專利名稱：一種光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于光電轉(zhuǎn)換的光模塊。
背景技術(shù)：
光模塊是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)和將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的一種集成模塊，在光傳輸中起著重要作用，是光纖通信中光纖直放站近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)的核心部件。光纖通信中射頻信號(hào)從基站中耦合出來后進(jìn)入近端機(jī)，通過近端機(jī)中的光模塊將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)輸入至光纖，經(jīng)光纖傳輸送至遠(yuǎn)端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)中的光模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，射頻信號(hào)再送入發(fā)射天線進(jìn)行發(fā)射，達(dá)到擴(kuò)大基站信號(hào)覆蓋范圍的目的。上行鏈路的工作原理一樣，用戶發(fā)射的射頻信號(hào)通過接收天線發(fā)送至遠(yuǎn)端機(jī)，再到近端機(jī)，最后回到基站。由于光纖通信中上行信號(hào)和下行信號(hào)的波長(zhǎng)不同，光模塊中通過使用波分復(fù)用器可將不同波長(zhǎng)的信號(hào)調(diào)制在同一根光纖中傳輸，且互不影響。隨著光傳輸技術(shù)的發(fā)展，光模塊憑借光傳輸具有傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)和抗干擾的優(yōu)勢(shì)得到了快速發(fā)展。第一代光模塊能夠?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)和電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的功能，并對(duì)光路損耗進(jìn)行補(bǔ)償，功能較單一。第二代光模塊集成了 FSK(Frequency-shift keying,移頻鍵控)技術(shù),通過FSK調(diào)制電路將光模塊監(jiān)控信號(hào)調(diào)制成FSK信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在光模塊中傳輸監(jiān)控信號(hào)的功能。FSK模塊的集成使直放站系統(tǒng)減少了一個(gè)獨(dú)立模塊，一定程度上降低了直放站系統(tǒng)安裝維護(hù)的復(fù)雜性，但是FSK模塊中監(jiān)控信號(hào)還是需要發(fā)送給光纖直放站中的監(jiān)控模塊，再由監(jiān)控模塊進(jìn)行信號(hào)處理和傳輸，其監(jiān)控功能并不完善，集成度較低。除此之外，光模塊的工作過程不可控。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型需要解決的技術(shù)問題是提供一種具有監(jiān)控功能的高集成度的光模塊。為解決上述技術(shù)問 題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下:一種光模塊，包括光發(fā)射單元、FSK單元、光接收單元和波分復(fù)用器，還包括監(jiān)控單元，所述光發(fā)射單元及光接收單元均分別與FSK單元、監(jiān)控單元及波分復(fù)用器連接，所述FSK單元還與監(jiān)控單元互聯(lián)。所述光發(fā)射單元包括依次連接的用于接收射頻信號(hào)的射頻接收電路和用于電光轉(zhuǎn)換的電平自動(dòng)控制電路、合路器以及激光器。所述FSK單元包括對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制的FSK調(diào)制電路以及與FSK調(diào)制電路連接的用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器1、濾波器II和濾波器III，其中濾波器I的輸出端與合路器的輸入端連接。所述光接收單元包括用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換電路、對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的放大電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的增益控制電路以及發(fā)送射頻信號(hào)的射頻發(fā)送電路，其中光電轉(zhuǎn)換電路的輸入端與波分復(fù)用器的輸出端連接，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第一級(jí)放大電路的輸入端連接，第一級(jí)放大電路的輸出端與濾波器II的輸入端連接，增益控制電路輸入端與濾波器III的輸出端連接，增益控制電路的輸出端與第二級(jí)放大電路的出入端連接，第二級(jí)放大電路的輸出端與射頻發(fā)送電路的輸入端連接。