CN207603647U - 一种光功率可配置的光发射机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光功率可配置的光发射机，在光发射机的激光器后增加一个微机电控制的压控光衰器，通过微控制器对光衰进行动态控制，进而实现在线动态调整光发射机输出功率的目的，具有准确度高，稳定性强，调测试方便等优点，方便客户根据现场环境对网络进行调整；且因激光器的工作点未发生变化，不会影响网络性能。

Description

一种光功率可配置的光发射机

技术领域

本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光功率可配置的光发射机。

背景技术

随着有线电视网络不断升级，光发射机作为光通信网络中的重要器件，对其中的激光器输出光功率调整的需求不断增加。例如，光发射机的密度不断增加，双通道、四通道发射机也开始商用，不同通道之间的激光器光功率会根据不同的输出拓扑结构，有可能不同，需要对输出光功率进行线性动态调整，达到最佳配置；另外，当光通信网络发生变化后，为了不更换光发射机，也需要对激光器输出功率进行线性动态调整。

然而，现有激光器光输出功率通常只有几个固定值，而客户需求光功率变化范围常常超过典型值。目前大多采用固定光衰或者手动可调光衰的方法进行功率调整，现场调试困难，调试成本高；且经过长期工作后，手动可调光衰通常会发生衰减器偏移，输出光功率也会因此而改变，长期稳定性不强。

虽然现有光发射机具有光功率稳定控制功能，即APC(Automatic power control，自动光功率控制)功能，具体实现是通过调整光发射机中激光器的偏流值，使激光器光功率恒定输出。但由于激光器的最佳工作点范围很窄，对应的在保证信号质量下的激光器光功率可调范围很窄，基本上只能在1dB以内调整；且通过调节激光器的偏流来调节激光器的输出光功率，激光器的工作点就会发生偏移，而不是在最佳工作点，从而导致信号传输质量下降。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种光功率可配置的光发射机，以解决现有技术中无法线性动态调整光发射机输出功率的问题。

本实用新型提出的一种光功率可配置的光发射机，包括：

射频放大器，连接射频输入端口，对输入的射频信号进行放大；

激光器，与射频放大器的输出端连接，将射频信号转换为光信号；

光功率可配置VOA，位于激光器之后，接收激光器输出的光信号，进行光功率线性动态调整后通过光输出端口输出；

MCU与激光器和光功率可配置VOA连接，用于控制激光器开关的工作状态，并对光功率可配置VOA的电压进行调整，控制光发射机的输出光功率。

优选地，还包括：

射频衰减器，位于射频输入端口和射频放大器之间连接，对输入射频信号进行衰减。

优选地，光功率可配置VOA具体包括：

DAC，输出端口与OPA的输入端口连接，输入端口连接MCU；

OPA，输出端口连接VOA的控制端口。

本实用新型中，在光发射机的激光器后增加一个微机电控制的压控光衰器，通过微控制器对光衰进行动态控制，进而实现在线动态调整光发射机输出功率的目的，具有准确度高，稳定性强，调测试方便等优点，方便客户根据现场环境对网络进行调整；且因激光器的工作点未发生变化，不会影响网络性能。

附图说明

图1为本实用新型实施例1提出的一种光功率可配置的光发射机结构图；

图2为本实用新型实施例2提出的一种光功率可配置的光发射机结构图；

图3为本实用新型实施例中光功率可配置VOA结构图；

图4为压控光衰减器VOA对1550nm波段的光衰减量与控制电压的关系图；

图5为压控光衰减器VOA对1310nm波段的光衰减量与控制电压的关系图。

具体实施方式

本实用新型实施例1提出了一种光功率可配置的光发射机，如图1所示，包括：

射频放大器11，连接射频输入端口，对输入的射频信号进行放大；

激光器12，与射频放大器11的输出端连接，将射频信号转换为光信号；

光功率可配置VOA(Voltage control optical attenuator，压控光衰减器) 13，位于激光器12之后，接收激光器12输出的光信号，进行光功率线性动态调整后通过光输出端口输出；

MCU(Microcontroller Unit，微控制器)14，与激光器12和光功率可配置VOA13连接，用于控制激光器开关的工作状态，并对光功率可配置VOA13的电压进行调整，控制光发射的输出光功率。

