專利名稱：光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法及光模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及一種光模塊以及對光模塊突發(fā)發(fā)射光功率進(jìn)行監(jiān)控的方法。
背景技術(shù)：
PON是無源光纖網(wǎng)絡(luò)的英文縮寫，與有源光接入技術(shù)相比，PON由于消除了局端與用戶端之間的有源設(shè)備，從而使得維護(hù)簡單、可靠性高、成本低，而且能節(jié)約光纖資源，是未來FTTH的主要解決方案。目前PON技術(shù)主要有EPON和GPON。PON網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)是(1) PON結(jié)構(gòu)在傳輸途中不需電源，沒有電子部件，因此容易鋪設(shè)，基本不用維護(hù)，節(jié)省長期運(yùn)營成本和管理成本。 (2) PON網(wǎng)絡(luò)是純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，徹底避免了電磁干擾和雷電影響，極適合在自然條件惡劣的地區(qū)使用。(3)P0N系統(tǒng)對局端資源占用很少，系統(tǒng)初期投入低，擴(kuò)展容易，投資回報(bào)率高。(4) 能提供非常高的帶寬ΕΡ0Ν目前可以提供上下行對稱的1. 25Gb/s的帶寬，并且隨著以太技術(shù)的發(fā)展可以升級到10(ib/S ；而GPON則可以提供高達(dá)2.5(ib/S的帶寬。(5)服務(wù)范圍大 PON作為一種點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，以一種扇出的結(jié)構(gòu)來節(jié)省CO的資源，服務(wù)大量用戶，用戶共享局端設(shè)備和光纖，而該方式進(jìn)一步節(jié)省了用戶的投資。(6)GP0N系統(tǒng)及EPON系統(tǒng)對帶寬的分配和保證都有一套完整的體系，帶寬分配靈活，服務(wù)可靠。因此，PON不但在FTTB/FTTC 場合有了一定的應(yīng)用市場，且利用PON實(shí)現(xiàn)FTTH在國內(nèi)外也已取得較大的進(jìn)展。隨著PON 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的逐漸增多，對PON網(wǎng)絡(luò)中使用的光模塊的性能要求越來越嚴(yán)格。以應(yīng)用在光網(wǎng)絡(luò)單元端ONU的光模塊為例，在很多PON系統(tǒng)的應(yīng)用中，需要ONU完成快速注冊功能，這就需要ONU在收到局端OLT的輪詢信息后，ONU端的光模塊在第一個(gè)注冊包內(nèi)就發(fā)出一個(gè)光功率和消光比能夠被OLT辨析的光信號。現(xiàn)有技術(shù)中的光模塊一般采用閉環(huán)控制的方式控制發(fā)射光功率，以便利用激光器內(nèi)封裝的背光二極管產(chǎn)生的背光電流進(jìn)行突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控。但是，閉環(huán)控制方式下光功率的建立需要一定的時(shí)間，在激光器第一次發(fā)光時(shí)不一定能夠發(fā)出正常工作下的光信號，難以實(shí)現(xiàn)快速注冊的功能。若采用開環(huán)控制的方式控制發(fā)射光功率，雖然能夠在激光器第一次發(fā)光即發(fā)出正常工作的光信號，滿足快速注冊的需要，但是，在開環(huán)控制方式下由于無法獲得背光電流信號，因此，不能實(shí)現(xiàn)光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，因此無法實(shí)現(xiàn)光模塊的數(shù)字診斷功能及激光器的發(fā)光指示功能。此外，現(xiàn)有光模塊發(fā)射端采用DFB激光器，接收端采用APD 二極管，實(shí)現(xiàn)激光器驅(qū)動(dòng)、APD升壓、倍壓、鏡像電流、限幅放大及光模塊控制等功能部分分別采用單獨(dú)的芯片來實(shí)現(xiàn)，且這些芯片及其相應(yīng)的外圍電路分設(shè)在兩塊電路板上進(jìn)行封裝，封裝體積大，制造、維修不便，且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提供一種光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法，利用該方法可以對采用開環(huán)方式控制發(fā)射光功率的光模塊實(shí)現(xiàn)突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，提高了光模塊的性能。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 一種光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法，所述方法包括下述步驟
在光模塊組裝完后，觸發(fā)光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率，讀取該初始光功率對應(yīng)的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值；
然后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后，讀取老化穩(wěn)定時(shí)的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值；
利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線；