所述監(jiān)控單元包括對(duì)光電轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制的MCU，MCU的輸入端通過射頻檢測(cè)電路與射頻接收電路的輸出端連接，MCU的輸入端還與光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，MCU的輸出端分別與電平自動(dòng)控制電路的輸入端和增益控制電路的輸入端連接，MCU與FSK調(diào)制電路互連。本實(shí)用新型的改進(jìn)在于:所述MCU包括控制模塊，控制模塊的輸入端分別連接有功率檢測(cè)模塊、偏置電流檢測(cè)模塊、FSK檢測(cè)模塊。本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)在于:所述MCU控制模塊的輸入端還與輸入模塊連接，控制模塊的輸出端與人機(jī)界面連接。由于采用了上述技術(shù) 方案，本實(shí)用新型取得的技術(shù)進(jìn)步是:本實(shí)用新型將監(jiān)控單元集成在光模塊中實(shí)現(xiàn)光模塊的監(jiān)控功能，使得光模塊監(jiān)控信號(hào)直接由光模塊中的監(jiān)控單元進(jìn)行處理，不必經(jīng)過光纖直放站，簡(jiǎn)化了光纖直放站的設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型在實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換功能的基礎(chǔ)上增加了偏置電流監(jiān)測(cè)、電平自動(dòng)控制、增益自動(dòng)控制和監(jiān)控FSK等功能，實(shí)現(xiàn)了光模塊的高集成化。本實(shí)用新型通過輸入模塊和人機(jī)界面對(duì)光模塊進(jìn)行監(jiān)視控制，使整個(gè)光模塊工作過程完全處于受控狀態(tài)，使光纖直放站的可控性得到提升，從而方便光纖直放站的管理與維護(hù)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為本實(shí)用新型中MCU的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實(shí)用新型一種光模塊，如圖1所示，主要包括光發(fā)射單元、光接收單元、波分復(fù)用器、FSK單元和監(jiān)控單元，光發(fā)射單元及光接收單元均分別與FSK單元、監(jiān)控單元及波分復(fù)用器連接，F(xiàn)SK單元還與監(jiān)控單元互連。本實(shí)用新型通過光發(fā)射單元完成將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并進(jìn)行傳輸，光發(fā)射單元包括接射頻接收電路、電平自動(dòng)控制電路、合路器和激光器。光發(fā)射單元通過射頻接收電路接收處理基站或移動(dòng)設(shè)備發(fā)出射頻信號(hào)，射頻接收電路的輸出端與電平自動(dòng)控制電路的輸入端連接。利用電平自動(dòng)控制電路可以對(duì)信號(hào)輸入功率起到限制作用，進(jìn)而防止信號(hào)輸入功率過強(qiáng)使末端放大器出現(xiàn)飽和并失真造成網(wǎng)絡(luò)擁塞和癱瘓:當(dāng)信號(hào)輸入功率小于臨界值時(shí)，電平自動(dòng)控制電路不起作用；當(dāng)信號(hào)輸入功率大于臨界值時(shí)，電平自動(dòng)控制電路將信號(hào)輸入功率限制在臨界值處，且不產(chǎn)生失真。電平自動(dòng)控制電路的輸出端與合路器的輸入端連接，通過合路器將射頻信號(hào)和FSK信號(hào)進(jìn)行合路。合路器的輸出端與激光器的輸入端連接，通過激光器將射頻信號(hào)調(diào)制到光載波上。激光器的輸出端與波分復(fù)用器的輸入端連接，進(jìn)而將光信號(hào)在光纖中進(jìn)行傳輸。[0022]本實(shí)用新型通過FSK單元完成對(duì)射頻信號(hào)的FSK調(diào)制，F(xiàn)SK單元包括FSK調(diào)制電路、濾波器1、濾波器II和濾波器III。通過FSK調(diào)制可將射頻信號(hào)調(diào)制成FSK信號(hào)，F(xiàn)SK調(diào)制具有抗干擾、抗衰減和穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。FSK調(diào)制電路的輸出端分別與濾波器I和濾波器III的輸入端連接，使經(jīng)FSK調(diào)制電路調(diào)制的FSK信號(hào)可通過濾波器I或?yàn)V波器III進(jìn)行濾波，濾波器I的輸出端與合路器的輸入端連接，F(xiàn)SK調(diào)制電路的輸入端與濾波器II的輸出端連接，將經(jīng)濾波器II濾波后的射頻信號(hào)通過FSK調(diào)制電路進(jìn)行調(diào)制。本實(shí)用新型通過光接收單元完成將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并進(jìn)行發(fā)射，光接收單元包括將光電轉(zhuǎn)換電路、放大電路、增益控制電路和射頻發(fā)送電路。