本实用新型实施例2提出了一种光功率可配置的光发射机，如图2所示，包括：

第一射频衰减器21，与射频输入端口连接，对输入射频信号进行衰减；

第一射频放大器22，与第一射频衰减器21的输出端连接，对输入的射频信号进行放大；

第二射频衰减器23，与第一射频放大器22的输出端连接，对输入射频信号进行衰减；

第二射频放大器24，与第二射频衰减器23的输出端连接，对输入的射频信号进行放大；

激光器25，与第二射频放大器24的输出端连接，将射频信号转换为光信号，输出额定光功率给光功率可配置VOA13；

光功率可配置VOA(Voltage control optical attenuator，压控光衰减器) 13，位于激光器25之后，接收激光器25输出的光信号，进行光功率线性动态调整；包括：DAC(Digital to analog converter，数模转换器)261，OPA (Operational amplifier，运算放大器)262，VOA263；DAC261的输出端口与 OPA262的输入端口连接，OPA262的输出端口连接VOA263的控制端口。

MCU(Microcontroller Unit，微控制器)27，与激光器25和DAC261的输入端口连接，通过DAC261和OPA262来控制VOA263的电压，进而控制光发射机的输出光功率。

本实用新型实施例中，不受激光器前的射频链路链接方式的限制，不管激光器前的射频链路怎么样，如图1或如图2，或者其他的射频链路的结构。只限制这种激光器输出光功率通过VOA来配置光发射机的输出光功率大小，而且也限制这种控制方式即MCU直接控制VOA或者MCU+DAC或者MCU+DAC+OPA，也就是图1或图2中的光发射机内部，光功率可配置VOA这部分电路。

本实用新型实施例中，VOA如图3所示，VOA左边In为光输入端口，与激光器连接；右边Out为光输出端口。上面电阻R是限流电阻，用来限制流入VOA 的电流，右边并联到地的电容C为滤波电容，降低输入给VOA的控制电压的纹波，使得光功率控制更精确稳定，电容右边a点接MCU的输出端口(图1)或者运算放大器OPA的输出端口(图2)，通过MCU控制给压控光衰减器VOA的电压，来达到控制光发射机的输出光功率，从而配置光发射机的输出光功率。VOA下端接地。

本实用新型实施例中，VOA与控制电压的关系如图4和图5所示，电调光衰减器的衰减量与电压的关系，在1310nm波段和1550nm的衰减趋势是一致的，都是在电压较低时，衰减量比较平缓；在电压较高时，衰减量变化比较明显。但是相同电压对应的衰减量有所区别，在相同电压下，比如+5V，1310nm波段的光的衰减量比1550nm波段的光的衰减量大4dB左右。对图中光功率的衰减量和电压的关系曲线做拟合，得到拟合函数，再通过拟合函数，计算出光功率的衰减量与原来衰减量对比发现，1550nm波段的光功率偏差最大0.27dB；1310nm波段的光功率偏差最大0.3dB。光衰减量与电压的拟合曲线通过微控制器(MCU) 处理，然后输出电压给VOA进行光功率控制，使得光发射机的光功率可配置。

本实用新型中，通过控制VOA的电压达到控制光发射机输出光功率的目的，并不改变激光器的偏流，因此激光器的最佳工作点并未发生变化，信号传输质量不会因此而变化。另外，由于通过MCU来控制光发射机的输出光功率，所以在光发射机应用或者网络发生变化后，对不同的网络拓扑结构，可以通过网管来对激光器输出功率进行调整，使得光发射机应用更灵活，兼容性更强。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光功率可配置的光发射机，其特征在于，包括：

射频放大器(11)，连接射频输入端口，对输入的射频信号进行放大；

激光器(12)，与射频放大器(11)的输出端连接，将射频信号转换为光信号；

光功率可配置VOA(13)，位于激光器(12)之后，接收激光器(12)输出的光信号，进行光功率线性动态调整后通过光输出端口输出；

MCU(14)，与激光器(12)和光功率可配置VOA(13)连接，用于控制激光器开关的工作状态，并对光功率可配置VOA(13)的电压进行调整，控制光发射机的输出光功率。

2.根据权利要求1所述的光功率可配置的光发射机，其特征在于，还包括：

射频衰减器(21)，位于射频输入端口和射频放大器(11)之间连接，对输入射频信号进行衰减。

3.根据权利要求1所述的光功率可配置的光发射机，其特征在于，光功率可配置VOA(13)具体包括：

DAC(261)，输出端口与OPA(262)的输入端口连接，输入端口连接MCU(14)；

OPA(262)，输出端口连接VOA(263)的控制端口。