CN109981183A - 一种通信***及其光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通信***及其光模块，包括处理器；格式转换装置，用于在处理器的控制下将接收到的不归零码NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；光电转换装置，用于将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤；其中，预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号的传输速率。本发明中，格式转换装置能够在处理器的控制下将接收到的NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号，然后再由光电转换装置将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤，由于预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号，因此本发明中的光模块能够使得预设格式的数据在光纤中传输，提高了通信速度，用户体验感较好。

Description

一种通信***及其光模块
技术领域
本发明涉及通信领域，特别是涉及一种光模块，本发明还涉及一种通信***。
背景技术
现有的通信网络中常用光纤来传输数据，在整个通信网络中，光模块起到了将电信号与光信号相互转换的作用，但是现有技术中的光模块只能够将NRZ(Non-Return toZero，不归零码)格式的电信号转换为光信号后输出至光纤，这也就限制了光纤中只能够传输NRZ格式的数据，NRZ格式的数据传输速率本身较低，使得通信速度较慢，用户体验差。
因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种光模块，提高了光纤网络的数据传输速率，用户体验较好；本发明的另一目的是提供一种包括上述光模块的通信***，提高了光纤网络的数据传输速率，用户体验较好。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种光模块，包括：
处理器；
格式转换装置，用于在所述处理器的控制下将接收到的不归零码NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；
光电转换装置，用于将所述预设格式的所述电信号转换为光信号后输出至光纤；
其中，所述预设格式的信号的传输速率大于所述NRZ格式的信号的传输速率。
优选地，所述预设格式为四电平脉冲幅度调制PAM4格式。
优选地，该光模块还包括：
信号处理装置，用于将经过格式转换的所述预设格式的所述电信号进行预设处理，以便所述电信号更加稳定的传输。
优选地，所述预设处理包括整流、滤波以及放大中的至少一者。
优选地，所述格式转换装置以及所述信号处理装置均为数字信号处理器DSP。
优选地，所述光电转换装置还用于将接收到的所述预设格式的光信号转换为电信号；
则所述格式转换装置还用于在所述处理器的控制下将所述预设格式的电信号转换为所述NRZ格式后发送至对应的交换机或者路由器。
优选地，所述光电转换装置包括：
激光二极管驱动器LDD，用于将所述预设格式的所述电信号转换为电流信号；
激光器，用于将所述LDD发送的所述电流信号转换为光信号后输出至光纤；
光电二极管，用于将接收到的光信号转换为电流信号；
跨阻放大器，用于将所述光电二极管发送的所述电流信号转换为电信号。
优选地，该光模块还包括：
温度控制装置；
则所述处理器还用于控制所述温度控制装置的温度至预设值，以便所述光模块安全运行。
优选地，所述温度控制装置为半导体制冷器TEC。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种通信***，包括如上任一项所述的光模块。
本发明提供了一种光模块，包括处理器；格式转换装置，用于在处理器的控制下将接收到的不归零码NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；光电转换装置，用于将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤；其中，预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号的传输速率。
可见，本发明中，格式转换装置能够在处理器的控制下将接收到的NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号，然后再由光电转换装置将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤，由于预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号，因此本发明中的光模块能够使得预设格式的数据在光纤中传输，提高了通信速度，用户体验感较好。
本发明还提供了一种通信***，具有如上光模块相同的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种光模块的结构示意图；
图2为本发明提供的另一种光模块的结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种光模块，提高了光纤网络的数据传输速率，用户体验较好；本发明的另一核心是提供一种包括上述光模块的通信***，提高了光纤网络的数据传输速率，用户体验较好。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明提供的一种光模块的结构示意图，包括：
处理器1；
格式转换装置2，用于在处理器1的控制下将接收到的NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；
光电转换装置3，用于将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤；
其中，预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号的传输速率。