光電轉(zhuǎn)換電路的輸入端與波分復(fù)用器的輸出端連接，通過光電轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)波分復(fù)用器分開的不同波長(zhǎng)的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第一級(jí)放大電路的輸入端連接，將電信號(hào)進(jìn)行放大，第一級(jí)放大電路的輸出端與濾波器II的輸入端連接，增益控制電路輸入端與濾波器III的輸出端連接，將經(jīng)濾波后的電信號(hào)進(jìn)行增益放大，增益控制電路的輸出端與第二級(jí)放大電路的出入端連接，將電信號(hào)進(jìn)行第二次放大，第二級(jí)放大電路的輸出端與射頻發(fā)送電路的輸入端連接，通過射頻發(fā)送電路將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)樯漕l信號(hào)發(fā)送出去。本實(shí)用新型通過監(jiān)控單元對(duì)光模塊各工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，是光模塊的中心控制部分，監(jiān)控單元包括MCU(Micro Control Unit，微控制單元)和射頻檢測(cè)電路。MCU的輸入端通過射頻檢測(cè)電路與射頻接收電路的輸出端連接，MCU的輸出端與電平自動(dòng)控制電路的輸入端連接，MCU根據(jù)射頻接收電路傳來的信號(hào)對(duì)電平自動(dòng)控制電路進(jìn)行控制，從而限制輸入射頻信號(hào)的功率。MCU的輸入端還與光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，MCU的輸出端與增益控制電路的輸入端連接，MCU根據(jù)光電轉(zhuǎn)換電路傳來的信號(hào)控制增益控制電路，從而控制輸出射頻信號(hào)的強(qiáng)弱。MCU與FSK調(diào)制電路互連，用于實(shí)現(xiàn)FSK調(diào)制電路工作狀況檢測(cè)等功倉(cāng)泛。MCU包括控制模塊、功率檢測(cè)模塊、偏置電流檢測(cè)模塊、FSK檢測(cè)模塊，如圖2所示?？刂颇K的輸入端分別與功率檢測(cè)模塊、偏置電流檢測(cè)模塊和FSK檢測(cè)模塊連接。MCU通過連接功率檢測(cè)模塊完成射頻接收電路對(duì)接頻率信號(hào)的功率檢測(cè)。MCU通過連接偏置電流檢測(cè)模塊完成對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路偏置電流的監(jiān)測(cè)。MCU通過連接FSK檢測(cè)模塊完成對(duì)FSK調(diào)整電路工作狀況的監(jiān)測(cè)。MCU 中的控制模塊的輸入端還與輸入模塊連接，輸出端與人機(jī)界面連接，通過輸入模塊可連接鍵盤等設(shè)備，結(jié)合人際界面完成對(duì)光模塊工作狀態(tài)的查詢和控制。本實(shí)用新型的工作過程如下所述:對(duì)于光纖直放站近端機(jī)和遠(yuǎn)端機(jī)來說，其中的光模塊除激光器波長(zhǎng)不同外，結(jié)構(gòu)基本相同。在光纖通信的下行鏈路中，基站發(fā)出的射頻信號(hào)耦合到近端機(jī)中的射頻輸入電路的輸入端，在射頻輸入電路的輸出口耦合出兩部分射頻信號(hào):主射頻信號(hào)和部分射頻信號(hào)。部分射頻信號(hào)通過射頻檢測(cè)電路進(jìn)入MCU，MCU根據(jù)射頻檢測(cè)電路中的射頻信號(hào)一方面向FSK調(diào)制電路發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，通過FSK調(diào)制電路調(diào)制的FSK信號(hào)，再經(jīng)濾波器I進(jìn)行濾波；另一方面向電平自動(dòng)控制電路發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)，通過電平自動(dòng)控制電路控制主射頻信號(hào)的電平。經(jīng)電平自動(dòng)控制電路控制的主射頻信號(hào)與經(jīng)濾波器I濾波后的FSK信號(hào)通過合路器進(jìn)行合路，最后通過激光器將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，再通過波分復(fù)用器利用光纖傳輸?shù)竭h(yuǎn)端機(jī)。[0029]遠(yuǎn)端機(jī)接收來自光纖的光信號(hào)后，通過波分復(fù)用器和光電轉(zhuǎn)換電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在經(jīng)過第一級(jí)放大電路放大、濾波器II濾波、FSK調(diào)制電路調(diào)制和濾波器III濾波后傳輸?shù)皆鲆婵刂齐娐返妮斎攵?，MCU根據(jù)光電轉(zhuǎn)換電路中的信號(hào)對(duì)增益控制電路輸出信號(hào)的強(qiáng)弱進(jìn)行控制，增益控制電路的輸出信號(hào)經(jīng)第二級(jí)放大電路放大后，通過射頻發(fā)送電路發(fā)射出去完成對(duì)用戶的覆蓋。信號(hào)進(jìn)入FSK調(diào)制電路后變成基帶信號(hào)，而后傳送給MCU，通過MCU中的FSK檢測(cè)模塊和控制模塊完成對(duì)FSK調(diào)制電路工作狀況的監(jiān)控。