無源光網(wǎng)絡(luò)及其光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊的制作方法
【專利說明】
[0001] 本申請是2012年07月12日提出的發(fā)明名稱為"無源光網(wǎng)絡(luò)及其光網(wǎng)絡(luò)單元光模 塊"的中國發(fā)明專利申請201210243267. 4的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)，尤其涉及一種無源光網(wǎng)絡(luò)及其光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊。
【背景技術(shù)】
[0003] 在如圖1所示的無源光網(wǎng)絡(luò)中，0LT(0pticalLineTerminator，光線路終端)通常 設(shè)置在光纖通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)系統(tǒng)的中心局，OLT負(fù)責(zé)將交換機(jī)中的電信號數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為光 信號數(shù)據(jù)發(fā)送出去，并且接收外部傳送來的光信號，將其轉(zhuǎn)化為電信號輸送給交換機(jī)。OLT 通過ODN(光饋線網(wǎng)絡(luò)）與ONU(opticalnetunit，光網(wǎng)絡(luò)單元）光模塊相連，ONU光模塊 通常設(shè)置在局端，即用戶端或者大樓；Splitter為"分光器"一般有2N個(gè)均分端口，如果輸 入端口的光強(qiáng)為1，則每個(gè)輸出端口的光強(qiáng)為1/N。對于一個(gè)光接入系統(tǒng)，一般是1個(gè)OLT 放在電信中心局，然后通過分光器，一般至少是1分32,或者1分64甚至1分128,即1個(gè) OLT帶32或64或128個(gè)ONU光模塊。每個(gè)ONU光模塊都與一個(gè)ONU系統(tǒng)設(shè)備相連，用以將 ONU系統(tǒng)設(shè)備的電信號轉(zhuǎn)換為光信號在上行方向上發(fā)送至0LT。
[0004] 隨著各種自媒體，如微博、YuTobe等業(yè)務(wù)需求的不斷增長，產(chǎn)業(yè)界逐漸認(rèn)識到，現(xiàn) 有的EPON(EthernetPassiveOpticalNetwork，以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)）和GPON(Gigabit PassiveOpticalNetwork，吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)均難以滿足業(yè)務(wù)長期發(fā)展的需求，特別 是在光纖到樓（FTTB)和光纖到節(jié)點(diǎn)（FTTN)場景。光接入網(wǎng)在帶寬、業(yè)務(wù)支撐能力以及接入 節(jié)點(diǎn)設(shè)備功能和性能等方面都面臨新的升級需求。據(jù)分析，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)中用戶對上行帶 寬的需求在迅猛增長。
[0005] 然而現(xiàn)有技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)中雖然采用多種技術(shù)手段在擴(kuò)展下行帶寬，然 而在信號的上行方向上仍然是光網(wǎng)絡(luò)中的ONU光模塊均采用一個(gè)波長的光信號進(jìn)行 信號傳輸，也就是說，光網(wǎng)絡(luò)中的各ONU光模塊不得不采用時(shí)分復(fù)用的方式來復(fù)用上 行信道。假設(shè)上行方向的信號傳輸速率為20. 3125Gbps，在1個(gè)OLT帶128個(gè)ONU光 模塊的情況下，128個(gè)ONU光模塊復(fù)用一個(gè)上行信道，每個(gè)ONU光模塊則只能分配有 10 3125x1/128Gbps的速率，分配的帶寬非常有限。
[0006] 目前雖然業(yè)內(nèi)有20GPON技術(shù)和WDM技術(shù)，將其結(jié)合組成TWDMPON技術(shù)，進(jìn)一步 提高系統(tǒng)的容量，解決與日倶增的網(wǎng)絡(luò)帶寬擴(kuò)容的需求。然而，目前這種WDMPON技術(shù)僅是 基于CWDM的有限波長的復(fù)用（全波16個(gè)波長，一般只用到了 1320波段的4個(gè)波長)，即便 是引入了DWDM技術(shù)，受制于外調(diào)制激光器的譜寬和波長溫漂等特性的限制，信道間隔也只 是控制在200GHz間隔（C波段45個(gè)信道)。
