便对FEC编解码器34进行配置。

此外，该实施例的光模块3的发射机电路32中除了常规实现发射信号调制的电路单元之外，还包括有与光模块3电接口中的Tx_FAULT发射告警信号输出端相连接的发射告警电路单元321，能够对发射信号进行监测，并在发射信号异常时通过Tx_FAULT输出告警信号。而接收机电路33除了常规限幅放大器之外，还包括有与光模块3电接口中的Rx_LOS接收告警信号输出端相连接的接收告警电路单元331，用于在限幅放大器接收的差分信号低于设定的门限电压信号时，通过Rx_LOS端口发出接收告警信号。除此之外，接收机电路33中还包括有温度补偿电路332，用于对接收机电路33进行温度调整，保证接收机电路33在不同的温度下均能够正常接收信号。

监控电路43、发射告警电路单元321、接收告警电路单元331及温度补偿电路332均可采用现有光模块的相应技术来实现，具体工作原理也是现有技术，在此不作更详细的描述。上述各实施例的收发一体光模块可应用在光通信系统中，作为光通信节点中的光电信号转换模块来使用。

请参见图4，该图所示为本实用新型光通信系统一个实施例的原理框图。

如图4，该实施例的光通信系统包括有相互通信的光传输节点A和光传输节点B。其中，光传输节点A包括有系统板40及光模块50，光模块50采用图1实施例所示的收发一体光模块，并通过电接口与系统板40相连接。为对光模块50中的FEC编码器及FEC解码器进行配置、实现在光模块50内部的FEC编解码，在系统板40上设置有配置信号输出电路4，能够提供编解码器配置信号并传输至光模块50内部。类似的，光传输节点B包括有系统板60及光模块70，光模块60也采用图1实施例示出的收发一体光模块，并通过电接口与系统板60相连接。为对光模块60中的FEC编码器及FEC解码器进行配置、实现在光模块60内部的FEC编解码，在系统板60上设置有配置信号输出电路6，能够提供编解码器配置信号并传输至光模块70内部。而且，光传输节点A与光传输节点B之间通过光模块50和光模块70实现光信号通信。

具体而言，如果光传输节点A作为发射端，向作为接收端的光传输节点B发射信号，系统板40将待发射的净负荷电信号输入到光模块50中，光模块50采用如图1实施例所描述的方法，发射插入有前向纠错码的光信号至光纤中。在光传输节点B，光模块70通过光纤接收光信号，采用图1所描述的方法对信号进行解码，还原出净负荷，然后输出至系统板60，保证两个传输节点内系统板上信号的一致性。

而且，由于光模块50内置有FEC编码器，前向纠错能力强，可有效降低信号传输的误码率；光模块70内置有FEC解码器，可以对接收的信号进行解码，还原出相应的信号。从而，在光传输节点A和光传输节点B构成的光通信系统中，提高了信号接收端的接收灵敏度，提高了通信效果和容量，增加了传输距离。例如，如果光模块50为XFP光模块，可以将现有只能传输80公里的系统升级到满足于120公里传输距离，而接收灵敏度可以提高6dBm左右，大大提高了通信性能，而无需更改通信系统的架构，仅需要更换光模块即可，使用极其方便。

同样的，如果光传输节点B作为发射端、光传输节点A作为接收端，两个节点之间同样也能够利用前向纠错编码及解码实现高性能的信号传输通信。

该实施例的光通信系统仅简单示意了两个光传输节点中系统板与光模块的连接结构以及两个节点之间的光纤连接，系统板40及系统板60上的更详细结构、与光模块之间更详细的连接结构、信号传输等并未示出，均可以参照现有技术。

而且，光通信系统不局限于上述的两个光传输节点，也可以是具有更多个光传输节点、传输节点之间相互均可以进行通信的系统。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种收发一体光模块，包括发射机电路、接收机电路及电接口，其特征在于，所述光模块还包括有FEC编码器和FEC解码器，所述FEC编码器通过所述电接口接收发射电信号，对该发射电信号进行FEC编码，并将编码后的信号传输至所述发射机电路；所述FEC解码器接收所述接收机电路输出的待FEC解码的接收电信号，对该接收电信号进行FEC解码，并将解码后的信号传输至所述电接口。

2.根据权利要求1所述的收发一体光模块，其特征在于，所述FEC编码器和所述FEC解码器还分别连接有提供配置信号的配置信号输出电路。

3.根据权利要求2所述的收发一体光模块，其特征在于，所述配置信号输出电路置于所述光模块外部，所述配置信号输出电路通过所述电接口分别与所述FEC编码器的配置端及所述FEC解码器的配置端相连接。

4.根据权利2所述的收发一体光模块，其特征在于，所述配置信号输出电路置于所述光模块内部，所述配置信号输出电路一端分别与所述FEC编码器的配置端及所述FEC解码器的配置端相连接，另一端连接所述电接口。

5.根据权利要求4所述的收发一体光模块，其特征在于，所述配置信号输出电路为所述光模块的监控电路。

6.根据权利要求5所述的收发一体光模块，其特征在于，所述光模块还包括有光组件，所述监控电路还分别与所述发射机电路、所述接收机电路及所述光组件相连接。

7.根据权利要求1所述的收发一体光模块，其特征在于，所述FEC编码器和所述FEC解码器集成在一颗芯片内，形成FEC编解码器。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的收发一体光模块，其特征在于，所述接收机电路中包括有温度补偿电路。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的收发一体光模块，其特征在于，所述发射机电路中包括有在发射信号异常时输出告警信号的发射告警电路，所述接收机电路中包括有在接收信号异常时输出告警信号的接收告警电路。

10.一种光通信系统，包括多个光通信节点，其特征在于，所述光通信节点内设置有上述权利要求1至9中任一项所述的收发一体光模块。