具体的，从4G(the 4th Generation mobile communication technology，***移动通信技术)至即将到来的5G(the 5th Generation mobile communicationtechnology，第五代移动通信技术)，流量增长非常迅猛，但与此形成鲜明对照的是，运营商的收入依然以低速增长，两者的剪刀差越来越大。如何缩小流量和收入的不平衡是运营商面临的一大痛点。如果可以解决此痛点，无疑会在5G解决方案竞争中获得优势。最有效降低剪刀差的措施是降低成本。在移动承载网设备的成本构成中，光模块占比越来越大。如果可以有效降低光模块的成本，无疑会对降低整网设备成本起到至关重要的作用。性能诉求：与前几代移动网络相比，5G网络的能力将有飞跃发展。例如，下行峰值数据速率可达20Gbps，而上行峰值数据速率可能超过10Gbps。在基础设施方面，运营商应该进行端到端的网络架构改造，构建从接入网、汇聚网到核心网的弹性架构，增强其基础设施的带宽扩展灵活性。例如基于单通道50G PAM4(Pulse Amplitude Modulation，四电平脉冲幅度调制)技术的400GE/200GE/50GE可以很好适配5G对网络成本以及性能的诉求，构筑从接入、汇聚到核心网的最优解决方案。
本发明实施例中，当格式转换装置2接收到NRZ格式的电信号后，首先可以将其转换为预设格式的电信号，然后再由光电转换装置3进行电信号到光信号的转换并输出至光纤，此种情况下，便能够在光纤网络中传输预设格式的数据，由于预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号的传输速率，本发明实施例提高了通信网络的数据传输速率，提升了用户体验，另外由于数据传输速率的提升，在同等的传输速度下，采用本发明实施例中的一个光模块便可以代替原有的通信***中的一个以上的光模块，光模块对应的光纤数量也相应地减少，有效地降低了通信***中的成本。
具体的，接收到的NRZ格式的电信号可以为与光模块连接的设备发送的，例如可以为交换机或者路由器等，本发明实施例在此不做限定。
具体的，预设格式的电信号可以为多种类型，例如目前的5G通信中所涉及的多种类型的数据格式等，本发明实施例在此不做限定。
具体的，光电转换装置3也可以为多种类型，例如采用原有的光模块中的光电转换装置3等，本发明实施例在此不做限定。
其中，基于本发明实施例中的思想，除了将NRZ格式的电信号进行转换外，还可以将其他格式的电信号转换为预设格式，以提高各种实际情况中的数据传输速率。
其中，光电转换装置3进行电信号到光信号的转换过程也可以在处理器1的控制下进行，本发明实施例在此不做限定。
本发明提供了一种光模块，包括处理器；格式转换装置，用于在处理器的控制下将接收到的不归零码NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；光电转换装置，用于将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤；其中，预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号的传输速率。
可见，本发明中，格式转换装置能够在处理器的控制下将接收到的NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号，然后再由光电转换装置将预设格式的电信号转换为光信号后输出至光纤，由于预设格式的信号的传输速率大于NRZ格式的信号，因此本发明中的光模块能够使得预设格式的数据在光纤中传输，提高了通信速度，用户体验感较好。
在上述实施例的基础上：
作为一种优选的实施例，预设格式为PAM4格式。
具体的，PAM信号是继NRZ后的热门信号传输技术，也是多阶调制技术的代表。NRZ信号采用高、低两种信号电平表示数字逻辑信号的1、0，每个时钟周期可以传输1bit的逻辑信息。PAM4信号采用4个不同的信号电平进行信号传输，每个时钟周期可以传输2bit的逻辑信息，即00、01、10、11。因此，在同样波特率条件下，PAM4信号比特速率是NRZ信号的2倍，传输效率提高一倍，同时还可有效降低成本。在同样的一条光纤通道中，PAM4调制技术由于具有较高的数据传输速率，可以有效提升带宽利用效率。5G承载，需要大带宽低成本的解决方案，从4G至即将到来的5G，流量增长非常迅猛，这无疑会在5G解决方案竞争中获得优势。与前几代移动网络相比，5G网络的能力将有飞跃发展。在基础设施方面，运营商应该进行端到端的网络架构改造，构建从接入网、汇聚网到核心网的弹性架构，增强其基础设施的带宽扩展灵活性。基于单通道50G PAM4技术的400GE/200GE/50GE可以很好适配5G对网络成本以及性能的诉求，构筑从接入、汇聚到核心网的最优解决方案。
当然，除了PAM4格式外，预设格式还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，该光模块还包括：
信号处理装置4，用于将经过格式转换的预设格式的电信号进行预设处理，以便电信号更加稳定的传输。
考虑到经过格式转换的预设格式的电信号可能存在信号强度不足或者存在杂质等一些其他问题，如果就这样输出至通信网络进行传输的话可能造成信号稳定性的不足，因此本发明实施例中的信号处理装置4可以将经过格式转换的预设格式的电信号进行预设处理，使其能够更加稳定的传输。
作为一种优选的实施例，预设处理包括整流、滤波以及放大中的至少一者。
具体的，整流、滤波以及放大处理可以很好地滤除掉信号中的杂质，并使其具有足够的强度，最终能够在通信网络中稳定的传输。
当然，除了整流、滤波以及放大中的至少一者外，预设处理还可以为其他多种类型，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，格式转换装置2以及信号处理装置4均为DSP(DigitalSignal Processing，数字信号处理器1)。
具体的，DSP具有稳定性高、体积小以及使用寿命长等优点。
当然，除了DSP外，格式转换装置2以及信号处理装置4还可以分别为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
