光发射机、波长对准方法及无源光网络系统的利记博彩app
【技术领域】
[0001]本发明涉及光纤通信技术领域，更具体的说，是涉及一种光发射机、波长对准方法及无源光网络系统。
【背景技术】
[0002]基于用户对带宽需求的不断增长，作为新一代的宽带接入网的光纤接入网，其极具竞争力的PON(Passive Optical Network,无源光网络)系统则成为用户主要使用的对象。其中,PON系统通常包括一个位于中心局的OLT(Optical Line Terminal,光线路终端),一个用于分支/稱合或者复用/解复用的ODN(Optical Distribut1n Network,光分配网络)以及若干ONU(Optical Network Unit,光网络单兀)。
[0003]但是随着如视频会议、3D电视、移动回传、互动游戏以及云服务等各种宽带业务的不断快速发展，这导致PON系统中的线路速率也需要不断提高。尤其是现有的EPON和GPON系统需要逐步升级到高速(10G及以上速率)PON系统。然而，对于10G及以上高调制速率的PON系统，即使在20km的传输距离内也将引起明显的色散代价，导致传输信号质量严重劣化，系统接收灵敏度严重下降。而传输的色散代价和PON系统的发射调制方式紧密相关，不同的调制方式引起的光信号频率啁啾不同，这也将直接导致引入的色散代价不同。目前，高速率调制10G的PON系统的OLT侧光模块主要采取:EML (Electro-absorpt1n ModulatedLaser,电吸收调制器)发射外调制方式和DML (Directly Modulated Laser,直调激光器)发射直接调制方式。
[0004]其中，EML发射外调制方式指将激光器的输出光直接注入外调制器中，调制信号控制外调制器，利用调制器的声光、电光效应使其输出光的强度等参数随信号变化。由于激光器工作在静态直流状态下，因此，输出信号的频率啁啾小，传输性能高。因此，现阶段10GPON OLT 侧光模块均米用 EML (Electro-absorpt1n Modulated Laser,电吸收调制器)发射方式。但是EML成本高，同时存在较大的插入损耗出?8dB)，导致发射功耗居高不下。
[0005]而DML发射直接调制方式是指通过改变注入电流来调制半导体激光器的输出，其虽然结构简单、易于实现且成本低廉。但是，调制电流会引起有源层折射率的变化，导致光的相位受到调制，从而使工作频率展宽，即存在较大的频率啁啾，而随着调制速率的提高，啁啾现象愈加严重。因此传统的DML难以直接作为10G及以上高速OLT光模块的发射机使用。
[0006]由此，目前急需一种基于DML技术低成本、低功耗且能够降低啁啾现象的高调制速率光发射机以解决目前10G PON以及今后更高速率PON系统所面临的工程难题。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，本发明实施例提供了一种光发射机、波长对准方法及无源光网络系统，以克服由于现有技术中由于DML无法适应10GP0N以及更高速率PON系统的发射机，从而导致啁啾现象严重的问题。
[0008]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0009]本发明实施例的第一方面提供了一种光发射机，包括:横向由下至上层层连接的激光发射器TO底座，热电制冷器TEC和热沉；
[0010]设置于所述热沉上方的第二监控光电二极管MPD，1G直接调制激光器DML，准直透镜和窄带光滤波器，其中，所述第二 MPD和所述准直透镜位于所述10GDML两侧，所述窄带光滤波器位于所述准直透镜的另一侧，且面向所述准直透镜的一侧以预设倾角与所述热沉相连；
[0011]设置于所述窄带光滤波器上方的第一监控电二极管MPD ；
[0012]与设置于所述TO底座一侧的TO管脚相连的锁波监测电路，与所述锁波监测电路相连的锁波控制电路；
[0013]其中，所述10GDML发出的前向发射光经所述准直透镜输入所述窄带光滤波器，发出的后向发射光输入所述第二 MPD ;所述窄带光滤波器将所述前向发射光分为前向透射光和后向反射光，并将所述后向反射光以预设仰角发射至所述第二 MPD，将所述前向透射光部分反射至与所述窄带光滤波器相连的所述第一 MPD中；
[0014]所述第一 MPD接收并监测所述前向透射光的第一光功率，所述第二 MPD接收并监测所述后向发射光和所述后向反射光互补后的第二光功率；
[0015]通过所述TO管脚接收所述第一光功率和所述第二光功率的锁波监测电路，将监测到的所述第一光功率和第二光功率的变化量，以及锁波因子KO的变化量分别与相应阈值比较，并将比较结果发送至所述锁波控制电路，使所述锁波控制电路依据比较结果通过所述TO管脚调节TEC温度进行波长对准，其中，所述锁波因子KO为所述第一光功率和第二光功率的比值或差值。
