[0001] 本发明涉及光线通信技术领域， 具体而言， 本发明涉及一种无源光网络的光网 络单元及其光模块。 背景技术

[0002] 由于网络 IP (Internet Protocol, 因特网互联协议） 化进程迅速， 导致基于 ATM

(Asynchronous Transfer Mode , 异步传输模式） 技术标准的 APON (ATM Passive Optical Network, 异步传输模式无源光网络） 和 BPON (Broadband Passive Optical Network, 宽带无源光网络） 在商用化和实用化方面严重受阻。

[0003] 在这样的背景下， FSAN (Full Service Access

Network, 全业务接入网联盟) 和 ITU (international Telecommunication Union, 国际电信联盟） 以 APON/BPON的技术标准为基本框架， 重新设计了新的物理层 传输速率和传输汇聚层， 推出了 GPON (Gigabit Passive Optical Network， 吉比特 无源光网络） 技术标准。 GPON具有高带宽、 高效率、 大覆盖范围、 支持多种用 户接口等众多优点， 此外， GPON天然具有对 TDM (Time Division Multiplexing ， 吋分复用） 业务的优异支持能力。

[0004] 一种 GPON的架构， 通常包括： 设置在中心局端的 OLT (Optical Line Terminal ， 光线路终端） 、 多个 ONU (Optical Network

Unit, 光网络单元） ， 以及连接在 OLT与多个 ONU之间的 ODN (Optical

Distribution Network, 光配线网络） 。 OLT中通常设置有多个光模块， OLT中的 光模块通过光纤与 ODN相连， 用于发射下行光信号或接收上行光信号。 ONU通 常设置于终端， ONU中通常设置一个光模块， ONU中的光模块通过光纤与 ODN 相连， 用于接收下行光信号或发射上行光信号。 光模块通常与通讯系统连接， 用于将接收的光信号转换为电信号发送至通讯 系统进行处理， 或者从通讯系统 接收电信号转换为光信号后通过光纤传输。

目前， GPON及后续技术标准的 PON (例如 XGPON) 被世界各国多数运营商和 FTTX (Fiber To The X, 光纤接入） 设备厂商视为实现接入网业务带宽化、 综合 化改造的理想接入网， 成为光接入网的主流。

[0006] 以 GPON为例， 现有的一个 GPON中通常包含多个光模块， 当大规模部署 GPON 吋， 需要海量的适用于 GPON的光模块。 然而， 目前适用于 GPON的光模块的成 本较高， 导致大规避部署 GPON的成本高昂， 限制了 GPON的大规模推广。

[0007] 因此， 有必要提供一种成本更低的无源光网络的光网 络单元及其光模块， 以提 高竞争力。

技术问题

[0008] 本发明的实施例针对部署现有的 GPON成本较高的缺点， 提出一种无源光网络 的光网络单元及其光模块， 用以解决现有的 GPON及其光模块成本较高的问题。 问题的解决方案

技术解决方案

[0009] 本发明实施例根据一个方面， 提供了一种光模块， 包括： 激光器及其驱动电路 ， 以及第一、 二电阻； 第一电阻连接于所述激光器中的发光二极管的 阳极与所 述驱动电路之间， 第二电阻连接于所述发光二极管的阴极与所述 驱动电路之间 ， 所述光模块还包括：

[0010] 第一低通滤波器， 与第一电阻相并联， 连接于所述发光二极管的阳极与所述驱 动电路之间。

[0011] 本发明实施例根据另一个方面， 还提供了一种无源光网络的光网络单元， 其光 模块包括： 激光器及其驱动电路， 以及以及第一、 二电阻； 第一电阻连接于所 述激光器中的发光二极管的阳极与驱动电路之 间， 第二电阻连接于所述发光二 极管的阴极与所述驱动电路之间， 所述光模块， 还包括：

[0012] 第一低通滤波器， 与第一电阻相并联， 连接于所述发光二极管的阳极与所述驱 动电路之间。

发明的有益效果

有益效果

[0013] 本发明的实施例中， 光模块中的第一低通滤波器， 设置于激光器的驱动电路与 该激光器中发光二极管的阳极之间， 并与第一电阻相并联， 降低了该驱动电路 的负载， 增大了该驱动电路输出的偏置电流， 以使得该激光器可以正常工作。 并且， 第一低通滤波器抑制了偏置电流中的交流分量 ， 使得该激光器发射出的 光信号的频率更加稳定。