[0007] 因此，現(xiàn)有的光網(wǎng)絡(luò)不能提供足夠的上行信道帶寬，無法滿足日益增長的業(yè)務(wù)需 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種無源光網(wǎng)絡(luò)及其光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，用以提高光網(wǎng)絡(luò) 以及ONU光模塊的上行方向的帶寬。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種光網(wǎng)絡(luò)單元光模塊，其中包括激光發(fā)射單元， 所述激光發(fā)射單元包括： 激光器及其驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收 的電信號驅(qū)動(dòng)所述激光器進(jìn)行激光發(fā)射； 溫度補(bǔ)償電路，用以根據(jù)所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值的變化，調(diào)節(jié)輸出到所述激 光器內(nèi)置的TEC的溫度調(diào)節(jié)電壓。
[0010] 其中，所述溫度補(bǔ)償電路具體包括： 分壓電路，與所述激光器內(nèi)置的熱電偶串聯(lián)； 標(biāo)準(zhǔn)電壓輸出電路，用以輸出標(biāo)準(zhǔn)電壓到所述分壓電路以及與其串聯(lián)的熱電偶上； 電壓比較電路，其一個(gè)電壓輸入端，與所述分壓電路和所述熱電偶的連接點(diǎn)相連，用以 獲取所述分壓電路上的電壓，另一個(gè)電壓輸入端接入?yún)⒖茧妷?；所述電壓比較電路比較兩 個(gè)電壓輸入端的電壓，得到兩者的電壓差，將電壓差從其輸出端輸出； 電壓調(diào)節(jié)電路，其輸入端與所述電壓比較電路的輸出端相連，根據(jù)所述電壓比較電路 輸出的電壓差，調(diào)節(jié)其輸出端輸出的所述溫度調(diào)節(jié)電壓。
[0011] 進(jìn)一步，所述光模塊還包括： 中心波長調(diào)節(jié)電路，用以接收控制指令，根據(jù)接收的控制指令輸出相應(yīng)的電壓作為所 述參考電壓到所述電壓比較電路的另一個(gè)電壓輸入端。
[0012] 或者，所述溫度補(bǔ)償電路具體包括： 激光器溫度確定單元，用于測量所述激光器內(nèi)置的熱電偶的阻值或電壓，根據(jù)測量結(jié) 果計(jì)算所述激光器的當(dāng)前溫度值；并根據(jù)計(jì)算的當(dāng)前溫度值與溫度設(shè)定值之間的差值，增 大或減小輸出的調(diào)節(jié)電壓； 溫度調(diào)節(jié)電壓輸出電路，用于接收激光器溫度確定單元輸出的調(diào)節(jié)電壓，根據(jù)接收的 調(diào)節(jié)電壓輸出相應(yīng)的電流作為所述溫度調(diào)節(jié)電壓。
[0013] 較佳地，所述驅(qū)動(dòng)電路的偏置電流提供管腳通過電感與所述激光器中的激光發(fā)射 二極管的陰極相連；所述驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)調(diào)制電流提供管腳通過第一電阻與所述激光器中 的激光發(fā)射二極管的陰極相連。
[0014] 所述驅(qū)動(dòng)電路的另一個(gè)調(diào)制電流提供管腳通過第二電阻與所述激光器中的激光 發(fā)射二極管的陽極相連，并且第二電阻與第一電阻匹配。
[0015] 所述驅(qū)動(dòng)電路還用于監(jiān)測流過所述激光器內(nèi)置的ro管的電流，根據(jù)監(jiān)測的電流 調(diào)整輸出到所述激光器的偏置電流，保證激光器輸出的光功率穩(wěn)定。
[0016] 所述激光器為CML激光器。
