專利名稱：萬兆光線路終端光收發一體模塊的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種光收發一體模塊，具體地說，是涉及一種以太無源光網絡 光線路終端使用的萬兆光收發一體模塊，屬于光通信技術領域。
背景技術：
隨著光通信技術的不斷發展，視頻電話、電話會議、網絡互動游戲、視頻 點播、高清電視等越來越多的視頻業務和交互式業務走進了千家萬戶，多業務 是未來寬帶發展的主要方向。在寬帶多業務不斷發展的同時，對網絡帶寬也有 了更高的要求。目前，用于光纖到路邊(FTTC )、光纖到大樓(FTTB )及光纖到 戶(FTTH )等FTTx業務的以太無源光網絡(EP0N )光收發一體模塊內部包含有 千兆收發一體光組件，通過模塊光接口連接一根光纖，利用光纖傳輸下行 1490nm波長信號以及上行1310nm波長信號，實現單纖雙向傳輸功能。這種光 收發一體模塊的上行速率和下行速率都是1. 25Gbps，所傳輸的信號經過線路編 碼后，引入20%左右的帶寬損失，再加上其他的線路消耗，其實際傳輸速率僅 為1Gbps左右。因此，在光線路終端所連接的光網絡單元(ONU)較少的情況下， 還可以滿足光網絡單元端用戶的帶寬需求。而隨著光線路終端所連接的光網絡 單元數量的增加，以及光網絡單元端用戶對帶寬需求的不斷提高，現有的光線 路終端光收發一體模塊所提供的下行帶寬嚴重影響了光網絡系統的使用要求， 不能很好地滿足人們對視頻信號清晰度及其他數據傳輸速度的需求。
基于上述原因，亟需一種能夠提供更高傳輸速率、尤其是下行傳輸速率的 光線路終端光收發一體模塊，以滿足日益增加的帶寬需求，這也正是本發明所 要解決的問題。
發明內容
本發明針對現有技術中光線路終端光收發一體模塊傳輸速率較低的技術問
題，提供了一種下行同時傳輸速率為10Gbps的信號和1. 25Gbps的信號、上行 傳輸速率為1. 25Gbps的信號的萬兆光線路終端光收發一體模塊，實現了光收發 一體模塊上行信號和下行信號的非對稱傳輸，滿足了用戶對高速帶寬的需求。 為解決上述技術問題，本發明采用以下4支術方案予以實現 一種萬兆光線路終端光收發一體模塊，包括模塊光接口和模塊電接口，在 模塊內部設置有千兆收發一體光組件；所述模塊內部還設置有萬兆光發射組件 及驅動所述光發射組件的萬兆發射驅動電路；所述萬兆發射驅動電路包含有信 號整形電路、激光器驅動電路及匹配電路；所述信號整形電路輸入端連接待發 射的電信號，經整形電路整形后的電信號輸入至所述激光器驅動電路，所述激 光器驅動電^各輸出端輸出的調制信號經所述匹配電3各調制后輸入至所述萬兆光 發射組件的電吸收調制器輸入端，用以驅動萬兆光發射組件發射光信號。
根據本發明，為實現驅動電路對萬兆光發射組件的驅動，所述激光器驅動 電路通過兩個輸出端輸出差分調制信號，其中一個輸出端一方面經匹配電路中 串3關的第一匹配電阻(R36)和第一匹配電感(L15)與電源(VCC3)相連，并 經串聯的第二匹配電阻U39)和第二匹配電感(L20)接地，另一方面經第一 耦合電容(C62 )連接所述萬兆光發射組件的電吸收調制器輸入端；另一個輸出 端一方面經匹配電路中串聯的第三匹配電阻(R35)和第三匹配電感(L14)與 電源(VCC3)相連接，另一方面經串聯的第四匹配電阻(R38)和第二耦合電容 (C61 )接地。
根據本發明，所述萬兆光發射組件的電吸收調制器輸入端還通過匹配電路 中串聯的第五匹配電阻(R44)和第五匹配電感(L21)與電吸收驅動器相連接。
根據本發明，為保證萬兆光發射組件發射激光器溫度的穩定性，所述萬兆 光發射組件包含有熱電調節器，所述光收發一體^f莫塊內部包含有熱電調節器驅
