專利名稱：基于處理器控制的光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及光模塊，具體地說(shuō)，是涉及一種采用處理器進(jìn)行智能控制 的光模塊，屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著光通信技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶使用要求的不斷提高，光模塊的外形尺 寸設(shè)計(jì)地越來(lái)越小。由于光模塊尺寸、面積的減小，要求模塊內(nèi)部的各種光電 元器件安裝密度比較高，再加上在整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中各模塊的間距更加接近，使 得模塊工作時(shí)的周邊溫度也升高了。模塊高密度安裝所帶來(lái)的溫升，對(duì)光模塊 的性能產(chǎn)生影響，尤其是對(duì)激光器的影響比較大。由于激光器的特性會(huì)隨溫度 變化而變化，為保證激光器正常穩(wěn)定工作，需要維持激光器平均光功率和消光 比這兩個(gè)光學(xué)參數(shù)的恒定。現(xiàn)有光模塊在根據(jù)溫度變化維持恒定的光功率和消 光比的調(diào)試過(guò)程中，大多采用帶溫度傳感器的數(shù)字電位器和激光器相配合，通 過(guò)補(bǔ)償斜率對(duì)激光器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。由于不同的激光器所需要的補(bǔ)償斜率不同， 在激光器更換后，需要重新進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試過(guò)程比較復(fù)雜。而且現(xiàn)有市場(chǎng)中專 用的帶溫度傳感器的數(shù)字電位器芯片種類較少，價(jià)格昂貴，可選擇性非常小， 不僅不利于光通信系統(tǒng)的靈活應(yīng)用，限制了光通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，而且增 加了光模塊的整體成本，降低了這類光模塊的市場(chǎng)竟?fàn)幜Α?br> 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中光模塊激光器參數(shù)調(diào)整過(guò)程比較復(fù)雜、調(diào)整芯 片種類少、價(jià)格昂貴的問(wèn)題.，提供了一種基于處理器控制的光^f莫塊，通過(guò)處理器對(duì)光模塊的激光器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以維持隨溫度變化保持恒定的光功率和消 光比，調(diào)整簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而且處理器可選擇性較廣，成本較低。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種基于處理器控制的光^^莫塊，包括激光器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光的激光 驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)接收光信號(hào)的光電探測(cè)器，以及用來(lái)與系統(tǒng)進(jìn)行電連接的電接口， 其特征在于，所述光才莫塊中還包括帶有溫度傳感器的處理器，所述處理器的兩 路A/D接口分別接收所述激光驅(qū)動(dòng)器輸出的偏置電流監(jiān)控信號(hào)和發(fā)射光功率監(jiān) 控信號(hào)，并將這兩路信號(hào)存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中；所述處理器還通過(guò)其兩路 D/A接口分別輸出偏置電流設(shè)置信號(hào)和調(diào)制電流設(shè)置信號(hào)至所述激光驅(qū)動(dòng)器的 相應(yīng)信號(hào)輸入端。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述光電探測(cè)器為雪崩光電二極管時(shí)，為提高雪崩光電 二極管的靈敏度，所述處理器通過(guò)一路D/A接口輸出電壓設(shè)置信號(hào)至所述雪崩 光電二極管的電壓輸入端。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述處理器通過(guò)一路A/D接口接收光沖莫塊的供電電壓信 號(hào)，還通過(guò)一路A/D接口接收所述光電探測(cè)器輸出的接收光功率信號(hào)，并將接 收的供電電壓信號(hào)及接收光功率信號(hào)分別存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中。
根據(jù)本實(shí)用新型，為實(shí)現(xiàn)光模塊與系統(tǒng)上位機(jī)的可靠通信，所述電接口設(shè) 置有總線管腳，所述光模塊通過(guò)所述總線管腳與上位機(jī)進(jìn)行總線通信。
所述總線優(yōu)選為I2C總線。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述電接口還設(shè)置有接收光功率信號(hào)監(jiān)控管腳，所述接 收光功率信號(hào)既可通過(guò)所述總線管腳輸出，也可通過(guò)所述接收光功率信號(hào)監(jiān)控 管腳輸出，兩種輸出方式供用戶選擇使用。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述處理器優(yōu)先選用單片機(jī)。
根據(jù)本實(shí)用新型，所述光模塊兼容SFF-8472 MSA協(xié)議，使得光模塊智能化， 提高光模塊的可靠性。
與現(xiàn)有^t支術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積;f及效果是1 、采用處理器對(duì)激光器的平均光功率和消光比等光參數(shù)進(jìn)行隨溫度變化維 持恒定的調(diào)整過(guò)程，處理器可選類型多，價(jià)格便宜，可以取代種類少、價(jià)格昂 貴的專用數(shù)字電位器，從而降低光模塊的整體成本。
