多芯塑料光纖接口設備及系統的製作方法
2023-10-17 00:32:44
多芯塑料光纖接口設備及系統的製作方法
【專利摘要】一種多芯塑料光纖雙工接口設備，包括一個交換晶片30；三個物理層晶片311、312、313；三個多芯塑料光纖收發模塊321、322、323以及一個電源管理模塊33。其中，三個物理層晶片311、312、313與電源管理模塊33直接與交換晶片30連接，三個多芯塑料光纖收發模塊321、322、323分別連接到相應的物理層晶片311、312、313。
【專利說明】多芯塑料光纖接口設備及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及塑料光纖通信領域，尤其涉及多種塑料光纖設備及系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會發展，生活節奏的加快，人們對信息傳輸速率的要求越來越高，顯然，現有的銅纜等通信方式，傳輸速率慢、受電磁幹擾嚴重，已經不能滿足人們的要求。尤其是，隨著USB 3.0標準、英特爾的雷電接口、ADM的閃電技術的相繼面世，意味著通信速率進入一個新的層面。
[0003]光纖通信由於不受電磁幹擾影響，且傳輸數據快的優點，成為了通信技術研究應用領域的新寵。現有的通信用光纖，分為石英光纖和塑料光纖兩種。
[0004]石英光纖是最早出現在通信領域的光纖，目前已經在通信行業普遍應用，並對銅纜的替代作用越來越明顯，尤其是20世紀末，法國電信提出了多芯單模石英光纖的概念，並且和阿爾卡特公司分別開發出了各自的4芯單模石英光纖，多芯石英光纖的出現不僅實現了大芯數光纜，同時，石英光纖的通信速率也進一步提高。但是由於石英光纖在光纖耦合互接中精度要求高及光纖配套器件昂貴等原因，大大提高了石英光纖的連接成本，限制了其在接點多的短距離傳輸領域的應用。多芯石英光纖進一步提高了石英光纖通信速率，卻沒有降低其安裝難度及成本。
[0005]為降低短距離接入網中光纖網絡終端用戶的接入成本，塑料光纖逐漸進入了人們的視線。塑料光纖是優異的短距離數據傳輸介質，不但可用於接入網的最後100?1000米，也可以用於各種汽車、飛機、等運載工具上，但是現階段，塑料光纖並不能支持超高速率(例如超過1G)的信號傳輸。
[0006]為解決塑料光纖不能支持超高速率(例如超過1G)的信號傳輸的問題，結合早已經出現的多芯石英光纖技術，多芯塑料光纖的研究方向被提出，例如專利文獻201310240797.8就提供了多芯塑料光纖技術。但是，目前還沒有可以配合多芯塑料光纖的設備，這無異於制約了多芯塑料光纖的發展。
[0007]另外，現階段廣泛應用的SFP模塊零部件多，驅動電路獨立存在，體積大，成本高，有待進一步優化。
【發明內容】
[0008]本發明提供的多芯塑料光纖接口設備及系統，為進一步提高塑料光纖通信速率提供了可能。
[0009]本發明的技術方案是:
一種多芯塑料光纖接口設備，包括有一個或多個多芯塑料光纖發送端單元和一個或多個多芯塑料光纖接收端單元；多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元與多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件與一個解碼子單元。
[0010]上述多芯塑料光纖接口設備的進一步實施方案是，還包括有一個交換晶片、一個或多個物理層晶片、和一個電源管理模塊，其中物理層晶片、電源管理模塊都與交換晶片連接，每一個多芯塑料光纖發送端單元以及多芯塑料光纖接收端單元分別連接一個物理層晶片。
[0011]一種多芯塑料光纖接口設備，包括有一個或多個多芯塑料光纖收發模塊；每一個多芯塑料光纖收發模塊包括一個多芯塑料光纖發送端單元和一個多芯塑料光纖接收端單元；多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元與多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件與一個解碼子單元。
[0012]上述多芯塑料光纖接口設備的進一步實施方案是，還包括有一個交換晶片、一個或多個物理層晶片、一個電源管理模塊，其中物理層晶片、電源管理模塊都與交換晶片連接，每一個多芯塑料光纖收發模塊與一個物理層晶片相連接。且，該實施方案中的交換晶片可換成路由晶片或網關晶片或PON對應晶片。