路的溫度信號輸入端相連接，所述熱電調節器驅動電路對所述萬兆光發射組件 輸出的溫度反饋信號進行分析、處理后，輸出相應的電流信號至所述萬兆光發 射組件的熱電調節器驅動端，用以調節所述光發射組件的溫度。
根據本發明，所述千兆收發一體光組件和萬兆光發射組件分別與波分復用 器相連接，實現三路光信號的耦合。
根據本發明，所述千兆收發一體光組件為尾纖式光組件，在尾纖末端設置
有第一陶瓷插芯；所述萬兆光發射組件為尾纖式光組件，在尾纖末端設置有第 二陶瓷插芯；所述波分復用器具有兩個與光組件相連接的端口，所述兩個端口 分別設置有第三陶瓷插芯和第四陶瓷插芯；所述第 一陶瓷插芯與所述第三陶瓷 插芯之間以及所述第二陶瓷插芯與所述第四陶瓷插芯之間分別通過陶瓷套管固 定連接。
優選的，所述陶瓷插芯為LC 口陶瓷插芯，所述陶資套管為LC開口陶資套管。
沖艮據本發明，為進一步保護實現光路耦合的連接部位，所述陶瓷套管外套 設有熱縮管。
根據本發明，為提高模塊使用的靈活性和通用性，所述模塊光接口為SC/PC 適配器形式；所述模塊電接口為30個引腳的金手指形式。
根據本發明，為提高模塊的散熱性能及電磁兼容/抗靜電(EMI/ESD )性能， 所述光收發一體模塊的外殼采用鋅合金制成。
與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是
1 、在光收發一體模塊內部設置有千兆收發一體光組件及萬兆光發射組件， 通過信號整形電路、激光器驅動電路及匹配電路的配合，形成萬兆光發射組件 的發射驅動電路，使得光模塊不僅可以傳輸連續1. 25Gbps速率的下行光信號及 突發1. 25Gbps速率的上行光信號，還可以傳輸連續10Gbps速率的下行光信號， 實現了光模塊非對稱速率的上下行傳輸，既滿足了用戶對帶寬的需求，又根據 用戶實際上下行的帶寬需求而采用不同的傳輸速率，降低了光模塊的制作難度， 節約了制作成本。
2、 釆用陶瓷插芯和陶瓷套管進行模塊內部光組件和波分復用器的光路連 接，既增加了連接的靈活性和拆卸的方便性，使得光模塊的制造和維修更加方 便，同時也減小了光路耦合時光功率的損耗。
3、 通過熱電調節器驅動電路，保證了萬兆光發射組件激光器溫度的穩定性， 使得光發射組件輸出穩定的光功率和穩定的波長，保證了光模塊長距離傳輸的 可靠性。
4、 采用金手指形式的電接口，支持熱插拔，增加了模塊使用的靈活性，并 有效地保證了高速信號的穩定性。
5、 光收發一體模塊采用鋅合金金屬制成，有效地提高了光模塊本身的散熱 性能以及沖莫塊的EMI/ESD性能。
圖l是本發明所述光收發一體模塊的外形結構示意圖2是本發明所述光收發一體模塊的工作原理框圖3是本發明所述光收發一體模塊中萬兆發射驅動電路的原理圖4是圖3所示光收發一體模塊中熱電調節器驅動電路的原理圖。
務沐實施方式
下面結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。
請參閱圖1,本發明所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊包括殼體1,殼 體釆用鋅合金制成，能夠提高模塊本身的散熱性能以及模塊的EMI/ESD性能。 殼體1上設置有若干個螺釘2和螺栓孔3。所述螺釘2用來連接固定模塊內部 的電路板和殼體l,所述螺栓孔3用來將模塊和母設備進行固定。殼體l上還 設置有若干個散熱柱4，用來將模塊工作過程中產生的熱量盡快散失掉，保證 模塊各光電器件的正常工作。在模塊殼體1的兩側分別設置有模塊的光接口 5