2、通過(guò)處理器對(duì)模塊供電電壓、偏置電流、溫度、發(fā)射光功率及接收光功 率等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)讀取，并通過(guò)模塊的總線接口與上位機(jī)保持實(shí)時(shí)、便捷的通 信，能夠幫助光通信系統(tǒng)管理單元監(jiān)控模塊參數(shù)，找出光纖鏈路中發(fā)生故障的 位置，簡(jiǎn)化系統(tǒng)維護(hù)工作，提高光通信系統(tǒng)的可靠性。


圖1是本實(shí)用新型基于處理器控制的光模塊的電路原理框圖2是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)光模塊控制的電路原理圖3是基于處理器控制的光模塊的電接口管腳布局示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的描述。 參考圖l所示的電路原理框圖，本實(shí)用新型基于處理器控制的光模塊包括 發(fā)射光信號(hào)的激光器1和接收光信號(hào)的光電探測(cè)器2，所述激光器1在激光驅(qū) 動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下發(fā)光。所述光模塊還包括一處理器，該處理器內(nèi)置有溫度傳感器。
兩路A/D接口實(shí)時(shí)讀取從激光驅(qū)動(dòng)器輸出的偏置電流監(jiān)控信號(hào)BC—M0NIT0R和發(fā) 射光功率監(jiān)控信號(hào)PC-M0NIT0R,然后根據(jù)處理器內(nèi)置溫度傳感器測(cè)量的溫度值 對(duì)光功率和消光比進(jìn)行校準(zhǔn)。所述處理器通過(guò)其兩路D/A接口分別向激光驅(qū)動(dòng) 器輸出偏置電流設(shè)置信號(hào)BIAS-SET和調(diào)制電流設(shè)置信號(hào)M0DULATI0N_SET,并 根據(jù)處理器內(nèi)部校準(zhǔn)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整這兩個(gè)信號(hào)的值，從而隨溫度改變用處理器 維持幾乎恒定的光功率和消光比，保證激光器正常穩(wěn)定工作。
當(dāng)光電探測(cè)器為雪崩光電二極管APD時(shí)，由于APD需要高壓驅(qū)動(dòng)，要得到最好的靈敏度，在不同的溫度下需要不同的電壓驅(qū)動(dòng)APD。為提高APD的靈敏 度，處理器還通過(guò)一路D/A接口動(dòng)態(tài)反饋APD電壓設(shè)置信號(hào)VAPD_SET，根據(jù)處 理器內(nèi)置溫度傳感器測(cè)得的不同溫度產(chǎn)生不同的APD驅(qū)動(dòng)電壓用以驅(qū)動(dòng)APD工作。
此外，為使模塊兼容SFF-8472 MSA協(xié)議，處理器還分別通過(guò)其A/D接口讀 取光模塊的供電電壓信號(hào)VCC-M0NIT0R及光電探測(cè)器輸出的接收光功率信號(hào) RSSI-MONITOR，并將這些信號(hào)存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中，可供光通信系統(tǒng)的光 網(wǎng)絡(luò)管理單元上位機(jī)隨時(shí)讀取。
為實(shí)現(xiàn)光模塊與光網(wǎng)絡(luò)管理單元上位機(jī)可靠、及時(shí)地通信，光模塊電接口 設(shè)置有"C總線管腳SDA和SCL,參見(jiàn)圖3電接口管腳布局圖所示的Pin4和Pin5。 所述處理器通過(guò)I2C總線接口相應(yīng)上位機(jī)的指令，實(shí)現(xiàn)指令和信息的傳輸。
同時(shí)，為擴(kuò)展光模塊的性能，滿足不同用戶的需求，模塊電接口還定義了 一個(gè)接收光功率信號(hào)監(jiān)控管腳RSSI，即圖3所示的Pin7。接收光功率信號(hào) RSSI-M0NIT0R既可通過(guò)I2C總線接口傳輸至上位才幾中，也可以通過(guò)監(jiān)控管腳 Pin7直接輸出。當(dāng)接收光功率信號(hào)是通過(guò)12(:總線接口傳輸時(shí)，Pin7管腳作為 接收光功率觸發(fā)信號(hào)輸入管腳RSSI-ACQ，上位機(jī)通過(guò)向該管腳發(fā)送觸發(fā)信號(hào)， 延時(shí)一段時(shí)間后，處理器將存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的接收光功率信號(hào)通過(guò)I2C總線接口 傳輸至上位機(jī)中。采用何種信號(hào)傳輸方式，由用戶根據(jù)需要進(jìn)行選擇。
圖2是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)光模塊控制功能的電i 各原理圖。所述單片機(jī)通過(guò)其A/D 接口 ADC1、 ADC2、 ADC3及ADC4分別讀取光才莫塊供電電壓信號(hào)VCCM0N、偏置電 流監(jiān)控信號(hào)BCMON、發(fā)射光功率監(jiān)控信號(hào)PCMON及接收光功率信號(hào)RSSI，通過(guò) D/A接口DAC0、 DAC1和DAC2分別輸出偏置電流設(shè)置信號(hào)BIAS-SET、調(diào)制電流 設(shè)置信號(hào)MOD—SET及模塊所需要的APD電壓設(shè)置信號(hào)VAPD_SET。此外，單片機(jī) 的兩個(gè)I/O 口 Pl. O和Pl. 1作為總線接口分別與模塊電接口的SCL和SDA管腳 相連接，實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)直接的總線通信。為實(shí)現(xiàn)接收光功率信號(hào)通過(guò)總線接口 傳輸?shù)哪康模瑔纹瑱C(jī)的一個(gè)I/O 口 PO. 4作為上位才幾接收光功率觸發(fā)信號(hào)輸入接口，如果上位機(jī)要讀取當(dāng)前的接收光功率信號(hào)，可以通過(guò)模塊電接口 RSSI-ACQ 管腳輸入一個(gè)下降沿觸發(fā)脈沖信號(hào)并通過(guò)PO. 4傳輸至單片機(jī)中。單片機(jī)接收到 該下降沿后，延時(shí)一定時(shí)間后，上位機(jī)就可以通過(guò)總線接口從單片才踏儲(chǔ)器中 讀取到相應(yīng)的接收光功率數(shù)值。