[0014] 而且， 本发明实施例中的激光器的成本远低于 DFB激光器， 第一低通滤波器的 价格远远小于昂贵的 DFB激光器与本发明实施例的激光器之间的差价 ， 因此本发 明实施例的光模块的成本远小于采用 DFB激光器的光模块的成本， 可以降低采用 本发明实施例的光模块的 ONU和 OLT的成本， 从而降低大规模部署 PON的成本

[0015] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部 分给出， 这些将从下面的描述中 变得明显， 或通过本发明的实践了解到。

对附图的简要说明

附图说明

[0016] 本发明上述的和 /或附加的方面和优点从下面结合附图对实施� �的描述中将变 得明显和容易理解， 其中：

[0017] 图 1为本发明实施例的无源光网络的架构示意图� �

[0018] 图 2为本发明实施例的光模块的内部电路的示意� �；

[0019] 图 3、 图 4和图 5分别为本发明实施例的第一、 二、 三低通滤波器的内部电路的 示意图。

本发明的实施方式

[0020] 下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至 终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或 具有相同或类似功能的元件。 下 面通过参考附图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为 对本发明的限制。

[0021] 本技术领域技术人员可以理解， 除非特意声明， 这里使用的单数形式"一"、 " 一个"、 "所述 "和"该"也可包括复数形式。 应该进一步理解的是， 本发明的说明 书中使用的措辞"包括"是指存在所述特征、 整数、 步骤、 操作、 元件和 /或组件 ， 但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征 、 整数、 步骤、 操作、 元件、 组件和 /或它们的组。 应该理解， 当我们称元件被"连接"或"耦接"到另一元件吋 ， 它可以直接连接或耦接到其他元件， 或者也可以存在中间元件。 此外， 这里 使用的"连接"或"耦接"可以包括无线连接或无� �耦接。 这里使用的措辞 "和 /或"包 括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一 单元和全部组合。

[0022] 本技术领域技术人员可以理解， 除非另外定义， 这里使用的所有术语 （包括技 术术语和科学术语） ， 具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一 般理解相 同的意义。 还应该理解的是， 诸如通用字典中定义的那些术语， 应该被理解为 具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义 ， 并且除非像这里一样被特定定 义， 否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

[0023] 本发明的发明人发现， 现有的 GPON中的光模块中通常采用 DFB (Distributed

FeedBack, 分布式反馈） 激光器， 而 DFB激光器的价格比较昂贵， 导致光模块价 格居高不下， 从而造成大规模部署 GPON的成本高昂。

[0024] 本发明的发明人考虑到， 可以采用价格更为低廉的激光器， 例如 FP (FabryPer ot， 法布里珀罗） 激光器， 代替较为昂贵 DFB激光器， 以降低光模块的成本。

[0025] 本发明的发明人进一步发现， 现有的 GPON的光模块中， 驱动电路输出的偏置 电流通常仅通过一个电阻就输送到 DFB激光器， 而本发明实施例中采用低成本的 激光器， 该低成本的激光器所需的偏置电流通常大于 DFB激光器所需的偏置电流 。 当直接采用本发明实施例的激光器代替 DFB激光器吋， 本发明实施例的激光器 往往会得不到充足的偏置电流而无法正常工作 。 而且， 即使本发明实施例的激 光器可以正常工作， 由于电阻无法抑制驱动电路输出的偏置电流中 的交流分量 ， 很容易引起本发明实施例的激光器发射的光信 号的频率偏移， 影响上行光信 号的传输。

[0026] 本发明的实施例中， 增加了连接于驱动电路与激光器之间的低通滤 波器， 且使 得该低通滤波器与原有的电阻并联。 本发明人发现， 低通滤波器与电阻并联后 等效的阻抗小于电阻的阻抗， 相当于减小了驱动电路的负载， 增大了驱动电路 输出的偏置电流， 可以满足本发明实施例的激光器正常发射光信 号。 而且， 低 通滤波器可以抑制偏置电流中的交流分量， 可以使得输送到本发明实施例的激 光器的偏置电流中的直流分量更加稳定， 从而保证该激光器发射光信号的频率 更加稳定。

[0027] 下面结合附图具体介绍本发明实施例的技术方 案。

[0028] 本发明实施例提供的 PON (Passive Optical Network, 无源光网络） 的架构示意 图如图 1所示， 包括： OLT101、 多个 ONU102, 以及连接在 OLT101与多个 ONU1 02之间的 ODN103。

