一種onu光模塊發端光功率監測方法
2023-05-04 01:21:11 1
專利名稱：一種onu光模塊發端光功率監測方法
技術領域：
本發明屬於光通信技術領域，尤其涉及一種對ONU中突發光模塊中發端光功率的監測方法。
背景技術：
光通信網絡連接到用戶終端的接入網，按照是否接入了有源器件可分為 AON(Active Optical Network,有源光網絡)和 PON(Passive Optical Network，無源光網絡)。由於PON具有維護簡便，便於安裝和拓展的特點，得到了廣泛的使用，並成為了國際通信聯盟的標準規範。PON通常由一個位於中心局的OLT (Optical Line Terminal,光線路終端)，數個位於用戶端的ONU(Optical Network Unit，光網絡單元)和位於兩者之間的光配線網絡構成。當數據下行的時候，OLT將下行數據包廣播到各個0NU，各ONU根據下行數據包中的地址信息各自進行匹配。當數據上行的時候，由於上行數據往往量小且時間規律性不高，現行的做法是讓各個ONU以時分多址模式工作。ONU突發光模塊一般由驅動晶片、雷射器組件、雷射器發光檢測電路、MCU組成，其具體工作過程如下Ρ0Ν系統設備向各ONU的突發光模塊發送突發控制信號Tx_BUrst ；當 Tx.Burst有效時，驅動晶片驅動雷射器組件向OLT發送突發光信號作為上行數據，接著雷射器發光檢測電路檢測到突發光信號後向PON系統設備反饋發光指示信號TX_SD，TX_SD高電平則表示雷射器組件處於發光狀態；當TX_BUrst無效時，雷射器組件關閉，雷射器發光檢測電路低電平的TX_SD，表示雷射器組件處於不發光狀態。在實際工程應用中，很多系統廠商都要求光模塊滿足SFF-8472協議規定，即光模塊需要準確實時給系統設備提供當前工作溫度、供電電壓、雷射偏置電流以及發射光功率和接收光功率這5個監控量的監測值，供系統設備及時了解光模塊的當前工作狀態。對於 ONU的突發光模塊而言，由於其發端具有突發性，故系統廠商普遍對其發端光功率的監測有如下要求若光模塊剛上電未發光時，要保證光模塊上報給系統設備的光功率監測值為0 ； 光模塊要實時監測當前的光功率值，當光模塊不發光時，光功率的監測值要保持為上一次發光時的光功率值。現有的發端光功率監測電路，一般由雷射器組件、採樣保持電路單元、ADC和MCU 組成。通過雷射器組件中的PD(雷射器組件一般包含兩個部分，一個是將電信號轉變為光信號的雷射二極體LD (Laser Diode)，和將光信號轉變為電信號的光電二極體PD (Photo Diode))將LD發出的光信號轉換為與該光信號強度成線性關係的背光電流I_md，而後通過採樣保持電路單元將I_md轉化為電壓信號並進行保持，接著通過ADC將此電壓信號轉換為數位訊號，該數位訊號作為發端光功率監測值存儲到MCU的存儲區最後上報給PON系統設備。現有技術普遍存在無法切實滿足工程應用要求的問題受環境光的影響，雷射器組件中的PD即使當LD沒有發光時，也會有微弱的暗電流，導致光模塊沒有發光時仍會錯誤的上報一個微弱的光功率監測值。採樣保持電路內部的電容隨時間會緩慢放電，無法一直保持採樣值，導致光模塊不發光時的光功率監測值無法長期保持為上一次發光時的光功率值。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的在於提供一種能夠滿足工程應用要求的ONU光模塊發端光功率監測方法。為實現以上目的，本發明提供、一種ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於，包括如下步驟
SlO :TX_SD連接步驟將雷射器發光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳； S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區的發端光功率監測值賦值為
0 ；
S30 採集步驟發端光功率監測電路採集發端光功率監測值； S40 =MCU判斷處理步驟
5401若當前TX_SD無效，則保持存儲區中的監測值不變；
5402若當前TX_SD有效，則將監測電路採集的監測值實時刷新存儲到MCU存儲區中； S50 校驗步驟對MCU存儲區的監測值進行校準，將校準後的監測值上報給系統設
備；
S60 結束步驟回到步驟S30開始執行，直到光模塊停止工作。進一步的，所述步驟S20中，還包括初始化後MCU打開中斷管腳的步驟；所述步驟 S30與步驟S40之間，還包括步驟S35:中斷判斷步驟:MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執行步驟S40;若中斷管腳未打開，則繼續判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然後重複執行步驟S35，若時延未滿則直接重複執行步驟S35 ；所述步驟S402中，在判斷TX_SD有效之後刷新存儲監測值之前，還包括MCU進入中斷處理，關閉中斷管腳，觸發中斷屏蔽時延處理。由於在實際工程應用中，TX_SD高低電平跳變非常頻繁， 容易造成微處理機控制晶片一直頻繁中斷，來不及處理程序的其它事項，出現處理錯誤的情形。因此，本方法中加入了 MCU中斷保護，能夠有效防止因TX_SD高低電平跳動頻繁而產生的問題。又進一步的，所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發信號，若接收到則TX_SD有效，若未接收到則TX_SD無效。利用TX_SD上升沿來判斷是否有效，好處是反應速度迅速靈敏，適合對速度要求較高的場合。