[0013]上述多芯塑料光纖接口設備的進一步實施方案是，所述多芯塑料光纖收發模塊為Firecomms公司的⑶L1000T-228或者EDL300T，所述交換晶片為fcoadCOM公司的BCM5690，所述物理層晶片為Realtek公司的RTL8211DN晶片。
[0014]一種多芯塑料光纖系統，包括不少於兩臺如權利要求1-8任一項所述多芯塑料光纖接口設備以及不少於一條多芯塑料光纖，所述多芯塑料光纖連接於兩臺設備之間。
[0015]本發明的有益效果是:
塑料光纖材料便宜、數值孔徑大，與光源和接收器件的耦合效率高，易對準，製造安裝成本很低；
塑料光纖克服了了現有的接入網的銅線傳輸介質易受電磁幹擾的問題。
[0016]塑料光纖防竊聽，安全性高，適用於保密性要求高的場合。
[0017]塑料光纖拆裝對接容易，施工成本低。
[0018]本發明所採用的塑料光纖收發模塊體積小、成本低、集成度高。
[0019]本發明提供了多芯塑料光纖接口設備，為多芯塑料光纖的實現及推廣做好準備，降低塑料光纖通信系統成本的同時，還提高了通信速率，可促進光網絡的推廣普及。
[0020]同時，本發明還實現了布線的整潔美觀，節約了布線成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1多芯塑料光纖發送端單元示意圖圖2多芯塑料光纖接收端單元示意圖
圖3多芯塑料光纖收發模塊示意圖圖4一種多芯塑料光纖單工接口設備結構圖；
圖5 —種多芯塑料光纖雙工接口設備結構圖；
圖6另一種多芯塑料光纖接口設備結構圖圖7—種多芯塑料光纖接口路由器示意圖圖8 —種多芯塑料光纖接口網關設備示意圖圖9 一種多芯塑料光纖接口光網絡單元示意圖圖10 —種多芯塑料光纖系統圖11 一種SFP模塊不意圖圖12 —種塑料光纖收發模塊外觀圖
【具體實施方式】
[0022]隨著社會發展，生活節奏的加快，人們對信息傳輸速率的要求越來越高，顯然，現有的銅纜等通信方式，傳輸速率慢、受電磁幹擾嚴重，已經不能滿足人們的要求。尤其是，隨著USB 3.0標準、英特爾的雷電接口、ADM的閃電技術的相繼面世，意味著通信速率進入一個新的層面。
[0023]光纖通信由於不受電磁幹擾影響，且傳輸數據快的優點，成為了通信技術研究應用領域的新寵。現有的通信用光纖，分為石英光纖和塑料光纖兩種。
[0024]石英光纖是最早出現在通信領域的光纖，目前已經在通信行業普遍應用，並對銅纜的替代作用越來越明顯，但是由於石英光纖在光纖耦合互接中精度要求高及光纖配套器件昂貴等原因，大大提高了石英光纖的連接成本，限制了其在接點多的短距離傳輸領域的應用。為降低短距離接入網中光纖網絡終端用戶的接入成本，塑料光纖逐漸進入了人們的視線。
[0025]塑料光纖是優異的短距離數據傳輸介質，不但可用於接入網的最後100?1000米，也可以用於各種汽車、飛機、等運載工具上，但是現階段，塑料光纖並不能支持超高速率(例如超過1G)的信號傳輸。
[0026]為解決塑料光纖不能支持超高速率(例如超過1G)的信號傳輸的問題，結合早已經出現的多芯石英光纖技術，多芯塑料光纖的研究方向被提出，但是，目前還沒有可以配合多芯塑料光纖的設備，這無異於制約了多芯塑料光纖的發展。
[0027]本發明針對目前多芯塑料光纖的推廣受制於接口設備的問題，提出了幾種多芯塑料光纖接口設備，具體可分為多芯塑料光纖單工接口設備和多芯塑料光纖雙工接口設備，為多芯塑料光纖的普及應用提供了條件。
[0028]所謂多芯塑料光纖單工接口設備包括多芯塑料光纖發送端單元與多芯塑料光纖接收端單元，二者分別位於不同的多芯塑料光纖單工接口設備的接口中，多芯塑料光纖連接於兩臺單工接口設備之間，通過塑料光纖接口直接連接到多芯塑料光纖發送端單元或多芯塑料光纖接收端單元，實現兩臺單工接口設備的單向通信。為實現雙向通信，多芯塑料光纖單工接口設備應該包括有一個或多個多芯塑料光纖發送端單元和一個或多個多芯塑料光纖接收端單元。工作時，多芯塑料光纖發送端單元通過多芯塑料光纖連接另一臺多芯塑料光纖接口設備的接收端單元；多芯塑料光纖接收端單元通過另一根多芯塑料光纖連接另一臺多芯塑料光纖接口設備的發送端單元。
[0029]圖1所示為多芯塑料光纖發送端單元示意圖。多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元111和多個發射光源112，所有的發射光源112均連接到編碼子單元111，同時，每個發射光源112均對應連接的多芯塑料光纖的一根纖芯。多芯塑料光纖發送端單元工作時，編碼子單元111負責將要傳輸的信號編碼並發送到與之相連的發射光源112 ;發射光源112將信號轉換成光信號，並輸入與之連接的多芯塑料光纖纖芯中。