[0016]在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中，所述将监测到的所述第一光功率和第二光功率的变化量，以及锁波因子KO的变化量分别与相应阈值比较，并将比较结果发送至所述锁波控制电路的锁波监测电路包括:当所述第一光功率和第二光功率的变化量，以及所述锁波因子KO的变化量超过相应阈值时，比较所述第一光功率与上一次监测到的第一光功率的大小，比较所述第二光功率与上一次监测到的第二光功率的大小，若所述第一光功率小于所述上一次监测到的第一光功率，且所述第二光功率大于所述上一次监测到的第二光功率，得到第一比较结果，并将所述第一比较结果发送至所述锁波控制电路；否则得到第二比较结果，将所述第二比较结果发送至所述锁波控制电路；
[0017]其中，所述第一比较结果为所述10GDML所发出的前向发射光和后向发射光的波长向长波漂移；所述第二比较结果为所述10GDML所发出的前向发射光和后向发射光的波长向短波漂移。
[0018]在本发明实施例的第一方面的第一种实现方式中，所述依据比较结果通过所述TO管脚调节TEC温度进行波长对准的锁波控制电路包括:当接收到所述第一比较结果，通过所述TO管脚发送降低热电制冷器TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子KO ;当接收到所述第二比较结果，通过所述TO管脚发送升高TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子K0。
[0019]本发明实施例的第二方面提供了一种波长对准方法，应用于上述本发明实施例第一方面公开的光发射机，该方法包括:
[0020]锁波监测电路通过TO管脚接收第一 MPD监测前向透射光的第一光功率和第二 MPD监测后向发射光和后向反射光互补后的第二光功率，将所述第一光功率和第二光功率的比值或差值作为锁波因子KO ；
[0021]所述锁波监测电路监测所述第一光功率和第二光功率的变化量，以及所述锁波因子KO的变化量是否超过相应阈值；
[0022]当所述第一光功率和第二光功率的变化量，以及所述锁波因子KO的变化量超过相应阈值时，比较所述第一光功率与上一次监测到的第一光功率的大小，比较所述第二光功率与上一次监测到的第二光功率的大小，并将比较结果发送至所述锁波控制电路，使所述锁波控制电路依据比较结果通过所述TO管脚调节热电制冷器TEC温度进行波长对准。
[0023]在本发明实施例的第二方面的第一种实现方式中，所述锁波监测电路通过TO管脚接收第一 MPD监测前向透射光的第一光功率和第二 MPD监测第二光功率后向发射光和后向反射光互补后的第二光功率之前，还包括:
[0024]所述锁波监测电路读取标准工作点的TEC温度，第一MPD的第一标准光功率M1，以及第二 MPD的第二标准光功率M2，在预设波长有效区以t*Ml+M2计算平均光功率Pa，将所述Pa作为自动光功率控制环路的输入，其中，所述自动功率控制环路的输入端与所述第一MPD或所述第二 MPD相连，t为预设比例系数。
[0025]在本发明实施例的第二方面的第二种实现方式中，所述比较所述第一光功率与上一次监测到的第一光功率的大小，比较所述第二光功率与上一次监测到的第二光功率的大小，并将比较结果发送至所述锁波控制电路，使所述锁波控制电路依据比较结果通过所述TO管脚调节热电制冷器TEC温度，包括:
[0026]比较所述第一光功率与上一次监测到的第一光功率的大小，比较所述第二光功率与上一次监测到的第二光功率的大小；
[0027]若所述第一光功率小于所述上一次监测到的第一光功率，且所述第二光功率大于所述上一次监测到的第二光功率，得到第一比较结果，所述第一比较结果为1G直接调制激光器DML所发出的前向发射光和后向发射光的波长向长波漂移；
[0028]将得到的所述第一比较结果发送至所述锁波控制电路，使所述锁波控制电路通过所述TO管脚发送降低热电制冷器TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子K0，所述锁波因子KO为当前的所述第一光功率和第二光功率的比值或差值；
[0029]否则，得到第二比较结果，所述第二比较结果为所述10GDML所发出的前向发射光和后向发射光的波长向短波漂移；
[0030]将得到的所述第二比较结果发送至锁波控制电路，使所述锁波控制电路通过所述TO管脚发送升高TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子K0，所述锁波因子KO为当前的所述第一光功率和第二光功率的比值或差值。