另進一步的，所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷TX_SD是否為高電平， 若為高電平到則TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。利用TX_SD電平狀態來判讀是否有效，好處是相對穩定可靠，適合環境幹擾大對穩定性要求較高的場合。再進一步的，步驟S50中所述校準過程為首先讓發端發光兩次，並記錄下兩次發光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監測值Μ、N，根據公式 K= (m-n)/(M-N)得到校準係數K ；在此後的每次校準步驟中，直接用MCU中的監測值乘以校準係數K，得到校準後的監測值。利用校準係數K對監測值進行校準，能夠得到更加準確的光功率值。本發明的有益效果在於本發明通過結合雷射器組件的發光狀態來判斷發端光功率監測值，將MCU中的監測值初始賦值為0，而後遇到監測電路傳來的採樣值，若雷射器組件發光則將刷新存儲新監測值，若雷射器組件未發光則仍保留上一次的監測值；如此能夠徹底解決環境光導致的光功率誤報和現有採樣保持電路無法長期保持光功率採樣值的問題，低成本高效率的滿足了工程應用的要求。
圖1是本發明的具體實施例的採樣保持電路內置時的電路模塊示意圖。圖2是本發明的具體實施例的採樣保持電路外置時的電路模塊示意圖。圖3是本發明的具體實施例的大體流程圖。圖4是本發明的具體實施例的具體流程圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特徵，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特徵和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何權利要求、摘要和附圖)中公開的任一特徵，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特徵加以替換。即，除非特別敘述，每個特徵只是一系列等效或類似特徵中的一個例子而已。同時本說明書中對替代特徵的描述是對等同技術特徵的描述，不得視為對公眾的捐獻。本說明書(包括任何權利要求、摘要和附圖)中用語若同時具有一般含義與本領域特有含義的，如無特殊說明，均定義為本領域特有含義。圖1和圖2分別是本發明的具體實施例的採樣保持電路內置時和外置時的電路模塊示意圖。出於降低成本和節省布板空間的考慮，現有ONU光模塊中的驅動晶片一般都集成有採樣保持電路單元和ADC單元，如圖1所示，採樣保持電路單元和ADC單元集成在驅動晶片內部。內置時，監測電路採集到的採樣值通過驅動晶片和MCU間的通信埠完成數據的傳輸。而如果驅動晶片沒有集成這些部件，則需要在各晶片外部利用採樣比較器和阻容器件來搭建採樣保持電路單元，同時利用現有MCU必備的ADC單元來外置式的實現發端光功率監測，如圖2所示，採樣保持電路單元外置，ADC單元集成在MCU中。外置時，採樣保持電路單元採集到的採樣值直接通過MCU的管腳發送到MCU內部的ADC單元中去。因此，採樣保持電路單元通過內置和外置都可以很方便的實現，器件間的通信也是成熟技術，下面不再區分討論。如圖1和圖2所示，本發明的具體實施例的電路模塊由驅動晶片、雷射器組件、雷射器發光檢測電路和MCU組成。驅動晶片接收來自PON系統設備的突發控制信號TX_BUrst， 在Tx_BUrst的控制下，驅動雷射器組件發光。雷射器組件由一個LD和一個PD組成，LD陽極和PD陰極同時連接到偏置電壓VCCT，LD陰極輸出偏置電流I_bias到驅動晶片偏置電流管腳BIAS。驅動晶片利用偏置電流I_bias控制LD發光狀態，驅動晶片與LD之間有1_ bias時，LD發光，沒有I_bias時，LD不發光。當LD發光的時候，PD受到光照，產生與該光照強度成正線性比例的背光電流I_md。該背光電流I_md對採樣保持電路單元中的電容充電，充電完畢後形成電壓信號。而後該電壓信號被ADC採集，ADC則將該電壓模擬信號轉換為數位訊號，作為發端光功率監測值發送給MCU。在LD發光後，雷射器發光檢測電路將檢測到的發光狀態，以TX_SD信號的形式，發送給PON系統設備，同時還通過MCU的中斷管腳 interrupt發送給MCU。MCU則結合TX_SD的狀態，來判斷處理監測值，正常工作時，則將該監測值刷新存儲到MCU存儲區，作為新的發端光功率監測值。最後MCU用驅動晶片傳來的通過計算偏置電流I_bias得出的發端光功率應發值與監測值進行校準，將校準後的監測值上報給PON系統設備。圖3是本發明的具體實施例的大體流程圖，如圖3所示，大體的流程包括TX_SD連接步驟、初始化步驟、採集步驟、MCU判斷處理步驟、校驗步驟和結束步驟。由於在實際的工程應用中，TX_SD高低電平跳變非常頻繁，容易造成微處理機控制晶片一直頻繁中斷，來不及處理程序的其它事項，出現處理錯誤的情形。因此，本發明中加入了 MCU中斷保護，即MCU 進入中斷處理後，先屏蔽中斷管腳，同時觸發一個時延計數，該時延計數完畢之後再重新打來中斷管腳，接收中斷請求。為了能夠準確上報第一次的光功率監測值，在光模塊初始化的階段，中斷管腳的默認狀態是打開的。加入了中斷保護之後的具體流程圖如圖4所示，整個具體工作流程如下。SlO :TX_SD連接步驟將雷射器發光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳。這是個預先處理的步驟，必須先讓MCU能夠接收到TX_SD信號，之後才能結合TX_SD進行判斷處理。S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區的發端光功率監測值賦值為0，打開中斷管腳。初始化之後，MCU將監測值賦值為0能夠有效防止PD因環境光而產生的微弱光功率信號的幹擾。同時將中斷管腳默認為打開狀態，能夠不漏掉LD的第一次發光。S30 採集步驟發端光功率監測電路採集發端光功率監測值。採集過程如上所述，不再贅述。S35:中斷判斷步驟MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執行步驟 S40;若中斷管腳未打開，則繼續判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然後重複執行步驟S35，若時延未滿則直接重複執行步驟S35。此步驟的作用是對MCU進行中斷保護。S40 :MCU判斷處理步驟
