一種兼容型單晶片光收發模塊的結構的製作方法
2023-08-07 06:01:26 1
一種兼容型單晶片光收發模塊的結構的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於它包括第一通信模塊，具有可與一外部存儲器通信的第一通信端；第二通信模塊，具有可與外部設備通信的第二通信端；以及具有DDM功能的控制核心，該控制核心具有寄存器，與第一通信模塊和第二通信模塊連接，還連接於連續模式的可驅動GEPON和GPON規範之光接收次模塊的一限幅放大器和可驅動GEPON和GPON規範之光發射次模塊的一LD驅動器；該控制核心還具有復用為輸出可編輯電流和監視光接收次模塊信息的一電流輸出端；該第一通信模塊、第二通信模塊、控制核心、限幅放大器和LD驅動器均位於同一晶片上。該單晶片的整合方案可實現同一PCB板上的GPON與GEPON模塊方案，具有很好的硬體兼容性。
【專利說明】一種兼容型單晶片光收發模塊的結構【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種用於光通信的單晶片光收發模塊，具體是一種具有兼容GPON和GEPON兩種方案的單晶片光收發模塊。
【背景技術】
[0002]國際電信聯盟(ITU)的千兆無源光網絡(GPON)被歐洲和亞洲部分地區的全業務接入網絡(FSAN)支持者所倡導，它源於基於異步傳輸模式(ATM)的寬帶PON(BPON)和ATMPON標準，能有效地支持乙太網和IP數據流。IEEE的乙太網PON(EPON)則在日本和美國廣受青睞，它使用本地乙太網幀結構，一般可以升級到千兆和萬兆速率。
[0003]目前，可以提供EPON核心晶片的專業廠商有5-6家(不包括自主設計晶片的系統廠商)，在標準討論的過程中，這些廠商就己開始晶片的設計和驗證，因此在802.3ah標準正式頒布時，他們大多都已推出了第二代和標準完全兼容的晶片，可以迅速支持EPON系統的大規模部署。最近，我國大陸和臺灣省的晶片廠商也開始啟動了 EPON晶片設計項目。EPON模塊的主流廠商也從日本和美國轉移到中國的臺灣和大陸。現在能夠提供EPON模塊的廠商已經有10-20家。
[0004]目前，除GPON設備廠商自主設計的GPON晶片外，少有專業的晶片廠商推出商用GPON核心晶片。GPON設備上使用的模塊都是專用的自主或協作開發的模塊，還沒有專業的模塊廠商可以提供樣品，更談不上大規模量產。GPON標準要求模塊指標支持三類0DN，但C類ODN受目前光模塊技術水平的限制，很難在經濟的成本下實現。
[0005]隨著三網融合(廣播電視網、電信網與網際網路)的發展，PON模塊也將如雨後春筍，模塊技術水平和方案還有很大的提高空間，比如模塊上的晶片、元器件排列密度、模塊的成本、模塊的兼容功能等。日前GPON模塊的問題有:1.光電轉換核心部分需要幾個晶片(LA、LDD等)來實現，DDM功能需要外掛MCU或者其他DDM監測輔助晶片來實現，所以，GPON的模塊其上晶片、元器件密度較高；模塊成本高。2.目前，一個模塊PCB板，只能應用於GPON模塊或者只能用於GEPON模塊。未能充分利用資源，抬高了模塊生產成本。
實用新型內容
[0006]鑑於上述GPON和GEPON兩種方案模塊在硬體上的不兼容性帶來的資源浪費問題，本實用新型提出一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其技術方案如下:
[0007]—種兼容型單晶片光收發模塊的結構，它包括:
[0008]第一通信模塊，具有可與一外部存儲器通信的第一通信端；
[0009]第二通信模塊，具有可與外部設備通信的第二通信端；以及
[0010]具有DDM功能的控制核心，該控制核心具有寄存器，與第一通信模塊和第二通信模塊連接，還連接於連續模式的可驅動光接收次模塊的一限幅放大器和可驅動光發射次模塊的一 LD驅動器；該控制核心還具有監視光接收次模塊信息的一電流輸出端；該第一通信模塊、第二通信模塊、控制核心、限幅放大器和LD驅動器均位於同一晶片上。[0011]作為本技術方案的優選者，可以在如下方面具有改進:
[0012]較佳實施例中，還包括一監視及溫控模塊，該監視及溫控模塊同時連接於所述的限幅放大器、控制核心和LD驅動器。
[0013]較佳實施例中，還包括一連接於該LD驅動器的安全模塊，該安全模塊具有輸出雷射器工作狀態的提示端和控制該LD驅動器的使能端。
[0014]較佳實施例中，該第一通信模塊為I2C接口的通信模塊。
[0015]較佳實施例中，該第二通信模塊為I2C接口的通信模塊。
[0016]較佳實施例中，該晶片與所述的外部存儲器和可與該電流輸出端連接的GPON升壓電路位於同一 PCB板上。較佳實施例中，該GPON升壓輸出電路包括一接收所述可編輯電流的電流控制端，以及依據該可編輯電流輸出所述GPON規範之APD偏壓的偏壓輸出端。
[0017]本技術方案帶來的有益效果是:
[0018]1.控制核心內建固化的DDM功能，因此模塊無需再接額外CPU或其他DDM專用處理晶片，控制核心還具有一復用的電流輸出端IR0P，此電流輸出端IROP復用功能為輸出可編輯電流和監視光接收次模塊信息；第一通信模塊、第二通信模塊、控制核心、限幅放大器和和LD驅動器均位於同一晶片上。該單晶片的整合方案可實現同一 PCB板上的GPON與GEPON模塊方案，對極少的連線進行簡單的連通或切斷，即在兩種方案間快速切換，具有很好的硬體兼容性。
[0019]2.單晶片UX3328方案的電路針對GPON和GEPON的相互改動基本上是增設/取消外圍電路，需要替換改動的地方很少，可以直接實現在同一塊PCB上，使如此的模塊具有良好的硬體兼容性，適用於GPON和GEPON方案，節省了大量的成本，適應性好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]以下結合附圖實施例對本實用新型作進一步說明:
[0021]圖1是本實用新型一實施例的模塊結構圖；
[0022]圖2是圖1所示實施例運用於GEPON方案時的電路圖；
[0023]圖3是圖1所示實施例運用於GPON方案時的電路圖。
【具體實施方式】
[0024]如圖1至圖3所示，本實用新型一實施例模塊結構及其運用於GEPON和GPON兩種方案時的實際電路圖。
[0025]圖1展示了該模塊的一個基本結構，第一通信模塊21，具有可與一外部存儲器通信的第一通信端，該第一通信端包括SDA_E和SCL_E，為一 I2C接口的通信模塊形式；第二通信模塊22，具有可與外部設備通信的第二通信端，該第二通信端包括SDA和SCL，也是I2C接口的通信模塊形式；控制核心30，該控制核心與第一通信模塊21和第二通信模塊22相連接，二者之間具有控制總線和數據總線，控制核心30內具有寄存器，用於運算時的存儲。與控制核心30相連的，還有限幅放大器10、LD驅動器60以及監視及溫控模塊40.其中，限幅放大器10為連續模式者，LD驅動器為工作於突發模式和連續模式的雷射驅動器，還包括一連接於該LD驅動器的安全模塊,該方案中，安全模塊50具有輸出雷射器工作狀態的提不端和TX_FAULT控制該LD驅動器的使能端TX_DISABLE。[0026]本實施例中，控制核心30內建固化的DDM功能，因此模塊無需再接額外CPU或其他DDM專用處理晶片，再通過第一通信模塊21與外部的存儲設備EEPROM中完成晶片數據存儲。控制核心30還具有一電流輸出端IR0P，此電流輸出端IROP為一復用者，其復用功能為輸出可編輯電流和監視光接收次模塊信息，其中，輸出可編輯電流功能為GPON方案時控制APD升壓電路，而監視光接收次模塊信息則為GEPON方案時對光接收次模塊進行監視讀取。在本實施例中，該第一通信模塊21、第二通信模塊22、控制核心33、限幅放大器和10和LD驅動器60均位於同一晶片上。可見，該單晶片的整合方案可實現同一 PCB板上的GPON與GEPON模塊方案，對極少的連線進行簡單的連通或切斷，即在兩種方案間快速切換，具有很好的硬體兼容性，節省了光收發模塊的成本。