[0029] 其中， OLT101通常设置在中心局端； OLT101中可以设置有多个光模块， OLT 101中的光模块通过光纤与 ODN103相连， 用于发射下行光信号或接收上行光信 号。

[0030] ONU102通常设置于终端； ONU102中可以设置一个光模块， ONU102中的光模 块通过光纤与 ODN103相连， 用于接收下行光信号或发射上行光信号。

[0031] 光模块通常与通讯系统连接， 用于将接收的光信号转换为电信号发送至通讯 系 统进行处理， 或者从通讯系统接收电信号转换为光信号后通 过光纤传输。

[0032] OLT101或者 ONU102中的光模块的内部电路的示意图如图 2所示， 包括： 激光 器 201及其驱动电路 202、 第一电阻 203和第一低通滤波器 204、 以及第二电阻 205

[0033] 其中， 激光器 201具体可以是 FP (Fabry-Perot, 法布里-珀罗） 激光器或者其他 成本低于 DFB激光器的激光器。

[0034] 激光器 201包括： 发光二极管 211和光电二极管 212。 发光二极管 211具体可以是

FP激光二极管。

[0035] 发光二极管 211的阳极与光电二极管 212的阴极相连。 光电二极管 212的阳极与 驱动电路 202电路相通。

[0036] 发光二极管 211用于通过其阴、 阳极接收到的偏置电流后， 进行电光转换， 发 射出光信号。

[0037] 光电二极管 212与发光二极管 211相对， 用于接收发光二极管 211发射出的一部 分激光， 对接收的光进行光电转换输出背光电流， 反馈至驱动电路 202， 供驱动 电路 202根据该背光电流调整输出到发光二极管 211的偏置电流， 从而调整发光 二极管 211发射出的光信号的频率和光强等。

[0038] 第一电阻 203连接于驱动电路 202与激光器 201中的发光二极管 211的阳极之间。 即第一电阻 203也连接于驱动电路 202与光电二极管 212的阴极之间。 较佳地， 电 阻 203连接于驱动电路 202的偏置电流输出端与激光器 201中的发光二极管 211的 阳极之间。

[0039] 第一低通滤波器 204与第一电阻 203相并联， 连接于激光器 201中的发光二极管 2 11的阳极与驱动电路 202之间。 即第一低通滤波器 204也连接于驱动电路 202与光 电二极管 212的阴极之间。 较佳地， 第一低通滤波器 204连接于驱动电路 202的偏 置电流输出端与激光器 201中的发光二极管 211的阳极之间。

[0040] 第二电阻 205连接于驱动电路 202与激光器 201中的发光二极管 211的阴极之间。

[0041] 可见， 激光器 201的驱动电路 202输出的偏置电流， 通过电阻 203与第一低通滤 波器 204的并联电路， 输送到激光器 201中的发光二级管 211的阳极， 供激光器 20 1中的发光二极管 211正常工作 （即发光） 。

[0042] 具体地， 光模块接收到通讯系统发送的光信号输出指令 后， 该光模块中的驱动 电路 202从不输出偏置电流转换到输出偏置电流的状 态， 此过程中的偏置电流从 无到有， 具有交流电流的特性， 此过程中的偏置电流主要通过第一电阻 203输出 到激光器 201中的发光二极管 211和光电二极管 212， 使得激光器 201幵始进入工 作状态； 待驱动电路 202输出的偏置电流稳定后， 偏置电流中以直流分量为主， 并通过第一电阻 203与第一低通滤波器 204的并联电路， 输送到激光器 201中的发 光二极管 211和光电二极管 212。

[0043] 驱动电路 202输出的偏置电流中， 一部分偏置电流通过第一低通滤波器 204输送 到激光器 201中的发光二极管 211的阳极和光电二极管 212的阴极。 通过第一低通 滤波器 204的这一部分偏置电流， 其交流分量在通过第一低通滤波器 204吋被转 化成热能耗散， 相当于这部分偏置电流的交流分量被第一低通 滤波器 204所抑制 ， 使得输送到激光器 201中的发光二极管 211阳极的偏置电流中的直流分量更加 稳定， 从而使得激光器 201中的发光二极管 211发射的光信号的频率更加稳定。