[0030]圖2所示為多芯塑料光纖接收端單元的示意圖。多芯塑料光纖接收端單元包括一個解碼子單元121和多個光電轉換器件122，所有的光電轉換器件122均連接到解碼子單元121，同時，每個光電轉換器件122均對應連接的多芯塑料光纖的一根纖芯。多芯塑料光纖接收端單元工作時，每個光電轉換器件122接收對應的多芯塑料光纖纖芯傳遞來的光信號，並將其轉換成電信號發送到解碼子單元121，由解碼子單元121整合併解碼。
[0031]所謂多芯塑料光纖雙工接口設備包括有一個或多個多芯塑料光纖收發模塊，通過多芯塑料光纖連接不同的多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊可實現不同雙工接口設備之間的通信。多芯塑料光纖收發模塊的示意圖如圖3所示，每一個多芯塑料光纖收發模塊包括一個多芯塑料光纖發送端單元11和一個多芯塑料光纖接收端單元12。多芯塑料光纖發送端單元11和多芯塑料光纖接收端單元12的結構分別如圖1圖2所示，多芯塑料光纖發送端單元11包括一個編碼子單元和多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元12包括一個解碼子單元和多個光電轉換器件。
[0032]多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊內置於塑料光纖接口中，且每一個塑料光纖接口只包含一個多芯塑料光纖收發模塊。工作時，每一個多芯塑料光纖收發模塊通過一根多芯塑料光纖連接另一臺多芯塑料光纖接口設備的多芯塑料光纖收發模塊。該多芯塑料光纖的纖芯分為兩部分，一部分連接第一臺多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊的多芯塑料光纖發送端單元11以及另一臺多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊的多芯塑料光纖接收端單元12 ;多芯塑料光纖的另一部分纖芯連接第一臺多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊的多芯塑料光纖接收端單元12以及另一臺多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊的多芯塑料光纖發送端單元11。
[0033]以上實施方式中，多芯塑料光纖單工接口設備的多芯塑料光纖發送端單元、多芯塑料光纖接收端單元以及多芯塑料光纖雙工接口設備的多芯塑料光纖收發模塊都內置於塑料光纖接口中，該塑料光纖接口可以是OptoLock無連接器系統或者是與SMI型或LC型或SC型或SC-RJ型的連接頭相配合的接口，但不限於此。
[0034]以上兩種實施方式，是最簡單也最基本的兩種多芯塑料光纖接口設備的實施方式，其他實施方式均可以由這兩種實施方式變化衍生。例如多芯塑料光纖接口設備，還可以包括有交換晶片、物理層晶片以及電源管理模塊等。而本發明所提供的多種多芯塑料光纖接口設備，也可以組合成多種多芯塑料光纖系統。
[0035]以下實施例將做進一步說明。
[0036]實施例一:一種多芯塑料光纖單工接口設備。
[0037]圖4所示，為一種多芯塑料光纖單工接口設備示意圖，包括一個交換晶片20;三個物理層晶片211、212、213 個多芯塑料光纖接收端單元221和兩個多芯塑料光纖發送端單元222、223 ;還有一個電源管理模塊23.其中，三個物理層晶片211、212、213與電源管理模塊23直接與交換晶片20連接，多芯塑料光纖接收端單元221和兩個多芯塑料光纖發送端單元222、223分別連接到相應的物理層晶片211、212、213。
[0038]該多芯塑料光纖單工接口設備可用於塑料光纖信號的中轉及分配。多芯塑料光纖接收端單元221獲得信息通過物理層晶片211傳送到交換晶片20，然後由交換晶片20通過物理層晶片212、213傳送到多芯塑料光纖發送端單元222、223，並且通過與之相連的塑料光纖發送出去，從而實現單向通信。
[0039]該多芯塑料光纖單工接口設備所包含的多芯塑料光纖接收端單元221包括多個光電轉換器件和一個解碼子單元；多芯塑料光纖發送端單元222、223包括一個編碼子單元和多個發射光源。多芯塑料光纖接收端單元221獲得的光信號由光電轉換器件轉換成電信號，電信號被發送到解碼子單元進行解碼，解碼後的信息經過物理層晶片211被發送到交換晶片20 ;交換晶片20同時將電信號發送到物理層晶片212、213，多芯塑料光纖發送端單元222、223從與之連接的物理層晶片212、213接收到電信號，並且由發送端單元的編碼子單元對信號進行編碼，編碼後的信號經過發射光源轉換成光信號，被傳送到對應的多芯塑料光纖纖芯中。
