突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊及其運(yùn)行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，包括光發(fā)射模塊和光接收模塊。光發(fā)射模塊的單端變差分單元的輸入端連接外部輸入的突發(fā)式信號(hào)，單端變差分單元的輸出端連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接光控單元的輸入端，光控單元的輸出端經(jīng)光控單元連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的控制端。光接收模塊的激光器的輸出端與激光探測(cè)器的輸入端相對(duì)，激光探測(cè)器的輸出端連接前放單元的輸入端；前放單元的一個(gè)輸出端直接連接判決單元的一個(gè)輸入端，前放單元的另一個(gè)輸出端經(jīng)峰值檢測(cè)單元連接判決單元的另一個(gè)輸入端；判決單元的輸出端向外輸出突發(fā)式信號(hào)。本發(fā)明能將突發(fā)信號(hào)直接變成光信號(hào)進(jìn)行傳輸，以降低信號(hào)傳輸抖動(dòng)。
【專利說(shuō)明】突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊及其運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光模塊，具體涉及一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊及其運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在一些特定領(lǐng)域，需要用光纖來(lái)傳輸O?40Mbps帶寬的突發(fā)數(shù)字信號(hào)，這種信號(hào)具有不確定因素，大部分時(shí)間是低電平，只有極少數(shù)時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一個(gè)或若干個(gè)高電平，這種信號(hào)是不提供與信號(hào)同步的時(shí)鐘的，另外該信號(hào)對(duì)抖動(dòng)要求比較高，在脈沖的上升沿要求抖動(dòng)小于等于3ns。
[0003]目前光模塊主要分為高速光模塊和低速光模塊?，F(xiàn)在市面上的低速光模塊主要集中在O?2Mbps范圍內(nèi)，只有個(gè)別廠家能做到O?10Mbps，但是對(duì)于一些特殊領(lǐng)域的應(yīng)用，需要更寬的傳輸帶寬，這些低速光模塊是無(wú)法滿足要求的。高速光模塊一般都需要將數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)8B/10B編解碼來(lái)降低信號(hào)直流特性，由于所需傳輸?shù)男盘?hào)沒(méi)有提供同步時(shí)鐘，如用異步時(shí)鐘采樣進(jìn)行8B/10B編解碼，則勢(shì)必會(huì)增加信號(hào)抖動(dòng)，目前市面上采用高速光模塊來(lái)傳輸O?40Mbps信號(hào)即為異步米樣方法,其抖動(dòng)一般在8ns以上，因此用高速光模塊來(lái)傳輸O?40Mbps信號(hào)也無(wú)法滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊及其運(yùn)行方法，其能將突發(fā)信號(hào)直接變成光信號(hào)進(jìn)行傳輸，以降低信號(hào)傳輸抖動(dòng)。
[0005]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，包括光發(fā)射模塊和光接收模塊；其中
[0007]所述光發(fā)射模塊主要由單端變差分單元、激光器驅(qū)動(dòng)單元、光控單元和激光器組成；單端變差分單元的輸入端連接外部輸入的突發(fā)式信號(hào)，單端變差分單元的輸出端連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接光控單元的輸入端，光控單元的輸出端經(jīng)光控單元連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的控制端；
[0008]所述光接收模塊主要由激光探測(cè)器、前放單元、峰值檢測(cè)單元和判決單元組成；激光器的輸出端與激光探測(cè)器的輸入端相對(duì)，激光探測(cè)器的輸出端連接前放單元的輸入端；前放單元的一個(gè)輸出端直接連接判決單元的一個(gè)輸入端，前放單元的另一個(gè)輸出端經(jīng)峰值檢測(cè)單元連接判決單元的另一個(gè)輸入端；判決單元的輸出端向外輸出突發(fā)式信號(hào)。
[0009]上述方案中，所述判決單元為高速比較器。
[0010]上述方案中，所述前放單元包括自動(dòng)增益控制電路和電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其中自動(dòng)增益控制電路的輸入端連接激光探測(cè)器的輸入端，自動(dòng)增益控制電路的輸出端連接電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別連接峰值檢測(cè)單元和判決單元。
[0011]一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊的運(yùn)行方法，包括如下步驟:
[0012](I)單端變差分單元將外部輸入的突發(fā)式信號(hào)變成相位相反的差分信號(hào)；
[0013](2)差分信號(hào)經(jīng)過(guò)激光器驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光；當(dāng)外部輸入的信號(hào)為低電平時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出關(guān)斷信號(hào)至激光器，控制激光器關(guān)斷；當(dāng)外部輸入的信號(hào)為高電平時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出發(fā)光信號(hào)至激光器，控制激光器發(fā)光；
[0014](3)光控單元檢測(cè)激光器的輸出電流，并根據(jù)該輸出電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)激光器的驅(qū)動(dòng)電流，使激光器的驅(qū)動(dòng)電流盡量穩(wěn)定；
