本發(fā)明涉及光纖通信技術(shù)領(lǐng)域，更具體的涉及一種多通道光模塊及光纖通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高速傳輸信號技術(shù)被廣泛應(yīng)用，光學(xué)互連能夠在比電學(xué)傳輸寬得多的帶寬上傳輸信號，以及使用小尺寸、低功耗光模塊構(gòu)造信號傳輸系統(tǒng)。光模塊中以光纖作為傳輸媒介的通信方式，與電纜或者微波等電通信相比，光纖通信具有傳輸頻帶寬、信號串?dāng)_弱、抗電磁干擾、通信容量大、傳輸衰減小、傳輸距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有技術(shù)中，光模塊中的電信號處理和接口單元均采用的是串行數(shù)據(jù)處理的微控制器，但是在多通道光模塊中，電信號串行發(fā)送至多個(gè)光發(fā)射器，或者多個(gè)光接收器串行發(fā)送電信號至微處理器，降低了多通道信號并行處理能力，從而影響多通道傳輸效果；光信號耦合進(jìn)入光纖進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸，或者探測光纖中的光信號進(jìn)行分析處理，均需要光路簡單和較高的光傳輸效率，但是，現(xiàn)有技術(shù)中的多通道光模塊并沒有考慮光信號與光纖聯(lián)結(jié)處光路和光傳輸效率的問題，有可能導(dǎo)致波形發(fā)生畸變，產(chǎn)生誤碼，降低信號靈敏度，進(jìn)而影響光通信效果和傳輸距離。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中的多通道光模塊，存在多通道并行處理能力低，以及沒有考慮光信號與光纖聯(lián)結(jié)處的光路和光傳輸效率的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供一種多通道光模塊及光纖通信系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在多通道光模塊的并行處理能力低，以及沒有考慮光信號與光纖聯(lián)結(jié)處的光路和光傳輸效率的問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種多通道光模塊及光纖通信系統(tǒng)，包括：殼體、光發(fā)射組件、光接收組件、FPGA芯片、第一光纖準(zhǔn)直器組和第二光纖準(zhǔn)直器組；

所述光發(fā)射組件、所述光接收組件和所述FPGA芯片均設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，所述第一光纖準(zhǔn)直器和所述第二光纖準(zhǔn)直器均設(shè)置在所述殼體外部；

一路發(fā)射電信號經(jīng)所述FPGA芯片轉(zhuǎn)換為多路發(fā)射電信號，所述光發(fā)射組件同時(shí)接收所述多路發(fā)射電信號并發(fā)射多路發(fā)射光信號，所述多路發(fā)射光信號通過所述第一光纖準(zhǔn)直器組輸送至多路光纖；

所述光接收組件通過所述第二光纖準(zhǔn)直器組接收多路光纖輸送的多路接收光信號并發(fā)射多路接收電信號，所述FPGA芯片同時(shí)接收所述多路接收電信號并轉(zhuǎn)換為一路接收電信號。

優(yōu)選地，所述光發(fā)射組件包括多個(gè)光發(fā)射器；所述光發(fā)射器為半導(dǎo)體激光器或者發(fā)光二極管。

優(yōu)選地，所述殼體上開設(shè)有多個(gè)光發(fā)射口；其中，一個(gè)所述光發(fā)射器對應(yīng)一個(gè)所述光發(fā)射口，一個(gè)所述光發(fā)射口對應(yīng)所述第一光纖準(zhǔn)直器組中的一個(gè)光纖準(zhǔn)直器。

優(yōu)選地，所述光接收組件包括多個(gè)光接收器；所述光接收器為光電探測器或者光探測二極管。

優(yōu)選地，所述殼體上開設(shè)有多個(gè)光接收口；其中，所述第二光纖準(zhǔn)直器組中的一個(gè)光纖準(zhǔn)直器對應(yīng)一個(gè)所述光接收口，一個(gè)所述光接收口對應(yīng)一個(gè)所述光接收器。