其中，值的一提的是，本发明实施例中的光模块在上电过程中，可以首先由处理器1执行自身的初始化过程，处理器1初始化完成后，便可以通过GPIO(General PurposeInput Output，通用输入/输出)口控制DSP加载存储于EEPROM(Electrically ErasableProgrammable read only memory，带电可擦可编程只读存储器)的hex镜像文件，供DSP自己进行初始化，当处理器1通过MDIO(Management Data Input/Output，管理数据输入输出)读取DSP加载状态完成后，开始初始化光电转换装置3，然后进入正常工作模式。
具体的，处理器1在执行自身的初始化的过程中，可以自身flash闪存中的hex镜像程序，而在控制DSP初始化的过程中，可以首先将DSP的镜像程序写入EEPROM中，然后控制DSP加载EEPROM中的镜像程序进行初始化。
另外，DSP的时钟装置可以为晶振，处理器1可以控制晶振振荡条件，以便控制DSP进行数据格式的转换。
其中，处理器1可以为多种类型，例如可以为MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，光电转换装置3还用于将接收到的预设格式的光信号转换为电信号；
则格式转换装置2还用于在处理器1的控制下将预设格式的电信号转换为NRZ格式后发送至对应的交换机或者路由器。
具体的，当光模块从光纤网络上接收到预设格式的光信号时，光电转换装置3还可以将预设格式的光信号转换为电信号，然后格式转换装置2还可以在处理器1的控制下将预设格式的电信号转换为NRZ格式后发送至对应的交换机或者路由器中去，实现了双向的数据处理。
当然，在上述过程中，格式转换装置2还可以在处理器1的控制下将预设格式的电信号转换为其他格式的电信号，或者直接透传至对应的交换器或者路由器中去，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，光电转换装置3包括：
激光二极管驱动器LDD(Laser Diode Drive)31，用于将预设格式的电信号转换为电流信号；
激光器32，用于将LDD 31发送的电流信号转换为光信号后输出至光纤；
光电二极管34，用于将接收到的光信号转换为电流信号；
跨阻放大器33，用于将光电二极管34发送的电流信号转换为电信号。
具体的，LDD 31具有结构简单、成本低以及寿命长等优点。
具体的，激光器32、跨阻放大器33以及光电二极管34均具有结构简单、体积小、成本低以及寿命长等优点。
当然，除了本发明实施例中的光电转换装置3外，光电转换装置3还可以为其他类型。
作为一种优选的实施例，该光模块还包括：
温度控制装置5；
则处理器1还用于控制温度控制装置5的温度至预设值，以便光模块安全运行。
考虑到光模块可能处于室外环境，环境温度过高或者过低均会对光模块的正常工作产生影响，设置导致光模块的故障，本发明实施例中的处理器1可以控制温度控制装置5的温度至预设值，其中，处理器1可以通过数模转换模块控制温度控制装置5进行温度变化，同时通过模数转换模块采集该温度控制装置5的温度，并将其视为光模块所处环境的温度，同时可以采用PID(Proportion Integral Differential，比例积分微分控制)算法实现自动稳定地将温度控制装置5的温度调整至预设值。
其中，预设值可以为自主设定的光模块的最佳工作温度，例如20°等，本发明实施例在此不做限定。
作为一种优选的实施例，温度控制装置5为TEC(Thermo Electric Cooler，半导体制冷器)。
具体的，TEC具有体积小、价格低以及寿命长等优点。
当然，除了TEC外，温度控制装置5还可以为其他类型，本发明实施例在此不做限定。
本发明还提供了一种通信***，包括如前述实施例中的光模块。
对于本发明实施例提供的通信***的介绍请参照前述光模块的实施例，本发明实施例在此不再赘述。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。还需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：
处理器；
格式转换装置，用于在所述处理器的控制下将接收到的不归零码NRZ格式的电信号转换为预设格式的电信号；
光电转换装置，用于将所述预设格式的所述电信号转换为光信号后输出至光纤；
其中，所述预设格式的信号的传输速率大于所述NRZ格式的信号的传输速率。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述预设格式为四电平脉冲幅度调制PAM4格式。
3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，该光模块还包括：
信号处理装置，用于将经过格式转换的所述预设格式的所述电信号进行预设处理，以便所述电信号更加稳定的传输。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述预设处理包括整流、滤波以及放大中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述格式转换装置以及所述信号处理装置均为数字信号处理器DSP。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光电转换装置还用于将接收到的所述预设格式的光信号转换为电信号；
则所述格式转换装置还用于在所述处理器的控制下将所述预设格式的电信号转换为所述NRZ格式后发送至对应的交换机或者路由器。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述光电转换装置包括：
激光二极管驱动器LDD，用于将所述预设格式的所述电信号转换为电流信号；
激光器，用于将所述LDD发送的所述电流信号转换为光信号后输出至光纤；
光电二极管，用于将接收到的光信号转换为电流信号；
跨阻放大器，用于将所述光电二极管发送的所述电流信号转换为电信号。
8.根据权利要求1至7任一项所述的光模块，其特征在于，该光模块还包括：
温度控制装置；
则所述处理器还用于控制所述温度控制装置的温度至预设值，以便所述光模块安全运行。
9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述温度控制装置为半导体制冷器TEC。
10.一种通信***，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的光模块。
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