利用溫度特性曲線計(jì)算某個(gè)偏置電流和溫度對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率。如上所述的監(jiān)控方法，所述突發(fā)發(fā)射光功率值滿足SFF 8472標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的目的之二是提供一種光模塊，該模塊可以在不需要背光電流的情況下實(shí)現(xiàn)突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，適用于采用開環(huán)方式控制發(fā)射光功率的光模塊，在實(shí)現(xiàn)光模塊快速注冊的同時(shí)，提高了光模塊的性能。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
一種光模塊，包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的激光器、光電探測器和電路板，所述光模塊采用下述方法監(jiān)控突發(fā)發(fā)射光功率
在光模塊組裝完后，觸發(fā)光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率，讀取該初始光功率的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值；
然后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后，讀取老化穩(wěn)定的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值；
利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線；
利用溫度特性曲線及監(jiān)測的偏置電流值和溫度值計(jì)算對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率值。如上所述的光模塊，所述電路板上設(shè)置有對所述激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的激光器驅(qū)動(dòng)電路單元、對光電探測器接收的光信號進(jìn)行限幅放大的限幅放大電路單元，以及對光模塊進(jìn)行控制的模塊控制電路單元，激光器驅(qū)動(dòng)電路單元、限幅放大電路單元及模塊控制電路單元采用第一集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。如上所述的光模塊，所述光電探測器為雪崩光電二極管APD，所述電路板上還設(shè)置有為APD提供升壓的升壓電路單元、提供倍壓的倍壓電路單元以及獲取APD鏡像電流的鏡像電流電路單元，升壓電路單元、倍壓電路單元及鏡像電流電路單元采用第二集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。如上所述的光模塊，所述電路板為一塊，所述第一集成電路芯片和所述第二集成電路芯片設(shè)置在該電路板上。如上所述的光模塊，所述第一集成電路芯片及所述第二集成電路芯片上均設(shè)置有導(dǎo)熱膠，第一集成電路芯片及第二集成電路芯片通過導(dǎo)熱膠與所述殼體相接觸，以提高散熱性能。如上所述的光模塊，所述激光器、所述光電探測器及所述電路板采用SFF封裝結(jié)構(gòu)封裝在所述殼體內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1、利用發(fā)明所述的監(jiān)控方法進(jìn)行光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控時(shí)，不需要獲得光模塊的背光電流信號，因此，采用該方法的光模塊可以不用為激光器設(shè)置背光二極管，降低了光模塊的成本，且光模塊可以采用開環(huán)方式控制發(fā)射光功率，在實(shí)現(xiàn)光模塊的快速注冊的同時(shí)，不影響開環(huán)模式下對突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，提高了光模塊的綜合性能。2、在光模塊的一塊電路板上采用集成多個(gè)功能電路單元的集成芯片實(shí)現(xiàn)光模塊的電路結(jié)構(gòu)，不僅減少了電路板的面積，增加了系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)減少了原材料成本以及制造和維修成本。結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體實(shí)施方式
后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清林疋。


圖1是本發(fā)明光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖； 圖2是本發(fā)明光模塊一個(gè)實(shí)施例的部分電路結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。首先簡要說明本發(fā)明技術(shù)方案的出發(fā)點(diǎn)為實(shí)現(xiàn)對激光器發(fā)光的控制，現(xiàn)有光模塊大多采用閉環(huán)方式控制發(fā)射光功率，在該控制方法下，激光器與背光二極管一起進(jìn)行封裝。通過對背光二極管產(chǎn)生的背光電流進(jìn)行高速儲能和采樣保持，然后利用專用監(jiān)控芯片實(shí)現(xiàn)光模塊突發(fā)模式下發(fā)射光功率的精確測量，實(shí)現(xiàn)對突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控。這類光模塊由于需要封裝背光二極管，成本較高、封裝復(fù)雜。另一方面，閉環(huán)控制方式下光功率的建立需要一定的時(shí)間，在激光器第一次發(fā)光時(shí)不一定能夠發(fā)出正常工作下的光信號，難以實(shí)現(xiàn)快速注冊的功能。