和電接口 6，其中，光接口 5為SC/PC適配器，是^^莫塊光信號輸入輸出端口； 而電接口 6采用30個引腳的金手指形式，作為模塊與母設備及其他電路板進行 電連4秦的端口 。
圖2所示為本發明所述萬兆光線路終端光收發一體模塊的工作原理框圖， 所述光收發一體模塊內部的光組件包括千兆收發一體光組件和萬兆光發射組 件。其中，千兆收發一體光組件選用1GB0SA，用來傳輸下行速率為1. 25Gbps、 波長為1490nm的信號及上行速率為1. 25Gbps、波長為1310nm的信號；萬兆光 發射組件選用IOGTOSA，可以傳輸下行速率為10Gbps、波長為1577nm的信號。
1OG TOSA和1G BOSA分別與波分復用器WDM相連接，實現三路光信號的耦 合，然后通過波分復用器的端口連接一根光纖，實現模塊的單纖三向傳輸功能。 1G BOSA為尾纖式光組件，在尾纖末端設置有第一 LC 口陶資插芯；10G TOSA 也為尾纖式光組件，在尾纖末端設置有第二LC 口陶瓷插芯；而波分復用器WDM 具有兩個與光組件相連接的端口 ，所述兩個端口分別:&置有第三LC 口陶覺插芯 和第四LC 口陶瓷插芯；所述第一 LC 口陶瓷插芯與所述第三LC 口陶瓷插芯之間 以及所述第二 LC 口陶瓷插芯與所述第四LC 口陶瓷插芯之間分別通過LC開口陶 瓷套管進行初步固定，然后將熱縮管套設陶瓷套管外面，將連接的LC 口陶瓷插 芯及LC開口陶瓷套管進一步固定。
待發射的10Gbps差分電信號經光收發一體模塊電接口 6中的TX+JOG引腳 和TX--IOG引腳進入由信號整形電路、10G激光器驅動及匹配電路組成的萬兆 光發射組件驅動電3各中，用以驅動10G TOSA發射1577nm的光信號。10G TOSA 發射的光信號經WDM耦合后，通過模塊光接口5輸出。
待發射的1. 25Gbps差分電信號經才莫塊電接口 6中的TX+_1G引腳和TX-_1G 引腳進入1G激光器驅動電路，驅動1G BOSA中的1490nm波長激光器，并實現 對光功率的自動控制。激光器發出的1.25Gbps的光信號經WDM耦合后，通過模 塊光4妄口 5輸出。
從光纖傳輸來的1310咖、1. 25Gbps的光信號經模塊光接口 5進入WDM,經
WDM耦合到1G B0SA的接收探測器上轉換成電信號，所述電信號經突發模式的 限幅放大電路增幅后，通過模塊電接口 6中的RX+_1G引扭卩和RX-—1G引腳輸出。
為保證萬兆光發射組件激光器的溫度穩定性，使得激光器能夠輸出穩定的 光功率和波長，本發明所述光收發一體模塊一個實施例選用帶有熱電調節器 (TEC)的萬兆光發射組件10G EA T0SA。
圖3和圖4分別為10G EA T0SA的萬兆發射驅動電路的原理圖及熱電調節 器驅動電路原理圖。
請參照圖3所示的萬兆發射驅動電路原理圖。所述萬兆發射驅動電路包含 有信號整形電路、激光器驅動電路及匹配電路；信號整形電路包括一信號整形 芯片U2，激光器驅動電路包括一驅動芯片U3，匹配電路設置在U3和10G EA T0SA 之間。
從沖莫塊電4妻口 6的TX+_10G引腳和TX-—10G引腳輸入的10G差分電信號分 別經耦合電容C15和C27輸入至U2的信號輸入管腳EQlnN和EQlnP,經U2整 形后的信號通過其信號輸出管腳SD0N和SD0P輸出。U2的信號輸出管腳SD0N 和SD0P分別通過耦合電容C29及C28連接驅動芯片U3的信號輸入管腳IN和 INB。整形后的電信號通過U2的IN管腳和INB管腳進入激光器驅動電路，經 U2處理后，通過其調制信號輸出管腳OUT和0UTB輸出交流調制信號。