優(yōu)選地，所述光發(fā)射組件、所述光接收組件和所述FPGA芯片布設(shè)在同一PCB板上。

優(yōu)選地，所述FPGA芯片上連接有編譯碼器，所述編譯碼器位于所述殼體內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述FPGA芯片與所述光發(fā)射組件之間設(shè)置有光發(fā)射驅(qū)動電路，所述FPGA芯片與所述光接收組件之間設(shè)置有光接收驅(qū)動電路，所述光發(fā)射驅(qū)動電路和所述光接收驅(qū)動電路位于所述殼體內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述FPGA芯片上連接有溫度傳感器，所述溫度傳感器位于所述殼體內(nèi)部。

本發(fā)明實(shí)施例提供一種光纖通信系統(tǒng)，所述光纖通信系統(tǒng)包括：殼體、光發(fā)射組件、光接收組件、FPGA芯片、第一光纖準(zhǔn)直器組和第二光纖準(zhǔn)直器組。

所述光發(fā)射組件、所述光接收組件和所述FPGA芯片均設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，所述第一光纖準(zhǔn)直器和所述第二光纖準(zhǔn)直器均設(shè)置在所述殼體外部。

一路發(fā)射電信號經(jīng)所述FPGA芯片轉(zhuǎn)換為多路發(fā)射電信號，所述光發(fā)射組件同時(shí)接收所述多路發(fā)射電信號并發(fā)射多路發(fā)射光信號，所述多路發(fā)射光信號通過所述第一光纖準(zhǔn)直器組輸送至多路光纖。

所述光接收組件通過所述第二光纖準(zhǔn)直器組接收多路光纖輸送的多路接收光信號并發(fā)射多路接收電信號，所述FPGA芯片同時(shí)接收所述多路接收電信號并轉(zhuǎn)換為一路接收電信號。

本發(fā)明實(shí)施例中，提供一種多通道光模塊及光纖通信系統(tǒng)，本發(fā)明通過FPGA芯片取代現(xiàn)有技術(shù)中多通道光模塊中的串行數(shù)據(jù)處理微控制器，提高了多通道光模塊并行處理能力，使光纖通信的光信號可以高效傳輸；進(jìn)一步，F(xiàn)PGA芯片豐富的I/O資源和硬件模塊化的高速處理能力，取代了現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)連接器和大量功能電路，不但節(jié)約了硬件資源，而且可以實(shí)現(xiàn)高效高速傳輸；進(jìn)一步，由于FPGA具有低電壓供電的特點(diǎn)，更加適用于多通道光模塊，節(jié)約資源，使用方便。本發(fā)明通過在光信號與光纖聯(lián)結(jié)處設(shè)計(jì)光纖準(zhǔn)直器，使得傳輸中的光路簡單，光傳輸效率高，降低誤碼率，提高信號靈敏度，使光通信高效和適于遠(yuǎn)距離傳輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多通道光模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-光發(fā)射組件，2-光接收組件，3-FPGA芯片，4-編譯碼器，5-溫度傳感器，6-光發(fā)射驅(qū)動電路，7-光接收驅(qū)動電路。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1示例性的示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種多通道光模塊結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的多通道光模塊包括：殼體、光發(fā)射組件1、光接收組件2、FPGA芯片3、第一光纖準(zhǔn)直器組和第二光纖準(zhǔn)直器組。

需要說明的是，光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分，簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號；本發(fā)明中多通道光模塊指的是具有多個(gè)光發(fā)射通道和多個(gè)光接收通道的收發(fā)一體的光模塊。

具體地，光發(fā)射組件1、光接收組件2和FPGA芯片3均設(shè)置在殼體內(nèi)部，第一光纖準(zhǔn)直器和第二光纖準(zhǔn)直器均設(shè)置在殼體外部。