若去掉背光二極管，采用開環(huán)控制的方式控制發(fā)射光功率，雖然能夠在激光器第一次發(fā)光即發(fā)出正常工作的光信號，滿足快速注冊的需要，但是，在開環(huán)控制方式下由于無法獲得背光電流信號，不能實(shí)現(xiàn)光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，無法實(shí)現(xiàn)光模塊的數(shù)字診斷功能及激光器的發(fā)光指示功能，這類光模塊性能較低。如果采用開環(huán)方式控制發(fā)射光功率的光模塊能夠?qū)崿F(xiàn)突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，則可以提高光模塊的性能。基于上述思路，本發(fā)明提出了一種光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法，還提供了一種采用該監(jiān)控方法的光模塊，具體方法及光模塊請參考附圖實(shí)施例以及下述對實(shí)施例的文字描述。圖1所示為本發(fā)明光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。該實(shí)施例根據(jù)激光器的閾值電流和斜效率為溫度的函數(shù)、在常溫下發(fā)射光功率較為穩(wěn)定的特點(diǎn)，選取激光器在常溫下以及高溫下兩個(gè)點(diǎn)作為特征點(diǎn)，利用特征點(diǎn)擬合激光器的溫度特性曲線，然后利用溫度特性曲線實(shí)現(xiàn)對激光器突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控。具體流程如下
Sll 流程開始。S12:在光模塊組成完成后，觸發(fā)組裝后的光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率， 讀取此時(shí)的初始光功率對應(yīng)的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值。第一功率值及第一偏置電流值分別為激光器在常溫下的特征值。S13:在光模塊初調(diào)后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，讀取老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值。在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后讀取的第二功率值和第二偏置電流值對應(yīng)的是激光器在高溫下的特征值。S14:利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線，該溫度特性曲線反映了激光器的發(fā)射光功率、偏置電流及溫度的關(guān)系。S15:獲得溫度特性曲線后，若要獲得突發(fā)發(fā)射光功率，只需檢測出偏置電流和溫度，然后利用溫度特性曲線就可以獲得相應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率。S16 流程結(jié)束。利用上述的溫度特性曲線獲得的某個(gè)偏置電流及溫度對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率的數(shù)值在全溫區(qū)內(nèi)符合SFF 8472標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求，滿足對突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控需求。圖2示出了本發(fā)明光模塊一個(gè)實(shí)施例的部分電路結(jié)構(gòu)框圖，
該實(shí)施例的光模塊采用開環(huán)控制方法控制其內(nèi)激光器的發(fā)射光功率，且采用上述圖1 所述的方法進(jìn)行突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，從而結(jié)合光模塊的電路部分實(shí)現(xiàn)光模塊的數(shù)字診斷功能及激光器的發(fā)光指示功能。結(jié)合圖2，該實(shí)施例的光模塊包括有殼體，在殼體內(nèi)設(shè)置有光組件21及一塊電路板，光組件21內(nèi)封裝有激光器及光電探測器。光組件21及電路板采用SFF封裝結(jié)構(gòu)封裝在殼體內(nèi)。在電路板上設(shè)置有對激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的激光器驅(qū)動(dòng)電路單元22、對光電探測器接收的光信號進(jìn)行限幅放大的限幅放大電路單元23，以及對整個(gè)光模塊進(jìn)行控制的模塊控制電路單元M。在該實(shí)施例中，激光器驅(qū)動(dòng)電路單元22、限幅放大電路單元23及模塊控制電路單元M集成在一塊集成電路芯片Ul中，利用一塊集成芯片Ul實(shí)現(xiàn)三部分功能電路， 且集成芯片Ul設(shè)置的殼體內(nèi)的電路板上。在該實(shí)施例的光模塊中，光電探測器選用雪崩光電二極管APD來實(shí)現(xiàn)接收光信號、并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號的功能。為配合APD正常工作，在電路板上需要設(shè)置為APD提供升壓的升壓電路單元25、提供倍壓的倍壓電路單元沈以及獲取APD鏡像電流的鏡像電流單元27。在該實(shí)施例中，升壓電路單元25、倍壓電路單元沈以及鏡像電流電路單元27集成在一塊集成電路芯片U2中，利用一塊集成芯片U2實(shí)現(xiàn)三部分功能電路，且集成芯片U2 與集成芯片Ul設(shè)置在殼體內(nèi)的同一塊電路板上。該實(shí)施例的光模塊采用集成多個(gè)功能電路的集成芯片代替多個(gè)獨(dú)立的功能電路， 可以簡化電路結(jié)構(gòu)，使得電路結(jié)構(gòu)更加緊湊，減少電路所占面積，采用一塊電路板即可實(shí)現(xiàn)所有電路功能單元的配置，從而減少所用電路板的數(shù)量，降低了電路板所占?xì)んw內(nèi)部的空間。