[0027]如圖2和圖3所示，本實施例單晶片者為155Mbps-2.5Gbps的GEP0N/GP0N三合一智能晶片UX3328。該模塊發射部分可給出調製電流可達80mA，偏置電流最高可達100mA，可適合用於驅動光模塊中VCSEL、FP和DFB雷射器。通過數字自動功率控制(APC控制)、溫度查找表補償，在雷射器使用壽命期限和工作溫度範圍內可保持平均光功率恆定和消光比穩定。A.該模塊還具有突發發光指示TX_SD功能，滿足GPON要求的保持消光比不變下的縮減光功率功能。B.發射部分還具有低功耗睡眠功能。C.接收部分具有帶寬、信號極性、輸出幅度、告警極性等可編程功能，輸出具有靜噪功能，寬的接收功率檢測範圍。接收部分具有低功耗的睡眠功能。D.模塊中內置了 DA電流輸出及其查找表，可以用於控制升壓晶片。E.途中U2和U4代表光器件部分的光收發次模塊BOSA (R0SA、T0SA)，用於光信號的輸入和輸出。
[0028]圖3和圖4中可見，在本實施例下，用於GPON和GEPON兩種方案的設置差異很小，首先，GPON方案相對於GEPON方案而言增加了外部存儲設備，包括Ul及其外圍元件，該外部存儲設備通過第一通信端SCL_E和SDA_E直接連接於UX3328;第二，ROSA (光接收次模塊)在GEPON方案中具有監控腳M0N，需要通過一電阻R21連接於電流輸出端IR0P，二在GPON方案中，需要接駁ROSA的APD端，所以，R21在GPON方案中斷路，而電流輸出端IROP連接於一 GPON升壓輸出電路，該GPON升壓輸出電路包括U4及其外圍元件，特別地，電流輸出端IROP此時連接於U4的電流控制端M0UT，同時UX3328還具有一 DAO端連接於U4的CNTRL端，本實施例中U4採用LT3482。GPON升壓輸出電路的APD端就作為GPON方案中ROSA的APD 二極體偏壓，連接至圖3中ROSA的APD處。可見，本電路對單晶片UX3328方案的電路改動基本上是增設/取消外圍電路，需要替換改動的地方很少，可以直接實現在同一塊PCB上，使如此的模塊具有良好的硬體兼容性，適用於GPON和GEPON方案，節省了大量的成本，適應性好。
[0029]以上所述，僅為本實用新型較佳實施例而已，故不能依此限定本實用新型實施的範圍，即依本實用新型專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋的範圍內。
【權利要求】
1.一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:它包括: 第一通信模塊，具有可與一外部存儲器通信的第一通信端； 第二通信模塊，具有可與外部設備通信的第二通信端；以及 具有DDM功能的控制核心，該控制核心具有寄存器，與第一通信模塊和第二通信模塊連接，還連接於連續模式的光接收次模塊的一限幅放大器和可驅動光發射次模塊的一 LD驅動器；該控制核心還具有監視光接收次模塊信息的一電流輸出端；該第一通信模塊、第二通信模塊、控制核心、限幅放大器和LD驅動器均位於同一晶片上。
2.根據權利要求1所述一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:還包括一監視及溫控模塊，該監視及溫控模塊同時連接於所述的限幅放大器、控制核心和LD驅動器。
3.根據權利要求1所述一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:還包括一連接於該LD驅動器的安全模塊，該安全模塊具有輸出雷射器工作狀態的提示端和控制該LD驅動器的使能端。
4.根據權利要求1或2或3所述一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:該第一通信模塊為I2C接口的通信模塊。
5.根據權利要求4所述一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:該第二通信模塊為I2C接口的通信模塊。
6.根據權利要求5所述一種兼容型單晶片光收發模塊的結構，其特徵在於:該晶片與所述的外部存儲器和可與該電流輸出端連接的GPON升壓電路位於同一 PCB板上。
【文檔編號】H04B10/40GK203434987SQ201320306628
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年5月30日 優先權日:2013年5月30日
【發明者】高泉川, 黃秋偉 申請人:廈門優迅高速晶片有限公司