需要說明的是，光發(fā)射組件1包括多個(gè)光發(fā)射器，本發(fā)明中的光發(fā)射器為半導(dǎo)體激光器或者發(fā)光二極管，用于將電信號轉(zhuǎn)換為光信號。

需要說明的是，光接收組件2包括多個(gè)光接收器，本發(fā)明中的光接收器為光電探測器或者光探測二極管，用于將光信號轉(zhuǎn)換為電信號。

需要說明的是，由于FPGA的并行高速處理能力，適用于多通道處理；以及由于FPGA的靈活性和可重配置能力，允許將系統(tǒng)的功能配置到器件的邏輯電路上，縮減了系統(tǒng)電路板上所需的電路數(shù)量，并且可以更改邏輯來增加或移除功能、修補(bǔ)邏輯臭蟲或者改善性能。因此，優(yōu)選地，本發(fā)明的FPGA芯片3采用Altera公司提供的Stratix系列FPGA芯片。

需要說明的是，將FPGA技術(shù)應(yīng)用在多通道光模塊中，為了確保光模塊得到較佳的信號，需要將FPGA與光發(fā)射組件1和光接收組件2之間的距離最小化以降低功率損耗。因此，較佳地，本發(fā)明中將光發(fā)射組件1、光接收組件2和FPGA芯片3布設(shè)在同一PCB板上，布置固定可靠，最大程度的使FPGA與光發(fā)射組件1和光接收組件2之間的距離最小化。

較佳地，F(xiàn)PGA芯片3上連接有編譯碼器4，編譯碼器4位于殼體內(nèi)部；編譯碼器4采用型號為HD-15530的曼徹斯特編譯碼器。需要說明的是，編譯碼器4內(nèi)部同時(shí)集成有編碼器和驛碼器，用于在光通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸時(shí)對電信號進(jìn)行編碼和驛碼，降低傳輸過程中的誤碼率，使光模塊既可以對要發(fā)射的信號進(jìn)行前向糾錯(cuò)，也可以對攜帶有前向糾錯(cuò)碼的信號進(jìn)行解碼，為提高光模塊所在光通信系統(tǒng)的通信性能提供了有力支持。

較佳地，F(xiàn)PGA芯片3上連接有溫度傳感器5，溫度傳感器位于殼體內(nèi)部，用于監(jiān)測殼體內(nèi)部的溫度，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠工作。

較佳地，F(xiàn)PGA芯片3與光發(fā)射組件1之間設(shè)置有光發(fā)射驅(qū)動電路6，F(xiàn)PGA芯片3與光接收組件2之間設(shè)置有光接收驅(qū)動電路7，光發(fā)射驅(qū)動電路和光接收驅(qū)動電路位于殼體內(nèi)部。需要說明的是，F(xiàn)PGA芯片3靈活控制光發(fā)射驅(qū)動電路6驅(qū)動光發(fā)射組件1工作，其中，光發(fā)射驅(qū)動電路6的輸出端并行分支出多路驅(qū)動信號分別與光發(fā)射組件1中的每一個(gè)光發(fā)射器連接，以分別驅(qū)動每一個(gè)光發(fā)射器發(fā)射光信號；同樣地，F(xiàn)PGA芯片3靈活控制光接收驅(qū)動電路7驅(qū)動光接收組件2工作，其中，光接收驅(qū)動電路7的輸出端并行分支出多路驅(qū)動信號分別與光接收組件2中的每一個(gè)光接收器連接，以分別驅(qū)動每一個(gè)光接收器接收光信號。光發(fā)射驅(qū)動電路6和光接收驅(qū)動電路7的集成設(shè)計(jì)方式，節(jié)約了資源，提高了驅(qū)動效率。

需要說明的是，編譯碼器4、溫度傳感器5、光發(fā)射驅(qū)動電路6和光接收驅(qū)動電路7可以布設(shè)集成在光發(fā)射組件1、光接收組件2和FPGA芯片3所在的PCB板上，電路可靠；也可以與編譯碼器4的接口電路一起布設(shè)在一個(gè)PCB板上，拆卸方便，靈活性好。