[0040]該多芯塑料光纖接口設備中，電源管理模塊23為交換晶片20供電，物理層晶片211、212、213從交換晶片20汲取電能，同時多芯塑料光纖接收端單元221和多芯塑料光纖發送端單元222、223也可以從與之連接的物理層晶片中汲取電能。具體實施時，也可以將電源管理模塊23直接連接到所有的物理層晶片和多芯塑料光纖發送端單元以及多芯塑料光纖接收端單元，由電源管理模塊23直接為它們供能。
[0041]實施例二: 一種多芯塑料光纖雙工接口設備。
[0042]圖5所示，為一種多芯塑料光纖雙工接口設備示意圖，包括一個交換晶片30;三個物理層晶片311、312、313 ;三個多芯塑料光纖收發模塊321、322、323以及一個電源管理模塊33。其中，三個物理層晶片311、312、313與電源管理模塊33直接與交換晶片30連接，三個多芯塑料光纖收發模塊321、322、323分別連接到相應的物理層晶片311、312、313。
[0043]該多芯塑料光纖接口設備可用於塑料光纖信號的中轉及分配。多芯塑料光纖收發模塊321、322、323任何一個獲得信息都會通過連接的物理層晶片傳送到交換晶片30，然後由交換晶片30通過其他物理層晶片分配給其他多芯塑料光纖收發模塊，從而實現信息的共享。
[0044]該多芯塑料光纖接口設備所包含的多芯塑料光纖收發模塊321、322、323各包含一個多芯塑料光纖發送端單元和一個多芯塑料光纖接收端單元，多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元和多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件和一個解碼子單元。多芯塑料光纖收發模塊321獲得的光信號由光電轉換器件轉換成電信號，電信號被發送到解碼子單元進行解碼，解碼後的信息經過物理層晶片311被發送到交換晶片30 ;交換晶片30同時將電信號發送到物理層晶片312、313，多芯塑料光纖收發模塊322、323從與之連接的物理層晶片312、313接收到電信號，並且由發送端單元的編碼子單元對信號進行編碼，編碼後的信號經過發射光源轉換成光信號，被傳送到對應的多芯塑料光纖纖芯中。同理，多芯塑料光纖收發模塊321獲得信息被多芯塑料光纖收發模塊322、323分享，多芯塑料光纖收發模塊321也可以通過交換晶片30分享多芯塑料光纖收發模塊322、323獲得信息，以此實現信息的交換。
[0045]該多芯塑料光纖接口設備中，電源管理模塊33為交換晶片30供電，物理層晶片311、312、313從交換晶片30汲取電能，同時多芯塑料光纖收發模塊321、322、323也可以從與之連接的物理層晶片中汲取電能。具體實施時，也可以將電源管理模塊33直接連接到所有的物理層晶片和多芯塑料光纖收發模塊，由電源管理模塊33直接為它們供能。
[0046]具體實施時，多芯塑料光纖接口設備的多芯塑料光纖收發模塊內置於多芯塑料光纖接口，同時，可根據具體需要增加其他類型的接口。
[0047]如圖6所示，為一種應用於千兆融合網絡的多芯塑料光纖接口設備，該設備除了一個交換晶片、一個電源管理模塊、多個塑料光纖千兆乙太網接口(內置多芯塑料光纖收發模塊)以及連接於塑料光纖千兆乙太網接口與交換晶片之間的千兆乙太網物理層晶片外；同時，還包括多個千兆乙太網RJ45接口以及多個石英光纖千兆乙太網接口，且千兆乙太網RJ45接口、多個石英光纖千兆乙太網接口與交換晶片之間均連接有一塊千兆乙太網物理層晶片，且所有接口均連接不同的千兆乙太網物理層晶片；另外，該設備還包括一個直接連接於交換晶片的EEPROM模塊。
[0048]圖6所示實施例中，塑料光纖千兆乙太網接口、千兆乙太網RJ45接口或石英光纖千兆乙太網接口所獲得的信息通過與之連接的千兆乙太網物理層晶片傳送到交換晶片中，交換晶片再通過其他千兆乙太網物理層晶片發送到與之相連的其他塑料光纖千兆乙太網接口、千兆乙太網RJ45接口以及石英光纖千兆乙太網接口，以此實現信息的交換共享。
[0049]本實施方案中，電源管理模塊為交換晶片提供電能，千兆乙太網物理層晶片從交換晶片汲取電能，而所有的塑料光纖千兆乙太網接口、千兆乙太網RJ45接口以及石英光纖千兆乙太網接口從與之連接的千兆乙太網物理層晶片汲取電能。具體實施時，也可以由電源管理模塊直接連接到所有的千兆乙太網物理層晶片、塑料光纖千兆乙太網接口、千兆乙太網RJ45接口以及石英光纖千兆乙太網接口，為它們供能。另外，本實施方案中還包括一個EEPROM模塊，可暫時存儲信息，避免交換晶片超負荷工作或信息丟失。