[0015](4)激光探測(cè)器實(shí)時(shí)接收激光器發(fā)出的光信號(hào)，并將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)送入前放單元中；
[0016](5)前放單兀將激光探測(cè)器輸出的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大,并轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸出；
[0017](6)峰值檢測(cè)單元檢測(cè)前放單元輸出電壓信號(hào)的峰值，并對(duì)該峰值電壓做適當(dāng)?shù)谋３趾笏徒o判決單元作為參考電壓信號(hào)；
[0018](7)判決單元將前放單元輸出的電壓信號(hào)與峰值檢測(cè)單元輸出的參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并向外輸出突發(fā)式信號(hào)。
[0019]上述方案中，步驟(2)中所述的低電平的取值范圍為[+0.8V，0V];高電平的取值范圍為[+2V, +3.6V] ο
[0020]本發(fā)明主要應(yīng)用于O?40Mbps及更高帶寬的突發(fā)數(shù)字信號(hào)傳輸，常見(jiàn)應(yīng)用對(duì)象包括時(shí)鐘信號(hào)、脈沖信號(hào)、突發(fā)控制信號(hào)，這些信號(hào)由于周期不確定、具有很強(qiáng)的直流特性、對(duì)抖動(dòng)要求非常高，用傳統(tǒng)的光模塊無(wú)法直接傳輸，通過(guò)本發(fā)明則可以直接傳輸這些信號(hào)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:1、解決了 O?40Mbps帶寬及更高帶寬的突發(fā)信號(hào)的傳輸問(wèn)題、無(wú)需8B/10B編解碼；2、傳輸抖動(dòng)小于3ns、延遲更??；3、本模塊易于實(shí)現(xiàn)、成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，包括光發(fā)射模塊和光接收模塊。如圖1所示。
[0024]所述光發(fā)射模塊主要由單端變差分單元、激光器驅(qū)動(dòng)單元、光控單元和激光器組成。單端變差分單元的輸入端連接外部輸入的突發(fā)式信號(hào)，單端變差分單元的輸出端連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接光控單元的輸入端，光控單元的輸出端經(jīng)光控單元連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的控制端。為了改善信號(hào)上升沿和下降沿時(shí)間，本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例所采用的激光器驅(qū)動(dòng)為差分驅(qū)動(dòng)方式，而外部輸入的突發(fā)式信號(hào)為L(zhǎng)VTTL信號(hào)，需要用單端變差分單元將LVTTL單端信號(hào)變成差分信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器。
[0025]所述光接收模塊主要由激光探測(cè)器、前放單元、峰值檢測(cè)單元和判決單元組成。激光器的輸出端與激光探測(cè)器的輸入端相對(duì)，激光探測(cè)器的輸出端連接前放單元的輸入端。前放單元的一個(gè)輸出端直接連接判決單元的一個(gè)輸入端，前放單元的另一個(gè)輸出端經(jīng)峰值檢測(cè)單元連接判決單元的另一個(gè)輸入端。判決單元的輸出端向外輸出突發(fā)式信號(hào)。在本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中，所述前放單元包括自動(dòng)增益控制電路和電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其中自動(dòng)增益控制電路的輸入端連接激光探測(cè)器的輸入端，自動(dòng)增益控制電路的輸出端連接電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別連接峰值檢測(cè)單元和判決單元。所述判決單元為高速比較器。
[0026]外部輸入的O?40Mbps突發(fā)信號(hào)為L(zhǎng)VTTL電平，經(jīng)過(guò)單端變差分單元，將信號(hào)變成相位相反的差分信號(hào)。差分信號(hào)經(jīng)過(guò)激光器驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光，當(dāng)外部輸入的信號(hào)為低電平(典型值為0V)時(shí)，激光器關(guān)斷不發(fā)光；當(dāng)外部輸入的信號(hào)為高電平(典型值為+3.3V)時(shí)，激光器發(fā)光。光控單元檢測(cè)激光器的Pd輸出的電流，根據(jù)檢測(cè)到的電流大小增大或減小激光器驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)電流，以達(dá)到光控目的。前放單元將激光探測(cè)器輸出的微弱電流進(jìn)行放大，將激光探測(cè)器輸出的電流變成電壓輸出。峰值檢測(cè)單元檢測(cè)前放單元輸出的電壓峰值，并做適當(dāng)?shù)谋３?，給判決單元提供判決依據(jù)。判決單元將前放單元輸出的電壓和峰值檢測(cè)單元輸出的電壓進(jìn)行比較，輸出LVTTL電平信號(hào)。
[0027]上述光模塊所實(shí)現(xiàn)的一種突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊的運(yùn)行方法，包括如下步驟:
[0028](I)單端變差分單元將外部輸入的突發(fā)式信號(hào)即LVTTL電平的信號(hào)變成相位相反的差分信號(hào)。
[0029](2)差分信號(hào)經(jīng)過(guò)激光器驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光。當(dāng)外部輸入的信號(hào)為低電平(典型值為0V)時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出關(guān)斷信號(hào)至激光器，控制激光器關(guān)斷。當(dāng)外部輸入的信號(hào)為高電平(典型值為+3.3V)時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出發(fā)光信號(hào)至激光器，控制激光器發(fā)光。高電平一般大于等于+2V且小于等于+3.6V，低電平一般小于等于+0.8V且大于等于OV0