較佳地，F(xiàn)PGA芯片3上連接有監(jiān)控?zé)?，監(jiān)控?zé)粼O(shè)置在殼體外部，用于監(jiān)控殼體內(nèi)的光模塊是否正常工作。

具體地，一路發(fā)射電信號經(jīng)FPGA芯片3轉(zhuǎn)換為多路發(fā)射電信號，光發(fā)射組件1同時(shí)接收多路發(fā)射電信號并發(fā)射多路發(fā)射光信號，多路發(fā)射光信號通過第一光纖準(zhǔn)直器組輸送至多路光纖；光接收組件2通過第二光纖準(zhǔn)直器組接收多路光纖輸送的多路接收光信號并發(fā)射多路接收電信號，F(xiàn)PGA芯片3同時(shí)接收多路接收電信號并轉(zhuǎn)換為一路接收電信號。

需要說明的是，將FPGA應(yīng)用在多通道光模塊中，提高了多通道光模塊并行處理能力，使光纖通信的光信號可以高效傳輸；進(jìn)一步，F(xiàn)PGA芯片豐富的I/O資源和硬件模塊化的高速處理能力，取代了現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)連接器和大量功能電路，不但節(jié)約了硬件資源，而且可以實(shí)現(xiàn)高效高速傳輸；進(jìn)一步，由于FPGA具有低電壓供電的特點(diǎn)，更加適用于多通道光模塊，節(jié)約資源，使用方便。

需要說明的是，光纖準(zhǔn)直器由尾纖與自聚焦透鏡精確定位而成。它可以將光纖內(nèi)的傳輸光轉(zhuǎn)變成準(zhǔn)直光(平行光)，或?qū)⑼饨缙叫?近似平行)光耦合至單模光纖內(nèi)。本發(fā)明中的第一光纖準(zhǔn)直器組和第二光纖準(zhǔn)直器組均包括多個(gè)光纖準(zhǔn)直器，分別與殼體外部的光纖聯(lián)結(jié)進(jìn)行光通信。

較佳地，殼體上開設(shè)有多個(gè)光發(fā)射口；其中，一個(gè)光發(fā)射器對應(yīng)一個(gè)光發(fā)射口，一個(gè)光發(fā)射口對應(yīng)第一光纖準(zhǔn)直器組中的一個(gè)光纖準(zhǔn)直器；可以保證每個(gè)光發(fā)射器發(fā)射的光信號以最大功率傳輸給光纖。

較佳地，殼體上開設(shè)有多個(gè)光接收口；其中，第二光纖準(zhǔn)直器組中的一個(gè)光纖準(zhǔn)直器對應(yīng)一個(gè)光接收口，一個(gè)光接收口對應(yīng)一個(gè)光接收器；可以保證每個(gè)光接收器以最大的功率接收來自光纖的光信號。

需要說明的是，本發(fā)明通過在光信號與光纖聯(lián)結(jié)處設(shè)計(jì)光纖準(zhǔn)直器，使得傳輸中的光路簡單，光傳輸效率高，降低了誤碼率，提高了信號靈敏度，使光通信高效和適于遠(yuǎn)距離傳輸。

本發(fā)明還提供一種光纖通信系統(tǒng)，該光纖通信系統(tǒng)包括多通道光模塊和光纖，該多通道光模塊的模塊結(jié)構(gòu)及模塊封裝和模塊間的物理連接可參照上述實(shí)施例，在此不再贅述。應(yīng)當(dāng)理解為，由于本實(shí)施例的光纖通信系統(tǒng)采用了上述多通道光模塊的技術(shù)方案，因此該光纖通信系統(tǒng)具有上述多通道光模塊所有的有益效果。

以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。