[0050]以上兩個實施例中，與多芯塑料光纖接口相連接的物理層晶片可以是Realtek公司的RTL8211DN晶片，RTL8211DN是個多功能晶片，它具Fiber GMII,Fiber RGMII,UTP /Fiber GMI1、UTP〈-> Fiber、UTP〈-> RGMII等橋模式，這些模式都需要通過埠MII [O、I]和 MDI [O、I]來配置。RTL8211DN 既可以工作在 10/1000Base-T、100 Base-TX 和1000 Base-X模式下，又可以工作在100Base-FX模式下。
[0051]與石英光纖千兆乙太網接口相連接的多芯塑料光纖物理層晶片可以採用Vitesse公司的VSC8211晶片，此晶片由3.3V和1.2V電源供電，具有超低功耗，並且滿足10/100/1000M乙太網自適應。此物理層晶片與SFP石英光纖接收模塊(即)相連接。
[0052]與千兆乙太網RJ45接口相連接的多芯塑料光纖物理層晶片可以採用BroadCOM公司的BCM5464晶片，它是一塊4埠的千兆位電信號收發器，具有集成銅線/光纖媒質接口。這就是我們所謂的網絡接口晶片，它需要和光纖或者銅線的物理層定義設備(PHY) —同工作，構成乙太網原始信號的收發接口。然後，它向上和一個12埠的千兆位交換晶片連接，三片BCM5464所傳遞上來的12路千兆信號在交換晶片BCM5690中完成交換，在交換晶片中，會建立對應的MAC學習機制和映射表，再通過相應的BCM5464轉發到目的埠。此物理層晶片與多芯雙絞線接收模塊相連接。
[0053]以上兩個實施例所涉及的交換晶片可以採用BroadCOM公司的BCM5690晶片，該集成電路晶片集成了 12個千兆埠和I個萬兆埠。BCM5690是一款功能比較強大和全面的三層多芯交換晶片，已支持二層交換、三層路由以及第2-7層數據包的分類和過濾等。
[0054]實施例三:一種多芯塑料光纖路由器。
[0055]圖7所示為一種多芯塑料光纖路由器結構圖。該路由器包括路由晶片40、四個物理層晶片411?414，三個多芯塑料光纖接口 421?423以及一個乙太網接口 424，另外該路由器還包括一個電源管理模塊(圖中未給出)。乙太網口 424通過物理層晶片414連接路由晶片40，多芯塑料光纖接口 421?423分別通過物理層晶片411?413連接路由晶片40，電源管理模塊也直接與路由晶片40相連接。
[0056]乙太網接口 424內置一個乙太網模塊，可將網絡信號通過物理層晶片414發送到路由晶片40中。路由晶片40會根據信道的情況自動選擇和設定路由，以最佳路徑，按前後順序發送信號到物理層晶片411?413以及與它們相連接的多芯塑料光纖接口 421?423中。同樣的，當下級設備將信息傳送到多芯塑料光纖接口 421?423後，這些信息通過與多芯塑料光纖接口的物理層晶片411?413傳送到路由晶片40。路由晶片40根據信道情況將信息通過物理層晶片414和乙太網接口 424發送到上級網絡中。電源管理模塊(圖中未給出)直接連接到路由晶片40，為其供電。而物理層晶片411?414從路由晶片40中汲取電能，多芯塑料光纖接口 421?423以及乙太網口 424分別從與之相連接的物理層晶片汲取電能。
[0057]多芯塑料光纖接口 421?423分別內置一個多芯塑料光纖收發模塊。多芯塑料光纖收發模塊包含一個多芯塑料光纖發送端單元和一個多芯塑料光纖接收端單元，多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元和多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件和一個解碼子單元。多芯塑料光纖發送端單元的編碼子單元對所獲得的信號進行編碼，編碼後的信號經過發射光源轉換成光信號，被傳送到對應的多芯塑料光纖纖芯中。多芯塑料光纖接收端單元的光電轉換器件接收對應的多芯塑料光纖的光信號，並轉換成電信號，電信號被發送到解碼子單元進行解碼。多芯塑料光纖收發模塊的【具體實施方式】可參考圖1圖2及圖3所示。
[0058]路由器屬於網關設備的一種，具體實施時，其下行接口類型不限於塑料光纖接口，也可以包含乙太網接口或石英光纖接口等。