而且，由于功能電路高度集成，提高了光模塊工作的可靠性和穩(wěn)定性。采用集成芯片及單一電路板結(jié)構(gòu)之后，為將電路工作時(shí)產(chǎn)生的熱量盡快散發(fā)，在集成電路芯片Ul及U2上分別設(shè)置有導(dǎo)熱膠，Ul和U2通過導(dǎo)熱膠與光模塊的殼體相接觸， 從而將電路工作產(chǎn)生的熱量通過導(dǎo)熱膠傳遞到殼體上，進(jìn)而通過殼體來散熱。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟在光模塊組裝完后，觸發(fā)光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率，讀取該初始光功率對應(yīng)的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值；然后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后，讀取老化穩(wěn)定時(shí)的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值；利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線；利用溫度特性曲線計(jì)算某個(gè)偏置電流和溫度對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)控方法，其特征在于，所述突發(fā)發(fā)射光功率值滿足SFF 8472標(biāo)準(zhǔn)要求。
3.一種光模塊，包括殼體，以及設(shè)置在殼體內(nèi)的激光器、光電探測器和電路板，其特征在于，所述光模塊采用下述方法監(jiān)控突發(fā)發(fā)射光功率在光模塊組裝完后，觸發(fā)光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率，讀取該初始光功率的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值；然后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后，讀取老化穩(wěn)定的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值；利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線；利用溫度特性曲線及監(jiān)測的偏置電流值和溫度值計(jì)算對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光模塊，其特征在于，所述電路板上設(shè)置有對所述激光器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的激光器驅(qū)動(dòng)電路單元、對光電探測器接收的光信號進(jìn)行限幅放大的限幅放大電路單元，以及對光模塊進(jìn)行控制的模塊控制電路單元，激光器驅(qū)動(dòng)電路單元、限幅放大電路單元及模塊控制電路單元采用第一集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光模塊，其特征在于，所述光電探測器為雪崩光電二極管 APD，所述電路板上還設(shè)置有為APD提供升壓的升壓電路單元、提供倍壓的倍壓電路單元以及獲取APD鏡像電流的鏡像電流電路單元，升壓電路單元、倍壓電路單元及鏡像電流電路單元采用第二集成電路芯片實(shí)現(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光模塊，其特征在于，所述電路板為一塊，所述第一集成電路芯片和所述第二集成電路芯片設(shè)置在該電路板上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光模塊，其特征在于，所述第一集成電路芯片及所述第二集成電路芯片上均設(shè)置有導(dǎo)熱膠，第一集成電路芯片及第二集成電路芯片通過導(dǎo)熱膠與所述殼體相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求3至7中任一項(xiàng)所述的光模塊，其特征在于，所述激光器、所述光電探測器及所述電路板采用SFF封裝結(jié)構(gòu)封裝在所述殼體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光模塊突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控方法及光模塊，所述方法包括下述步驟在光模塊組裝完后，觸發(fā)光模塊的激光器發(fā)射一個(gè)初始光功率，讀取該初始光功率對應(yīng)的第一功率值及該第一功率值對應(yīng)的第一偏置電流值；然后，對光模塊進(jìn)行帶電老化，在老化環(huán)境溫度穩(wěn)定后，讀取老化穩(wěn)定時(shí)的第二功率值及該第二功率值對應(yīng)的第二偏置電流值；利用第一功率值、第一偏置電流值及第二功率值和第二偏置電流值擬合激光器的溫度特性曲線；利用溫度特性曲線計(jì)算某個(gè)偏置電流和溫度對應(yīng)的突發(fā)發(fā)射光功率。利用本發(fā)明所述的方法，可以對采用開環(huán)方式控制發(fā)射光功率的光模塊實(shí)現(xiàn)突發(fā)發(fā)射光功率的監(jiān)控，提高了光模塊的性能。
文檔編號H04B10/08GK102394696SQ20111036076
公開日2012年3月28日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者吳錫貴, 張華 , 程磊, 葛君 申請人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司