為優化10GEATOSA的輸出眼圖，提高輸出光信號性能，從U2輸出的交流 調制信號經匹配電路進行高頻信號調整和傳輸線阻抗匹配。U2的0UT輸出引腳 一方面經匹配電路中串聯的第一匹配電阻R36和第一匹配電感L15連接電源 VCC3，并經串聯的第二匹配電阻R39和第二匹配電感L20接地，另一方面經耦 合電容C62連接10G EA TOSA的電吸收(EA )調制器輸入端(M0D/A )。 U2的OUTB 輸出引扭卩一方面經串:i關的第三匹配電阻R35和第三匹配電感L14與電源VCC3 連接，另一方面經串聯的第四匹配電阻R38和耦合電容C61接地。10GEATOSA 的輸入端MOD/A還通過串聯的第五匹配電阻R44及第五匹配電感L21連接電吸 .收驅動器，通過所述電吸收驅動器為TOSA提高偏置電壓信號。從U2的0UT引
腳和0UTB引腳輸出的交流調制信號經上述匹配電路調制后，為10G EA TOSA 提供電吸收調制信號，驅動TOSA發射光信號。
請一并參閱圖4所示的熱電調節器驅動電if各原理圖，所述熱電調節器驅動 電路包含有一驅動芯片U9。從IOG EA TOSA內部熱電調節器輸出的溫度反饋信 號RTH經TOSA的輸出引腳TH輸出，所述溫度反饋信號RTH經運放和濾波處理 后，輸入至U9的溫度信號輸入端CTLI。驅動芯片U9對輸入的溫度反饋信號進 行分析、處理后，通過其輸出引腳19和18輸出熱電調節器驅動電流信號了￡0+ 和TEC-。所述驅動電流信號通過10G EA TOSA的TEC+和TEC-引腳輸入至TOSA 中，驅動TOSA內部的熱電調節器，實現對TOSA的加熱或制冷，從而維持TOSA 內部的溫度恒定，保證TOSA正常工作。
引腳輸出的信號輸入至10G EA T0SA中。當然也可以采用雙端驅動方式進行驅 動，可根據所選擇的萬兆光發射組件類型的不同選擇合適的驅動方式。
本發明所述的萬兆光收發一體^t塊用于以太無源光網絡的光線路終端，可 以提供下行10Gbps和1. 25Gbps、上行1. 25Gbps的帶寬和較遠的覆蓋距離，業 務支持能力強，具有全業務4妄入能力。采用上下^"非對稱的傳輸速率，既可以 較好地滿足用戶對高帶寬的需求，又針對實際使用時上下行帶寬需求的不同采 用不同工作速率，從而降低了模塊的制造難度，并節約了成本。
當然，以上所述僅是本發明的一種優選實施方式而已，應當指出，對于本 技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若 干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應^L為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種萬兆光線路終端光收發一體模塊，包括模塊光接口和模塊電接口，在模塊內部設置有千兆收發一體光組件，其特征在于，所述模塊內部還設置有萬兆光發射組件及驅動所述光發射組件的萬兆發射驅動電路；所述萬兆發射驅動電路包含有信號整形電路、激光器驅動電路及匹配電路；所述信號整形電路輸入端連接待發射的電信號，經整形電路整形后的電信號輸入至所述激光器驅動電路，所述激光器驅動電路輸出端輸出的調制信號經所述匹配電路調制后輸入至所述萬兆光發射組件的電吸收調制器輸入端，用以驅動萬兆光發射組件發射光信號。
2、 根據權利要求l所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述激光器驅動電路通過兩個輸出端輸出差分調制信號，其中一個輸出端一方 面經匹配電路中串聯的第一匹配電阻(R36)和第一匹配電感(L15 )與電源(VCC3 ) 相連，并經串聯的第二匹配電阻(R39)和第二匹配電感(L20)接地，秀"一方 面經第一耦合電容(C62 )連接所述萬兆光發射組件的電吸收調制器輸入端；另 一個^T出端一方面經匹配電^各中串^:的第三匹配電阻(R35)和第三匹配電感(L14)與電源(VCC3)相連接，另一方面經串聯的第四匹配電阻(R38)和第 二耦合電容(C61 )接地。