[0059]圖8所示為一種多芯塑料光纖網關設備，包括多個多芯塑料光纖接口 521以及與之連接的物理層晶片511 ;多個石英光纖接口 522以及與之連接的物理層晶片512 ;多個乙太網接口 523以及與之連接的物理層晶片513 ;另外還包括網關晶片50、EEPROM模塊532以及電源管理模塊531。
[0060]多芯塑料光纖網關設備中，包含多種接口，例如多芯塑料光纖接口 521、石英光纖接口 522以及乙太網接口 523，每個接口通過一個物理層晶片連接到網關晶片50，每個物理層晶片只能連接一個接口。多芯塑料光纖接口 521、石英光纖接口 522以及乙太網接口 523分別通過物理層晶片511、512、513連接到網關晶片50，電源管理模塊531與EEPROM模塊532同時連接網關晶片50。
[0061]多芯塑料光纖網關設備中，網關晶片50負責不同網絡協議之間的轉換，例如多芯塑料光纖接口 521接收的塑料光纖信號、石英光纖接口 522接收的石英光纖信號以及乙太網接口 523接收的乙太網信號可通過網關晶片50相互轉換共享。
[0062]電源管理模塊531為多芯塑料光纖網關設備中所有的有源元件供電，例如網關晶片50、物理層晶片511?513、各接口所包含的有源模塊以及EEPROM模塊532。這些有源器件中，之間與電源管理模塊531相連接的由電源管理模塊531直接供能，其餘元件則可以從直接連接的有源器件中汲取電能。EEPROM模塊532作為快閃記憶體器件，可臨時存儲信息，緩解網關晶片50的工作壓力。
[0063]多芯塑料光纖網關設備中，多芯塑料光纖接口 521內置多芯塑料光纖收發模塊、石英光纖接口 522內置石英光纖收發模塊、乙太網接口 523內置乙太網模塊，這些模塊為各個接口的核心組成部分。
[0064]本實施例中的乙太網接口具體實施時可以使用RJ45接口。
[0065]實施例四:多芯塑料光纖接口光網絡單元(0NU)。
[0066]圖9所示為一種無源光網絡(PON)結構圖，包括光線路終端(0LT)、光配線網絡(ODN)以及光網絡單元(0NU)。其中光網絡單元為一種多芯塑料光纖接口設備，包括一個PON對應晶片60、一個上行光纖接口 611和多個多芯塑料光纖接口 621?62η。
[0067]光網絡單元中，上行光纖接口 611可以是石英光纖接口也可以是塑料光纖接口，需根據光配線網絡的具體情況來確定。PON對應晶片60可將上行光纖接口 611接收到的網絡信號發送到多芯塑料光纖接口 621?62η中，且多芯塑料光纖接口 621?62η通過與之連接的多芯塑料光纖將信號發送出去，家用設備可通過相連接的多芯塑料光纖接收網絡信號。反之，多芯塑料光纖接口 621?62η通過多芯塑料光纖接收家用設備發送的信號，再發送到PON對應晶片60，PON對應晶片60將這些信號合成一路，通過上行光纖接口 611，上行光纖接口 611通過與之連接的光纖、光配線網絡以及光線路終端將信號發送到區域網或者廣域網中。
[0068]圖9所示光網絡單元中，多芯塑料光纖接口 621?62η、上行光纖接口 611與PON對應晶片60之間分別通過物理層晶片(圖中未給出)相連接，即每一個接口均通過一個物理層晶片連接到PON對應晶片。另外，光網絡單元中還包括一個電源管理模塊(圖中未給出)，為光網絡單元供電。
[0069]光網絡單元中的多芯塑料光纖接口 621?62η、上行光纖接口 611分別內置一個光纖模塊，例如多芯塑料光纖接口 621?62η每一個都內置一個多芯塑料光纖收發模塊。
[0070]多芯塑料光纖收發模塊包含一個多芯塑料光纖發送端單元和一個多芯塑料光纖接收端單元，多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元和多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件和一個解碼子單元。多芯塑料光纖發送端單元的編碼子單元對所獲得的信號進行編碼，編碼後的信號經過發射光源轉換成光信號，被傳送到對應的多芯塑料光纖纖芯中。多芯塑料光纖接收端單元的光電轉換器件接收對應的多芯塑料光纖的光信號，並轉換成電信號，電信號被發送到解碼子單元進行解碼。多芯塑料光纖收發模塊的【具體實施方式】可參考圖1圖2及圖3所示。
[0071]本實施例所採用的無源光網絡(Ρ0Ν)，既可以是乙太網無源光網絡(EPON)，也可以是千兆光網絡(GP0N)。
[0072]實施例五:一種多芯塑料光纖系統。