[0031]本发明实施例的第三方面提供了一种光发射机，包括:
[0032]横向由下至上层层连接的激光发射器TO底座，热电制冷器TEC和热沉；
[0033]设置于所述热沉上方的第一监控光电二极管MPD，1G直接调制激光器DML，准直透镜和窄带光滤波器，其中，所述第一 MPD集成于所述10GDML中，所述准直透镜位于所述10GDML与所述窄带光滤波器之间，所述窄带光滤波器面向所述准直透镜的一侧以预设倾角与所述热沉相连；
[0034]设置于集成所述第一 MPD的所述10GDML上方的第二监测光电二极管MPD ；
[0035]与设置于所述TO底座一侧的TO管脚相连的锁波监测电路，与所述锁波监测电路相连的锁波控制电路；
[0036]其中，所述10GDML激光器发出的前向发射光经所述准直透镜输入所述窄带光滤波器，发出的后向发射光输入所述第一 MPD;所述窄带光滤波器将所述前向发射光以预设仰角反射至所述第二 MPD ；
[0037]所述第一 MPD接收并监测所述后向发射光的第三光功率，所述第二 MPD接收并监测所述窄带光滤波器的反射光的第四光功率；
[0038]通过所述TO管脚接收所述第三光功率和所述第四光功率的锁波监测电路，基于所述第三光功率和第四光功率的变化量，将锁波因子KO的变化量分别与相应阈值比较，并将比较结果发送至所述锁波控制电路，使所述锁波控制电路依据比较结果通过所述TO管脚调节TEC温度进行波长对准，其中，所述锁波因子KO为所述第一光功率和第二光功率的比值或差值。
[0039]在本发明实施例的第三方面的第一种实现方式中，所述基于所述第三光功率和第四光功率的变化量，将锁波因子KO的变化量分别与相应阈值比较，并将比较结果发送至所述锁波控制电路的锁波监测电路，包括:
[0040]所述锁波监测电路，用于基于锁波控制电路调整所述TEC的温度增大预设a摄氏度和减小预设a摄氏度时，获取的所述第一 MPD的第三光功率测量值的平均值和所述第二MH)的第四光功率测量值的平均值计算锁波因子K1，判断所述锁波因子Kl和预先计算得到的锁波因子KO的差值是否超过阈值，如果是，则基于所述锁波控制电路调整所述TEC的温度增大预设b摄氏度和减小预设b摄氏度时，获取的所述第一 MPD的第三光功率测量值的平均值和所述第二 MPD的第四光功率测量值的平均值计算锁波因子K2，判断所述锁波因子K2和初始计算得到的锁波因子KO的差值是否超过阈值，如果是，则判断1G DML所发出的前向发射光和后向发射光的波长漂移，使所述锁波控制电路通过所述TO管脚发送调节TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子KO ；
[0041]其中,预设b摄氏度大于预设a摄氏度。
[0042]本发明实施例的第四方面提供了一种波长对准方法，应用于上述本发明实施例第三方面公开的光发射机，该方法包括:
[0043]依据预设间隔时间，以当前标准工作点为基准，控制锁波控制电路调整所述TEC的温度增大预设a摄氏度和减小预设a摄氏度，获取两次监测得到的所述第一 MPD的第三光功率测量值的平均值，得到的所述第二 MPD的第四光功率测量值的平均值计算锁波因子Kl ；
[0044]判断所述锁波因子Kl和预先计算得到的锁波因子KO的差值是否超过阈值，如果否，则返回依据预设间隔时间以所述标准工作点为基准计算锁波因子Kl这一步骤；
[0045]如果是，则以所述当前标准工作点为基准，控制锁波控制电路调整所述TEC的温度增大预设b摄氏度和减小预设b摄氏度，获取两次监测得到的所述第一 MPD的第三光功率测量值的平均值，得到的所述第二 MPD的第四光功率测量值的平均值计算锁波因子K2，其中预设b摄氏度大于预设a摄氏度；
[0046]判断所述锁波因子K2和初始计算得到的锁波因子KO的差值是否超过阈值，如果否，则返回依据预设间隔时间以所述当前标准工作点为基准计算锁波因子Kl这一步骤；
[0047]如果是，则判断1G DML所发出的前向发射光和后向发射光的波长漂移，使所述锁波控制电路通过所述TO管脚发送调节TEC温度的指令，控制所述10GDML波长对准至所述锁波因子K0。
[0048]在本发明实施例第四方面的第一种实现方式中，所述预先计算得到锁波因子K0，包括:
[0049]所述锁波监测电路读取当前标准工作点的TEC温度，第一 MPD的第三标准光功率的测量值M3和第二MPD的第四标准光功率的测量值M4，以及读取对TEC的温度调整预设摄氏度之后的第一 MPD的光功率测量值M5和第二 MPD的光功率测量值M6 ；
[0050]计算M3/M4，M5/M6随温