[发明专利]收发一体高速信号光传输装置和信号光传输方法

说明书

本发明涉及一种收发一体高速信号光传输装置，包括壳体，壳体内设置有信号接收电路和信号发射电路，信号接收电路包括：探测器、信号耦合电路、限幅放大器、信号耦合电路；探测器接收光信号，将光信号转化为电信号依次传输给信号耦合电路、限幅放大器、信号耦合电路，输出电信号，信号发射电路包括：信号耦合电路、激光调制与驱动电路、光功率控制电路、消光比控制电路、信号耦合电路和激光器。本发明收发一体高速信号光传输装置，纯硬件设置，电路中不包含微控制器电路，光功率、消光比的稳定控制和温度补偿采用电阻搭配方式实现，抗电磁干扰能力强，结构紧凑，体积小巧，便于多路信号并行使用，环境适应性强。

技术领域

本发明涉及一种通讯系统，具体的说，是涉及一种收发一体高速信号光传输装置和信号光传输方法。

背景技术

随着我国5G通讯的不断发展，其所需处理和传输的数据量也越来越大，信号路数也越来越多，虽然通过提升信号的传输速率可以一定程度的缓解压力，但传输速率的提升带来了串扰等问题，同时信号路数的增加也增加了系统的重量，这是重要通讯系统所不能接受的，而光传输的优点是速率快、抗干扰、重量轻等，因此武器系统的信号传输方式也逐渐由电向光转换。

通用光模块主要由发射部分、接收部分及微控制器管理单元三部分组成，如图2所示。其电路原理方面包括信号耦合、激光调制与驱动器、限幅放大器、微控制器几大功能部分。

信号耦合电路实现信号的耦合连通；激光调制与驱动器电路为激光器提供必要的产生光载波所需的驱动电流和调制电流，并将待发送电信号调制在光载波上发射出去；限幅放大器作用是将探测器接收转换的弱信号，经放大后输出用户电路板。

激光器的工作电流由两部分组成，即受发送电信号调制的调制电流和由偏置电路提供的偏置电流，调制电流确保激光器输出光信号具备合适的消光比，偏置电流确保激光器输出合适的光功率。由于激光器的发光效率受温度的影响较大，因此必须对模块实时工作温度进行检测，根据检测的温度情况对激光器的调制电流、偏置电流进行补偿，以维持消光比和光功率的稳定。

微控制器电路利用其内置的温度传感器对模块实时工作温度进行检测，根据预先设定的调节系数，管理激光调制与驱动器，实时调整调制电流和偏置电流，实现补偿。

通用光模块存在以下几个缺点：

(1)电路中除包含耦合电路、激光调制与驱动电路、限幅放大电路外，还包含微控制器电路，因此，原理电路无法实现小型化的设计目的；

(2)微控制器电路同时管理着激光调制与驱动电路与限幅放大电路其电路，因此，收发通道不能在电气上相互独立，无法避免收发通道间的相互串扰；

(3)光、电接口均采用插拔式方式，光模块处于开放式状态，不能用于舰载等应用环境，同时插拔式接口在振动等力学环境下影响信号连接可靠性，因此其耐受环境性能差。

在现有技术中，通用光模块的方案和结构设计，不仅使产品体积大，而且结构复杂，难以实现收发一体全金属密封的技术目的。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种不包含微控制器电路，收发通道在电气上相互独立，确保收发通道相互隔离，避免收发通道间的相互串扰，提升产品性能的收发一体高速信号光传输装置。

本发明所采取的技术方案是：

一种收发一体高速信号光传输装置，

包括壳体，壳体内设置有信号接收电路和信号发射电路，信号接收电路包括：探测器、信号耦合电路、限幅放大器、信号耦合电路；探测器接收光信号，将光信号转化为电信号依次传输给信号耦合电路、限幅放大器、信号耦合电路，输出电信号，

信号发射电路包括：信号耦合电路、激光调制与驱动电路、光功率控制电路、消光比控制电路、信号耦合电路和激光器；