[0073]圖10所示為一種多芯塑料光纖系統，包括網關設備100、交換機200、雙工設備300以及單工設備400、500。其中，網關設備100包括網關晶片1001、多芯塑料光纖收發模塊1002、乙太網接口 1003和石英光纖接口 1004 ;交換機200包括交換晶片2001、多芯塑料光纖收發模塊2002、多芯塑料光纖接收端單元2003、多芯塑料光纖發送端單元2004以及多芯塑料光纖收發模塊2005 ;雙工設備300包括一個多芯塑料光纖收發模塊3001 ;單工設備400包括一個多芯塑料光纖發送端單元4001 ;單工設備500包括一個多芯塑料光纖接收端單元5001。
[0074]該多芯塑料光纖系統工作時，網關設備100通過乙太網接口 1003或者石英光纖接口 1004與上級網絡通信，多芯塑料光纖收發模塊1002通過多芯塑料光纖連接於交換機200的多芯塑料光纖收發模塊2005，實現網關設備100與交換機200的通信，網關晶片1001負責信號的識別、轉換及處理。例如，多芯塑料光纖收發模塊1002從交換機200中接收到塑料光纖信號，並發送到網關晶片1001，網關晶片1001將塑料光纖信號轉換成乙太網信號或石英光纖信號，分別發送到乙太網接口 1003和石英光纖接口 1004中，同樣的，網關晶片1001也可以將乙太網信號或石英光纖信號轉換成塑料光纖信號，或者是實現乙太網信號和石英光纖信號之間的相互轉換。
[0075]交換機200中，多芯塑料光纖收發模塊2002、多芯塑料光纖接收端單元2003、多芯塑料光纖發送端單元2004以及多芯塑料光纖收發模塊2005都與交換晶片2001相連，通過交換晶片2001實現信息的交換共享。多芯塑料光纖收發模塊2005通過多芯塑料光纖連接網關設備100的多芯塑料光纖收發模塊1002，實現交換機200與網關設備100之間的通信。多芯塑料光纖收發模塊2002通過多芯塑料光纖連接雙工設備300的多芯塑料光纖收發模塊3001，可實現雙向通信。而多芯塑料光纖接收端單元2003、多芯塑料光纖發送端單元2004分別通過多芯塑料光纖連接單工設備400的多芯塑料光纖發送端單元4001、單工設備500的多芯塑料光纖接收端單元5001。單工設備400隻能通過多芯塑料光纖發送端單元4001向交換機200發送信息，同樣的，單工設備500也只能通過多芯塑料光纖接收端單元5001從交換機200接收信息，交換機200與單工設備400、500的通信都是單向的。
[0076]本實施例中，網關設備100中的多芯塑料光纖收發模塊1002 ;交換機200中的多芯塑料光纖收發模塊2002、多芯塑料光纖接收端單元2003、多芯塑料光纖發送端單元2004以及多芯塑料光纖收發模塊2005 ;雙工設備300的多芯塑料光纖收發模塊3001 ;單工設備400的多芯塑料光纖發送端單元4001 ;單工設備500的多芯塑料光纖接收端單元5001，全都內置於塑料光纖接口，多芯塑料光纖通過塑料光纖接口直接連接到上述多芯塑料光纖收發模塊或多芯塑料光纖發送端單元或多芯塑料光纖接收端單元。
[0077]本發明中，所有的塑料光纖接口可以是OptoLock無連接器系統或者是與SMI型或LC型或SC型或SC-RJ型的連接頭相配合的接口，但不限於此。並且，本發明所涉及到的塑料光纖收發模塊區別於現有的SFP模塊，在成本與體積上都有節省。
[0078]圖11所示為SFP模塊外觀圖。SFP模塊由雷射器(包括發射器TOSA跟接收器ROSA)、線路板IC以及外部配件構成，外部配件則由外殼、底座、PCBA、拉環、卡扣、解鎖件、橡膠塞組成，製作工藝繁雜，零件多，受損機率大，故障難以排查，且體積大，其外觀尺寸大約為50X 15X 10 (單位mm)。SFP模塊可以簡單的理解為GBIC的升級版本，體積減小了近一半左右，功能卻基本一致，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的埠數量。SFP模塊剛剛出現時，憑藉小型化低成本等優勢滿足了設備對光模塊高密度的需求，從2002年標準推行，到2010年已經成為1G市場主流。
[0079]本發明所涉及的塑料光纖收發模塊由塑料光纖發送端子單元11和塑料光纖接收端子單元12構成(可參見圖3)，且塑料光纖發送端子單元11和塑料光纖接收端子單元12分別將驅動電路以及相關元件集成在一個小型晶片中，圖12為塑料光纖發送端子單元11和塑料光纖接收端子單元12的外觀圖。塑料光纖收發模塊不僅實現了光電轉換的功能，同時，一塊塑料光纖發送端子單元11或塑料光纖接收端子單元12的體積僅為10X5X2 (單位_)，由塑料光纖發送端子單元11和塑料光纖接收端子單元12構成的塑料光纖收發模塊其體積相當於SFP模塊的十分之一左右，可進一步提高埠密集度。同時，塑料光纖收發模塊採用高度集成工藝，其結構、工藝相對簡單，耗材少、製造成本低，僅為SFP模塊的一成左右。