光信號(hào)進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換電路后變成電信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生信號(hào)傳送給MCU，通過MCU中的偏置電流檢測(cè)模塊和控制模塊完成對(duì)光電轉(zhuǎn)換電路偏置電流的監(jiān)測(cè)。在光纖通信的上行鏈路中，通過遠(yuǎn)端機(jī)接收移動(dòng)設(shè)備的上行信號(hào)并通過光模塊轉(zhuǎn)換為光信號(hào)并在光纖中傳輸，近端機(jī)接收光信號(hào)后通過光模塊轉(zhuǎn)換為電信號(hào)通過天線發(fā)射出去，基站完成接收。在光纖通信過程中利用MCU完成對(duì)光模塊工作過程的監(jiān)測(cè)，并實(shí)時(shí)地傳遞給上位機(jī)。相關(guān)人員可通過光模塊外接的人機(jī)界面和鍵盤等設(shè)備完成對(duì)光模塊的工作狀態(tài)的查詢和設(shè)置，從而 使得光模塊完全處于受控狀態(tài)。
權(quán)利要求1.一種光模塊，包括光發(fā)射單元、FSK單元、光接收單元和波分復(fù)用器，其特征在于:還包括監(jiān)控單元，所述光發(fā)射單元及光接收單元均分別與FSK單元、監(jiān)控單元及波分復(fù)用器連接，F(xiàn)SK單元與監(jiān)控單元互連； 所述光發(fā)射單元包括依次連接的用于接收射頻信號(hào)的射頻接收電路和用于電光轉(zhuǎn)換的電平自動(dòng)控制電路、合路器以及激光器； 所述FSK單元包括對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行FSK調(diào)制的FSK調(diào)制電路以及與FSK調(diào)制電路連接的用于對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波器1、濾波器II和濾波器III，其中濾波器I的輸出端與合路器的輸入端連接； 所述光接收單元包括用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換電路、對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大的放大電路，對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制的增益控制電路以及發(fā)送射頻信號(hào)的射頻發(fā)送電路，其中光電轉(zhuǎn)換電路的輸入端與波分復(fù)用器的輸出端連接，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端與第一級(jí)放大電路的輸入端連接，第一級(jí)放大電路的輸出端與濾波器II的輸入端連接，增益控制電路輸入端與濾波器III的輸出端連接，增益控制電路的輸出端與第二級(jí)放大電路的出入端連接，第二級(jí)放大電路的輸出端與射頻發(fā)送電路的輸入端連接； 所述監(jiān)控單元包括對(duì)光電轉(zhuǎn)換過程進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制的MCU，MCU的輸入端通過射頻檢測(cè)電路與射頻接收電路的輸出端連接，MCU的輸入端還與光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端連接，MCU的輸出端分別與電平自動(dòng)控制電路的輸入端和增益控制電路的輸入端連接，MCU與FSK調(diào)制電路互連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光模塊，其特征在于:所述MCU包括控制模塊,控制模塊的輸入端分別連接有功率檢測(cè)模塊、偏置電流檢測(cè)模塊、FSK檢測(cè)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光模塊,其特征在于:所述MCU控制模塊的輸入端還與輸入模塊連 接，控制模塊的輸出端與人機(jī)界面連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種光模塊，包括光發(fā)射單元、光接收單元、波分復(fù)用器、FSK單元和監(jiān)控單元，所述光發(fā)射單元及光接收單元均與FSK單元、監(jiān)控單元及波分復(fù)用器連接，所述光發(fā)射單元包括射頻接收電路、電平自動(dòng)控制電路、合路器和激光器，所述光接收單元包括射頻發(fā)送電路、光電轉(zhuǎn)換器、第一級(jí)放大電路、增益放大電路和第二級(jí)放大電路、所述FSK單元包括FSK調(diào)制電路、濾波器Ⅰ、濾波器Ⅱ和濾波器Ⅲ，所述監(jiān)控單元包括MCU和射頻檢測(cè)電路。本實(shí)用新型集成了光模塊監(jiān)控功能，具有集成度高，智能化的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H04B10/40GK203086478SQ20132003229
公開日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者肖飛 申請(qǐng)人:河北人天通信技術(shù)有限公司