[發明專利]一種用于電力設備通信的小型可插拔光模塊

有效

• 申請號: 201410279303.1
• 申請日: 2014-06-20
• 公開（公告）號: CN104052548B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 杜紅桃;李秀峰
• 申請（專利權）人: 武漢鑫森華科技產業發展有限公司
• 主分類號: H04B10/40
• 分類號: H04B10/40;H04B10/80
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 李娜

技術領域

本發明涉及光纖通信的技術領域，尤其涉及一種用于電力設備通信的小型可插拔光模塊。

背景技術

首先給出本文中部分技術術語的英文簡稱、全稱及中文意思：

ADC(Analog?to?Digital?Converter)模擬數字轉換

APD(Avalanche?Photo?Diode)雪崩光電二極管

DAC(Digital?to?Analog?Converter)數字模擬轉換

EML(Electroabsorption-Modulated-Laser)電吸收調制激光器

SFP(Small?From-Factor?Pluggable)小型可插拔光模塊

SFP+(Small?From-Factor?Pluggable?Plus)增強型小型可插拔光模塊

PID(proportion、integration、differentiation)比例、積分、微分控制策略

光模塊是用于光電轉換的一種光學器件，SFP是光模塊的一種封裝形式，按照傳輸速率可分為155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G等制式。SFP協議規范主要是IEEE802.3和SFF-8472。SFP+光模塊是在SFP光模塊的基礎上發展而來，能夠適應更高的數據速率。

隨著超高壓、特高壓輸電以及智能電網的發展，電力設備中越來越多使用光纖通信技術，例如網調、省調高壓(330-500kV)電網中的光纖通信、330-500kV超高壓電網中光纖復合架空地線——OPGW(Optical?Fiber?Composite?Overhead?Ground?Wire)、110-220kV高壓電網中光通信用的全介質自承式ADSS(All?Dielectric?Self-Supporting)光纜等，因此需要配套大量光發送-接收端口，光模塊的需求也日益增長。

電力系統設備通信使用的光模塊存在一些特殊要求。其一，電力設備需要長期不斷電運行，如果功耗大，散熱差，將導致光模塊內部溫度較高，模塊性能下降，光器件壽命減少，嚴重情況下將使光模塊的關鍵器件由于溫度過高而損壞；其二，由于雷擊、操作過電壓，以及高、低壓設備相互間的大量電磁耦合干擾，電力設備較之傳統通信設備存在更高的浪涌風險，這極易導致光模塊的關鍵器件由于浪涌過大而損壞。

目前有關SFP或SFP+光模塊的改進方案已知有解決低功耗的專利。例如文件CN102298401(ZL201110133778.6)，該方案采用在光模塊電路中增加熱電制冷器、APD高壓控制單元和溫度采集電路、DAC轉換器的方法，對光發送與接收接口組件進行工作溫度控制。該方法的優點是能對接收-發送電路實現全溫控制，在SFP+高速模塊中效果突出，但該方案主要是面向低溫控制，不能解決功耗問題，也不能解決浪涌沖擊問題，不能完全適合電力設備通信所需。再比如文件CN101726810，該方案采用半制冷方式，將激光器組件劃分多個溫度區間，由微控制器針對每個溫度區間，利用軟件PID控制環實現調溫，雖然溫控也對延長光模塊使用壽命有益，但該方案仍然對光模塊功耗問題考慮不足。

發明內容

為克服現有技術的缺陷，本發明要解決的技術問題是提供了一種用于電力設備通信的小型可插拔光模塊，其能夠有效抑制光模塊電接口輸入浪涌、降低光模塊功耗。

本發明的技術方案是：這種用于電力設備通信的小型可插拔光模塊，其包括激光器驅動單元、放大器單元、電源單元、上位機電接口電路、光發送接口組件與光接收接口組件，該小型可插拔光模塊還包括電涌保護單元、微控制器、功率信號采集單元、發送信號電平增益控制單元、接收信號電平增益控制單元；電涌保護單元分別與上位機電接口電路、電源單元、微控制器、發送信號電平增益控制單元、放大器單元連接，微控制器分別與功率信號采集單元、發送信號電平增益控制單元、接收信號電平增益控制單元連接，功率信號采集單元分別與激光器驅動單元、放大器單元連接，激光器驅動單元與光發送接口組件連接，接收信號電平增益控制單元分別與放大器單元、光接收接口組件連接。

由于增加了電涌保護單元并且微控制器與電涌保護單元有信號連接，所以能夠防止電涌信號對微控制器端口的破壞；由于本發明的電路方案不采用單片收發一體的激光器驅動及放大器集成芯片，所以能獨立有效的對光模塊發送和接收電路的功耗進行控制，從而降低光模塊功耗。

附圖說明