[0030](3)光控單元檢測(cè)激光器的輸出電流，并根據(jù)該輸出電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)激光器的驅(qū)動(dòng)電流，使激光器的驅(qū)動(dòng)電流盡量穩(wěn)定，從而達(dá)到使激光器輸出光功率穩(wěn)定的效果。
[0031](4)激光探測(cè)器實(shí)時(shí)接收激光器發(fā)出的光信號(hào)，并將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)送入前放單元中。
[0032](5)前放單元將激光探測(cè)器輸出的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸出。前放單元內(nèi)部具有自動(dòng)增益控制(AGC)電路和電流電壓轉(zhuǎn)換(I/V)電路。AGC電路對(duì)放大增益進(jìn)行有效調(diào)節(jié)。電流電壓轉(zhuǎn)換(I/V)電路完成I/V變化，將激光探測(cè)器輸出的電流轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸出。
[0033](6)峰值檢測(cè)單元檢測(cè)前放單元輸出電壓信號(hào)的峰值，并對(duì)該峰值電壓做適當(dāng)?shù)谋３趾笏徒o后續(xù)的判決單元作為參考電壓信號(hào)。
[0034](7)判決單元將前放單元輸出的電壓信號(hào)與峰值檢測(cè)單元輸出的參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并向外輸出突發(fā)式信號(hào)即LVTTL電平的信號(hào)。
【權(quán)利要求】
1.突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，包括光發(fā)射模塊和光接收模塊；其特征在于: 所述光發(fā)射模塊主要由單端變差分單元、激光器驅(qū)動(dòng)單元、光控單元和激光器組成；單端變差分單元的輸入端連接外部輸入的突發(fā)式信號(hào)，單端變差分單元的輸出端連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，激光器驅(qū)動(dòng)單元的輸出端連接光控單元的輸入端，光控單元的輸出端經(jīng)光控單元連接激光器驅(qū)動(dòng)單元的控制端； 所述光接收模塊主要由激光探測(cè)器、前放單元、峰值檢測(cè)單元和判決單元組成；激光器的輸出端與激光探測(cè)器的輸入端相對(duì)，激光探測(cè)器的輸出端連接前放單元的輸入端；前放單元的一個(gè)輸出端直接連接判決單元的一個(gè)輸入端，前放單元的另一個(gè)輸出端經(jīng)峰值檢測(cè)單元連接判決單元的另一個(gè)輸入端；判決單元的輸出端向外輸出突發(fā)式信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，其特征在于:所述判決單元為高速比較器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊，其特征在于:所述前放單元包括自動(dòng)增益控制電路和電流電壓轉(zhuǎn)換電路，其中自動(dòng)增益控制電路的輸入端連接激光探測(cè)器的輸入端，自動(dòng)增益控制電路的輸出端連接電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端，電流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端分別連接峰值檢測(cè)單元和判決單元。
4.基于權(quán)利要求1所述的突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊所實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行方法，其特征是包括如下步驟: (O單端變差分單元將外部輸入的突發(fā)式信號(hào)變成相位相反的差分信號(hào)； (2)差分信號(hào)經(jīng)過(guò)激光器驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光；當(dāng)外部輸入的信號(hào)為低電平時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出關(guān)斷信號(hào)至激光器，控制激光器關(guān)斷；當(dāng)外部輸入的信號(hào)為高電平時(shí)，激光器驅(qū)動(dòng)單元發(fā)出發(fā)光信號(hào)至激光器，控制激光器發(fā)光； (3)光控單元檢測(cè)激光器的輸出電流，并根據(jù)該輸出電流的大小來(lái)調(diào)節(jié)激光器的驅(qū)動(dòng)電流，使激光器的驅(qū)動(dòng)電流盡量穩(wěn)定； (4)激光探測(cè)器實(shí)時(shí)接收激光器發(fā)出的光信號(hào)，并將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)送入前放單元中； (5)前放單元將激光探測(cè)器輸出的微弱電流信號(hào)進(jìn)行放大，并轉(zhuǎn)變成電壓信號(hào)輸出； (6)峰值檢測(cè)單元檢測(cè)前放單元輸出電壓信號(hào)的峰值，并對(duì)該峰值電壓做適當(dāng)?shù)谋３趾笏徒o判決單元作為參考電壓信號(hào)； (7)判決單元將前放單元輸出的電壓信號(hào)與峰值檢測(cè)單元輸出的參考電壓信號(hào)進(jìn)行比較，并向外輸出突發(fā)式信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的突發(fā)式低抖動(dòng)光模塊的運(yùn)行方法，其特征在于:步驟(2)中所述的低電平的取值范圍為[+0.8V，0V];高電平的取值范圍為[+2V，+3.6V]。
【文檔編號(hào)】H04B10/564GK103595486SQ201310565514
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】聶楊, 柯有強(qiáng), 陶慶肖, 宋文生, 馬祖其, 姚君, 張家會(huì), 唐軒 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所