和現(xiàn)有技術(shù)中帶控制功能的光模塊相比，本實(shí)用新型光模塊利用內(nèi)置溫度 傳感器的處理器對(duì)激光驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行配置，可以隨溫度變化動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器D/A 口的輸出，從而維持幾乎恒定的平均光功率和消光比，完全可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù) 中需要昂貴的、可選擇性較小的專用數(shù)字電位器才可以實(shí)現(xiàn)的功能，而且調(diào)整 過(guò)程更加智能化，降低了光模塊的整體成本。而且，基于處理器控制的光模塊 可以在運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)響應(yīng)上位機(jī)的指令，完全兼容SFF-8472 MSA協(xié)議。此外， 通過(guò)對(duì)模塊電接口 Pin7管腳的定義，既充分利用了模塊資源，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)接收 光功率不同方式的處理，滿足不同用戶的需求，提高了才莫塊產(chǎn)品的市場(chǎng)竟?fàn)幜Α?br> 當(dāng)然，以上所述僅是本實(shí)用新型的一種優(yōu)選實(shí)施方式而已，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì) 于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可 以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種基于處理器控制的光模塊，包括激光器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光的激光驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)接收光信號(hào)的光電探測(cè)器，以及用來(lái)與系統(tǒng)進(jìn)行電連接的電接口，其特征在于，所述光模塊中還包括帶有溫度傳感器的處理器，所述處理器的兩路A/D接口分別接收所述激光驅(qū)動(dòng)器輸出的偏置電流監(jiān)控信號(hào)和發(fā)射光功率監(jiān)控信號(hào)，并將這兩路信號(hào)存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中；所述處理器還通過(guò)其兩路D/A接口分別輸出偏置電流設(shè)置信號(hào)和調(diào)制電流設(shè)置信號(hào)至所述激光驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)信號(hào)輸入端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述光 電探測(cè)器為雪崩光電二極管，所述處理器通過(guò)一路D/A接口輸出電壓設(shè)置信號(hào) 至所述雪崩光電二極管的電壓輸入端。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述處 理器通過(guò)一路A/D接口接收光模塊的供電電壓信號(hào)，并將所述供電電壓信號(hào)存 儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述處 理器還通過(guò)一路A/D接口接收所述光電探測(cè)器輸出的接收光功率信號(hào)，并將所 述接收光功率信號(hào)存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述電 接口設(shè)置有總線管腳，所述光^t塊通過(guò)所述總線管腳與上位才幾進(jìn)行總線通信。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述總 線為I2C總線。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述接 收光功率信號(hào)通過(guò)所述總線管腳輸出。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述電 接口設(shè)置有接收光功率信號(hào)監(jiān)控管腳，所述接收光功率信號(hào)通過(guò)所述接收光功率信號(hào)監(jiān)控管腳輸出。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的基于處理器控制的光模塊，其特征 在于，所述處理器為單片機(jī)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于處理器控制的光模塊，其特征在于，所述 光模塊兼容SFF-8472 MSA協(xié)議。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于處理器控制的光模塊，包括激光器，用來(lái)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光的激光驅(qū)動(dòng)器，用來(lái)接收光信號(hào)的光電探測(cè)器，以及用來(lái)與系統(tǒng)進(jìn)行電連接的電接口；所述光模塊中還包括帶有溫度傳感器的處理器，所述處理器的兩路A/D接口分別接收所述激光驅(qū)動(dòng)器輸出的偏置電流監(jiān)控信號(hào)和發(fā)射光功率監(jiān)控信號(hào)，并將這兩路信號(hào)存儲(chǔ)于處理器的存儲(chǔ)器中；所述處理器還通過(guò)其兩路D/A接口分別輸出偏置電流設(shè)置信號(hào)和調(diào)制電流設(shè)置信號(hào)至所述激光驅(qū)動(dòng)器的相應(yīng)信號(hào)輸入端。通過(guò)處理器對(duì)光模塊的激光器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，以維持隨溫度變化保持恒定的光功率和消光比，調(diào)整簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，而且處理器可選擇性較廣，成本較低。
文檔編號(hào)H04B10/12GK201243289SQ20082018796
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2008年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月18日
發(fā)明者華 張, 剛 李, 李紹波 申請(qǐng)人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)股份有限公司