5401若當前TX_SD無效，則保持存儲區中的監測值不變；
5402若當前TX_SD有效，則MCU進入中斷處理，關閉中斷管腳，觸發中斷屏蔽時延處理，而後再將監測電路採集的監測值實時刷新存儲到MCU存儲區中。此步驟中判斷TX_SD是否有效，可以採用兩種方法一種是當工程環境良好，對反應速度要求較高時，可以判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發信號，若接收到則TX_SD有效， 若未接收到則TX_SD無效。另一種是當工程環境幹擾較大，對穩定性要求較高時，可以判斷 TX_SD是否為高電平，若為高電平到則TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。判斷TX_SD無效之後，保持監測值不變能夠有效保持上一次的監測值，防止了監測值跌落的情形。判斷TX_SD有效之後，先開啟中斷保護，而後將監測值實時刷新存儲到存儲區中。如此可以保證MCU不會因PD受環境光的影響而產生誤報的情形。S50 校驗步驟首先讓發端發光兩次，並記錄下兩次發光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監測值Μ、N,根據公式K= (m-n) / (M-N)得到校準係數K ；在此後的每次校準步驟中，直接用MCU中的監測值乘以校準係數K，得到校準後的監測值。 而後將校準後的監測值上報給PON系統設備。S60 結束步驟回到步驟S30開始執行，直到光模塊停止工作。通過以上流程處理，便能低成本，高效率實現標準規範和系統廠商對ONU光模塊發端光功率的監測要求。
權利要求
1.一種ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於，包括如下步驟SlO :TX_SD連接步驟將雷射器發光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳； S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區的發端光功率監測值賦值為0 ；S30 採集步驟發端光功率監測電路採集發端光功率監測值； S40 =MCU判斷處理步驟5401若當前TX_SD無效，則保持存儲區中的監測值不變；5402若當前TX_SD有效，則將監測電路採集的監測值實時刷新存儲到MCU存儲區中； S50 校驗步驟對MCU存儲區的監測值進行校準，將校準後的監測值上報給系統設備；S60 結束步驟回到步驟S30開始執行，直到光模塊停止工作。
2.根據權利要求1所述ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於 所述步驟S20中，還包括初始化後MCU打開中斷管腳的步驟；所述步驟S30與步驟S40之間，還包括步驟S35 中斷判斷步驟MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執行步驟S40;若中斷管腳未打開，則繼續判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然後重複執行步驟S35，若時延未滿則直接重複執行步驟 S35 ；所述步驟S402中，在判斷TX_SD有效之後刷新存儲監測值之前，還包括MCU進入中斷處理，關閉中斷管腳，觸發中斷屏蔽時延處理。
3.根據權利要求2所述ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發信號，若接收到則TX_SD有效，若未接收到則TX_SD無效。
4.根據權利要求2所述ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷TX_SD是否為高電平，若為高電平到則 TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。
5.根據權利要求1所述ONU光模塊發端光功率監測方法，其特徵在於步驟S50中所述校準過程為首先讓發端發光兩次，並記錄下兩次發光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監測值Μ、N，根據公式K= (m-n) / (M-N)得到校準係數K ；在此後的每次校準步驟中，直接用MCU中的監測值乘以校準係數K，得到校準後的監測值。
全文摘要
本發明公開了一種ONU光模塊發端光功率監測方法，通過結合雷射器組件的發光狀態來判斷發端光功率監測值，將MCU中的監測值初始賦值為0，而後遇到監測電路傳來的採樣值，若雷射器組件發光則將刷新存儲新監測值，若雷射器組件未發光則仍保留上一次的監測值；如此能夠徹底解決環境光導致的光功率誤報和現有採樣保持電路無法長期保持光功率採樣值的問題，低成本高效率的滿足了工程應用的要求。
文檔編號H04B10/08GK102420653SQ201110377780
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月24日 優先權日2011年11月24日
發明者周志榮, 狄旭明 申請人:成都優博創技術有限公司