[0044] 较佳地， 如图 2所示， 本发明实施例的光模块中， 还包括： 与第二电阻 205并联 的第二低通滤波器 206。

[0045] 第二低通滤波器 206连接于光模块中的发光二极管 211的阴极与驱动电路 202之 间。 [0046] 第二低通滤波器 206可以进一步滤除流经第二低通滤波器 206的偏置电流的交流 分量， 使得回路中从发光二极管 211的阴极至驱动电路 202的偏置电流中的直流 分量更加稳定， 从而使得激光器 201中的发光二极管 211发射的光信号的频率更 加稳定。

[0047] 较佳地， 如图 2所示， 本发明实施例的光模块中， 还包括： 第三低通滤波器 207

[0048] 第三低通滤波器 207连接于激光器 201中的光电二极管 212的阳极与驱动电路 202 之间。

[0049] 第三低通滤波器 207可以抑制或滤除光电二极管 212经过光电转换输出的背光电 流中的交流分量， 使得该背光电流中直流分量占比增加， 驱动电路 202可以根据 直流分量占比更大的背光电流， 更加准确地调整输出到发光二极管 211的偏置电 流， 从而使得发光二极管 211发射出的激光光强更加准确稳定。

[0050] 较佳地， 第一低通滤波器 204或第二低通滤波器 206允许通过的电流， 不小于激 光器 201中的发光二极管 211正常工作所需的偏置电流。 例如， 第一低通滤波器 2 04允许通过的电流不小于 70mA (毫安） 。

[0051] 更优的， 激光器 201的驱动电流 202， 在其偏置电流输出端无负载的情况下， 输 出的偏置电流不小于 90mA。

[0052] 事实上， 可以预先通过实验确定出， 偏置电流中对激光器 201中的发光二极管 2 11发射光信号的频率容易产生影响的交流分量� ��频率； 针对性地选择截止频率 低于确定出的频率的低通滤波器作为第一低通 滤波 204。 第二低通滤波器 206和 第三低通滤波器 207的截止频率都可以低于该确定出的频率。

[0053] 例如， 当确定出激光器 201中的发光二极管 211发送光信号的频率最容易受到偏 置电流中频率为 700-800MHZ (兆赫兹） 的交流分量的影响吋， 可以选择截止频 率低于 700MHz的低通滤波器作为第一低通滤波器 204。

[0054] 在实际应用中， 可以采用将多个串联的第一低通滤波器 204与第一电阻 203相并 联的电路。 还可以采用将多个串联的第二低通滤波器 206与第二电阻 205相并联 的电路。 进一步， 还可以采用在驱动电路 202与光电二极管 212的阳极之间串联 多个第三低通滤波器 207的电路。 [0055] 根据实验验证， 采用上述至少一个串联有多个低通滤波器的电 路， 可以使得提 供给发光二极管 211的偏置电流中交流分量的幅度比直流分量的 幅度低 40dB (分 贝） 以上。 此吋， 可以认为偏置电流中交流分量， 对发光二极管 211输出光信号 的频率没有影响。

[0056] 更优的， 第一低通滤波器 204的内部电路的示意图如图 3所示， 包括： 第一电感

301、 第一电容 302和第二电容 303。

[0057] 其中， 第一电感 301和第一电容 302， 都与第一电阻 203相并联， 都连接于发光 二极管 211的阳极与驱动电路 202之间。

[0058] 第二电容 303， 其一端连接于第一电容 301与驱动电路 202之间， 其另一端接地

[0059] 较佳地， 适当地调整第一电感 301、 第一电容 302和第二电容 303的参数， 可以 使得第一低通滤波器 204的直流阻抗小于第一电阻 203的阻抗。 此吋， 根据并联 电路的特性， 驱动电路 202输出的大部分偏置电流通过第一低通滤波器 204输送 到激光器 201中的发光二极管 211的阳极， 从而使得偏置电流中大部分交流分量 被低通滤波器抑制或者滤除， 使得偏置电流中直流分量的占比大于交流分量 的 占比， 甚至几倍于交流分量的占比， 发光二极管 211可以根据直流分量占比远超 交流分量占比的偏置电流输出频率更加稳定的 光信号。 例如， 当电阻 203的阻抗 为 20Ω左右吋， 可以将第一低通滤波器 204的直流阻抗调整为不大于 10Ω。