[0080]具體實施時，本發明所涉及的多芯塑料光纖收發模塊可以採用Firecomms公司的⑶L1000T-228，它具有一個工作在650nm波長的可見光RCLED發射器和一個高靈敏度的接收器，能夠收發塑料光纖中傳輸的1.25Gbps的信號。此外，多芯塑料光纖收發模塊可以採用Firecomms公司的EDL300T光纖收發器。
[0081]本發明中，所涉及的與多芯塑料光纖接口或多芯塑料光纖收發模塊相連接的物理層晶片可採用Realtek公司的RTL8211DN晶片。
[0082]本發明的有益效果是:
塑料光纖材料便宜、數值孔徑大，與光源和接收器件的耦合效率高，易對準，製造安裝成本很低；
塑料光纖克服了了現有的接入網的銅線傳輸介質易受電磁幹擾的問題。
[0083]塑料光纖防竊聽，安全性高，適用於保密性要求高的場合。
[0084]塑料光纖拆裝對接容易，施工成本低。
[0085]本發明所採用的塑料光纖收發模塊體積小、成本低、集成度高。
[0086]本發明提供了多芯塑料光纖接口設備，為多芯塑料光纖的實現及推廣做好準備，降低塑料光纖通信系統成本的同時，還提高了通信速率，可促進光網絡的推廣普及。
[0087]同時，本發明還實現了布線的整潔美觀，節約了布線成本。
[0088]以上內容是結合具體的優選技術方案對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述多芯塑料光纖接口設備，包括有一個或多個多芯塑料光纖發送端單元或一個或多個多芯塑料光纖接收端單元；多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元與多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件與一個解碼子單元。
2.如權利要求1所述多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，還包括有一個交換晶片、一個或多個物理層晶片、和一個電源管理模塊，其中物理層晶片、電源管理模塊都與交換晶片連接，每一個多芯塑料光纖發送端單元以及多芯塑料光纖接收端單元分別連接一個物理層-H-* I I心/T O
3.—種多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述多芯塑料光纖接口設備，包括有一個或多個多芯塑料光纖收發模塊；每一個多芯塑料光纖收發模塊包括一個多芯塑料光纖發送端單元和一個多芯塑料光纖接收端單元；多芯塑料光纖發送端單元包括一個編碼子單元與多個發射光源，多芯塑料光纖接收端單元包括多個光電轉換器件與一個解碼子單元。
4.如權利要求3所述多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，還包括有一個交換晶片、一個或多個物理層晶片、一個電源管理模塊，其中物理層晶片、電源管理模塊都與交換晶片連接，每一個多芯塑料光纖收發模塊與一個物理層晶片相連接。
5.如權利要求4所述多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述交換晶片可換成路由晶片或網關晶片或PON對應晶片。
6.如權利要求4所述的多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述多芯塑料光纖收發模塊為Firecomms公司的⑶L1000T-228或者EDL300T。
7.如權利要求3或4所述的多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述交換晶片為BroadCOM 公司的 BCM5690。
8.如權利要求3或4或5所述的多芯塑料光纖接口設備，其特徵在於，所述物理層晶片為Realtek公司的RTL8211DN晶片。
9.一種多芯塑料光纖系統，其特徵在於，所述多芯塑料光纖系統包括不少於兩臺如權利要求1-8任一項所述多芯塑料光纖接口設備以及不少於一條多芯塑料光纖，所述多芯塑料光纖連接於兩臺設備之間。
【文檔編號】H04B10/25GK104283613SQ201310279083
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月5日 優先權日:2013年7月5日
【發明者】鄭強, 王亞輝, 鄭徐平 申請人:深圳市中技源專利城有限公司