3、 根據權利要求2所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于，電阻(R44)和第五匹配電感(L21)與電吸收驅動器相連接。
4、 根據權利要求1至3中任一項所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊， 其特征在于，所述萬兆光發射組件包含有熱電調節器，所述光收發一體模塊內 部包含有熱電調節器驅動電路；所述萬兆光發射組件的溫度反饋信號輸出端與 所述熱電調節器驅動電路的溫度信號輸入端相連接，所述熱電調節器驅動電路 對所述萬兆光發射組件輸出的溫度反饋信號進行分析、處理后，輸出相應的電 流信號至所述萬兆光發射組件的熱電調節器驅動端，用以調節所述光發射組件 的溫度。
5、 根據權利要求4所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述千兆收發一體光組件和萬兆光發射組件分別與波分復用器相連接。
6、 根據權利要求5所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述千兆收發一體光組件為尾纖式光組件，在尾纖末端設置有第一陶瓷插芯； 所述萬兆光發射組件為尾纖式光組件，在尾纖末端設置有第二陶資插芯；所述 波分復用器具有兩個與光組件相連接的端口，所述兩個端口分別設置有第三陶 瓷插芯和第四陶瓷插芯；所述第一陶瓷插芯與所述第三陶瓷插芯之間以及所述 第二陶瓷插芯與所述第四陶瓷插芯之間分別通過陶乾套管固定連接。
7、 根據權利要求6所述的萬兆光線路終端光收發一體一莫塊，其特征在于， 所述陶瓷插芯為LC 口陶資插芯，所述陶瓷套管為LC開口陶瓷套管。
8、 根據權利要求7所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述陶瓷套管外套設有熱縮管。
9、 根據權利要求l所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述模塊光接口為SC/PC適配器形式；所述模塊電接口為30個引腳的金手指形 式。
10、 根據權利要求1所述的萬兆光線路終端光收發一體模塊，其特征在于， 所述光收發一體模塊的外殼采用鋅合金制成。
全文摘要
本發明公開了一種萬兆光線路終端光收發一體模塊，包括模塊光接口和模塊電接口及千兆收發一體光組件，還包括有萬兆光發射組件及驅動所述組件的萬兆發射驅動電路。所述萬兆發射驅動電路包含有信號整形電路、激光器驅動電路及匹配電路，所述信號整形電路輸入端連接待發射的電信號，經整形電路整形后的信號輸入至激光器驅動電路，激光器驅動電路輸出的調制信號經匹配電路調制后輸入至萬兆光發射組件的電吸收調制器輸入端，用以驅動萬兆光發射組件發射光信號。本發明光收發一體模塊下行傳輸速率為10Gbps和1.25Gbps的信號、上行傳輸速率為1.25Gbps的信號，實現了上行信號和下行信號的非對稱傳輸，滿足了用戶對高速帶寬的需求。
文檔編號G02B6/38GK101374359SQ20081014027
公開日2009年2月25日 申請日期2008年9月20日 優先權日2008年9月20日
發明者鵬 何, 強 張, 楊思更, 趙其圣 申請人:青島海信寬帶多媒體技術股份有限公司