[0060] 更优的， 第二低通滤波器 206的内部电路的示意图如图 4所示， 包括： 第二电感 401、 第三电容 402和第四电容 403。

[0061] 其中， 第二电感 401和第三电容 402， 都与第二电阻 205相并联， 都连接于发光 二极管 211的阳极与驱动电路 202之间。

[0062] 第四电容 403的一端连接于第三电容 402与驱动电路 202之间， 另一端接地。

[0063] 较佳地， 适当调整第二电感 401、 第三电容 402和第四电容 403的参数， 可以使 得第二低通滤波器 206的直流阻抗小于第二电阻 205的阻抗。 此吋， 偏置电力回 路中从发光二极管 211阴极至驱动电路 202段的大部分偏置电流将通过第二低通 滤波器 206流动， 第二低通滤波器 206可以进一步抑制或滤除偏置电流中的交流 分量， 使得偏置电流中直流分量的占比进一步提升， 有利于发光二极管 211输出 频率更加稳定的光信号。

[0064] 更优的， 第三低通滤波器 207的内部电路的示意图如图 5所示， 包括： 第三电感 501、 第五电容 502和第六电容 503。

[0065] 其中， 第三电感 501和第五电容 502相并联， 都连接于激光器 201中的光电二极 管 212的阳极与驱动电路 202之间。

[0066] 第六电容 503的一端连接于第五电容 502与驱动电路 202之间， 另一端接地。

[0067] 更进一步， 适当地调整第一低通滤波器 204、 第二低通滤波器 206和第三低通滤 波器 207中至少一个低通滤波器中的电感和电容的参 数， 可以调整驱动电路 202 与激光器 201之前的偏置电流回路的频率响应特性， 协助优化激光器 201、 或者 激光器 201所在的 BOSA (Bi-Directional Optical Sub-Assembly, 光发射接收组件 ) 的外围电路的阻抗匹配。

[0068] 事实上， 不同光模块中的激光器， 可能需要抑制或滤除偏置电流中不同频率的 交流分量， 来稳定地输出不同频率的光信号。

[0069] 本发明实施例中， 对于第一低通滤波器 204、 第二低通滤波器 206和第三低通滤 波器 207中任一低通滤波器， 可以通过适当调整该低通滤波器中电感和电容 的参 数， 来调整该低通滤波器的截止频率， 从而抑制或滤除偏置电流中不同频率的 交流分量， 以适应激光器输出不同频率的光信号。 也就是说， 本发明实施例的 技术方案可以适用于要求输出不同频率光信号 的光模块。

[0070] 本领域技术人员可以理解， 本发明实施例的 0NU及其光模块， 可以应用于 GP0 N中， 也可以应用于 EPON (Ethernet Passive Optical Network, 以太网无源光网络 ) 、 XGP0N1、 XGP0N2或 NG-P0N2 (Next Generation-Passive Optical Network stage2, 下一代无源光网络阶段 2) 等无源光网络中。 其中， XGP0N1中的 X为数 字， 例如 10， 此吋 XGP0N1具体为 10GPON1。

本发明的实施例中， 光模块中的第一低通滤波器， 设置于激光器的驱动电路与 该激光器中发光二极管的阳极之间， 并与第一电阻相并联， 降低了该驱动电路 的负载， 增大了该驱动电路输出的偏置电流， 以使得该激光器可以正常工作。 并且， 第一低通滤波器抑制了偏置电流中的交流分量 ， 使得该激光器发射出的 光信号的频率更加稳定。 [0072] 而且， 本发明实施例中的激光器的成本远低于 DFB激光器， 第一低通滤波器的 价格远远小于昂贵的 DFB激光器与本发明实施例的激光器之间的差价 ， 因此本发 明实施例的光模块的成本远小于采用 DFB激光器的光模块的成本， 可以降低采用 本发明实施例的光模块的 ONU和 OLT的成本， 从而降低大规模部署 PON的成本

[0073] 进一步， 本发明实施例中的光模块中还设置了第二低通 滤波器， 可以进一步抑 制或滤除偏置电流中的交流分量； 该光模块中设置的第三低通滤波器， 可以抑 制或滤除背光电流中的交流分量， 有助于驱动电路根据该背光电流调整输出更 加稳定准确的偏置电流。

[0074] 此外， 调整本发明实施例中的低通滤波器中的电感和 电容的参数， 可以调节偏 置电流回路的频率响应特性， 协助优化激光器外围电路的阻抗匹配； 还可以调 整各低通滤波器的截止频率， 以适应要求输出不同频率的光信号的光模块。

[0075] 以上所述仅是本发明的部分实施方式， 应当指出， 对于本技术领域的普通技术 人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以做出若干改进和润饰， 这些 改进和润饰也应视为本发明的保护范围。