[0017] 所述光模塊采用SFP封裝形式，其管腳定義與現(xiàn)有的ONU光模塊的管腳定義相兼 容 進(jìn)一步，所述光模塊還包括： 激光接收單元，用以接收無源光網(wǎng)絡(luò)中的下行光信號，并將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信 號發(fā)送給ONU系統(tǒng)設(shè)備。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種無源光網(wǎng)絡(luò)，包括：光線路終端光模塊 OLT、第一波分復(fù)用器WDM、第二波分復(fù)用器WDM、多個(gè)ONU光模塊； 其中，所述ONU光模塊中的激光發(fā)射單元包括激光器及其驅(qū)動(dòng)電路，以及溫度補(bǔ)償電 路；所述激光發(fā)射單元的驅(qū)動(dòng)電路用以接收ONU系統(tǒng)設(shè)備發(fā)送的電信號，根據(jù)接收的電信 號驅(qū)動(dòng)所述CML激光器發(fā)射特定波長的光信號；所述溫度補(bǔ)償電路用以根據(jù)所述激光器內(nèi) 置的熱電偶的阻值的變化，調(diào)節(jié)輸出到所述激光器內(nèi)置的TEC的溫度調(diào)節(jié)電壓；不同ONU光 模塊發(fā)射的光信號的波長不同； 各ONU光模塊發(fā)射的光信號經(jīng)第一WDM耦合到光纖，經(jīng)光纖、第二WDM傳輸至所述OLT; 針對ONU光模塊發(fā)射的不同波長的光信號，所述OLT中包括多個(gè)激光接收單元，分別用 以接收每種波長的光信號，并將接收的光信號轉(zhuǎn)換為電信號后發(fā)送給交換機(jī)。
[0019] 較佳地，所述ONU光模塊發(fā)射的光信號的波長位于C波段或L波段； 不同的ONU光模塊所發(fā)射的光信號之間，最小的頻率間隔為50GHz。
[0020] 進(jìn)一步，所述光網(wǎng)絡(luò)還包括：陣列波導(dǎo)光柵AWG; 所述AWG的上行端口與第一WDM相連，所述AWG的各下行端口分別連接一個(gè)ONU光模 塊；各ONU光模塊發(fā)射的光信號經(jīng)所述AWG的各下行端口發(fā)送到第一WDM，經(jīng)第一WDM耦合 到光纖，經(jīng)光纖、第二WDM發(fā)送至所述0LT。
[0021 ] 本發(fā)明實(shí)施例的ONU光模塊采用了溫度補(bǔ)償電路，使得激光器發(fā)射的激光的中心 波長避免受到溫度的影響而產(chǎn)生較大偏移，保證發(fā)射的激光的中心波長的穩(wěn)定性，從而ONU 光模塊發(fā)射的光信號可以達(dá)到中心波長偏移較小的效果；這樣，不同的ONU光模塊發(fā)射上 行光信號的頻率間隔可以更小，從而在光網(wǎng)絡(luò)中可以容納更多的上行信道，從而提高了光 網(wǎng)絡(luò)上行方向的帶寬；同時(shí)，還可以減少復(fù)用同一上行信道的ONU光模塊的數(shù)量，使得每個(gè) ONU光模塊的上行帶寬也得以提高。
[0022] 進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例的ONU光模塊中的激光發(fā)射單元采用了CML激光器，可以將 譜寬控制在〇. 2nm以下，并且將發(fā)射光的光譜穩(wěn)定鎖模在ITU-T的波長格點(diǎn)上，具有更優(yōu)的 光譜特性，可以更進(jìn)一步縮小上行信道之間的間隔，更進(jìn)一步提高光網(wǎng)絡(luò)上行方向的帶寬； 同時(shí)，還可以更進(jìn)一步減少復(fù)用同一上行信道的ONU光模塊的數(shù)量，使得每個(gè)ONU光模塊的 上行帶寬也得以更進(jìn)一步提高。
[0023] 進(jìn)一步，本發(fā)明實(shí)施例的ONU光模塊還采用了中心波長調(diào)節(jié)電路，可以對激光器 發(fā)射的激光的中心波長進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種可調(diào)節(jié)激光中心波長的ONU光模塊相比于現(xiàn)有技術(shù) 的只能發(fā)射特定波長的ONU光模塊，具有更佳的安裝、維護(hù)的方便性，生產(chǎn)廠家或者運(yùn)營商 不必對發(fā)射不同波長的ONU光模塊進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，而是生產(chǎn)、安裝統(tǒng)一的ONU光模塊，根據(jù) 現(xiàn)場需求對其進(jìn)行調(diào)節(jié)使之發(fā)射所需波長的激光。從而大大降低生產(chǎn)、安裝、維護(hù)、管理成 本。
【附圖說明】
[0024] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的無源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2a為本發(fā)明實(shí)施例的ONU光模塊中的激光發(fā)射單元內(nèi)部結(jié)構(gòu)電路框圖； 圖2b為本發(fā)明實(shí)施例的激光器的內(nèi)部電路示意圖； 圖2c為本發(fā)明實(shí)施例的溫度補(bǔ)償電路的一種具體實(shí)現(xiàn)電路框圖； 圖2d為本發(fā)明實(shí)施例