CN101969343B

CN101969343B - 一种异常连续发光检测、上报及关断的方法及装置

Info

Publication number: CN101969343B
Application number: CN2010102645309A
Authority: CN
Inventors: 狄旭明
Original assignee: SUPERXON TECHNOLOGY (CHENGDU) Co Ltd
Current assignee: Chengdu Superxon Information Technology Co ltd; Nine letter asset management Limited by Share Ltd.
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2030-08-26
Also published as: CN101969343A

Abstract

本发明公开了一种光电模块异常连续发光检测、上报及关断的实现方法，属于光通信技术领域，包括光器件发光检测电路单元、异常连续发光指示信号生成电路单元，异常连续发光判决及处理电路单元。采用本发明的技术方案，可以在较快的时间内，把异常连续发光的光电模块检测出来，并关断该异常连续发光光电模块发端供电电源，使发端停止工作，避免了因为故障模块异常连续发光，造成整个系统瘫痪的不良影响。本发明的技术方案可以应用在所有具有突发发送工作模式的光电模块中。

Description

一种异常连续发光检测、上报及关断的方法及装置

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种突发发送工作模式的光电模块。

背景技术

目前，无源光网络(PON)技术以其公认的高速率、长距离、多业务、低成本、易维护等特点，成为当前各运营商首选的接入模式，进入到规模应用发展阶段，截至到2010年5月，国内PON发展规模已经接近5千万线。

无源光网络(PON)采用点至多点的拓朴结构，取代点到点结构，中心局的一个光线路终端(OLT)与用户端的多个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)通过树形光纤链路连接。无源光网络(PON)在下行方向上，光线路终端(OLT)发出的信号是广播式发给所有的多个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)，各用户需要从中取出发给自己的数据。在上行方向上，从各光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)到光线路终端(OLT)的数据传输采用时分多址(TDMA)的方式，也是突发数据包的传输。

基于以上工作原理，在上行方向上，PON系统必须保证任一时刻只有一个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)向光线路终端(OLT)发送数据，这就要求光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)在非授权时间要关闭激光器，否则若某个光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)处于异常连续发光状态，会造成光线路终端(OLT)接收异常，进而会造成整个PON系统业务全部中断、瘫痪。这是一种重大的故障事故。

通常的光网络单元或光网络终端光电模块，没有异常连续发光检测及关断功能，并且也不能给系统送出异常连续发光指示信号，这样对于上述的故障事故，只能由系统维护员到现场逐个检查并替换故障光网络单元(ONU)或光网络终端(ONT)，整个过程即耗时又费力，造成整个运营网络较长时间的业务中断，严重影响了网络的服务质量。

发明内容

本发明的目的在于发明种异常连续发光检测、上报及关断的方法及装置，可以在较快的时间内，把异常连续发光的光电模块检测出来，并关断该异常连续发光光电模块的发端供电电源，使发端停止工作，避免了因为故障模块异常连续发光，造成整个系统瘫痪的不良影响。并应用在所有具有突发发送工作模式的光电模块中。

为实现以上目的，本发明提供一种异常连续发光检测、上报及关断的方法，包括如下步骤：

A、使用比较器的正极采集激光二极管阴极电压，比较器的负极接入参考电压，当该激光二极管阴极电压小于该参考电压时，该比较器输出低电平，当该激光二极管阴极电压大于该参考电压时，该比较器输出高电平；

B、该比较器输出的信号通过模拟开关连接至运算放大器的正极，当该激光二极管发光时，断开该模拟开关，当该激光二极管不发光时，连通该模拟开关，该运算放大器的正极同时通过电容接地，该运算放大器的负极接至该运算放大器的输出端；

C、当该运算放大器输出低电平时，即为激光二极管异常连续发光状态，该微处理机控制单元关断激光器驱动芯片、激光二极管、比较器的电源；当初始上电或该运算放大器输出高电平时，该微处理机控制单元连通该激光器驱动芯片、激光二极管、比较器的电源。

该比较器的输出端，通过上拉电阻与电源相连。

该参考电压小于该激光二极管阳极的输入电压，大于该激光二极管正常发光时阴极的输出电压。

该参考电压，通过对该比较器的电源使用电阻分压得到。

该微处理机控制单元向上层控制系统上报该异常连续发光状态。

上层控制系统对该运算放大器的输出直接采样，获得该异常连续发光状态。

本发明还提供一种异常连续发光检测、上报及关断装置，包括激光器驱动芯片、激光二极管、比较器、模拟开关、运算放大器、电容和微处理机控制单元。该激光二极管的阴极与该比较器的正极相连；该比较器的负极输入参考电压；该比较器的输出与该运算放大器的正极通过模拟开关连接；该模拟开关由光电模块管脚接入的突发控制信号控制；该运算放大器的正极同时通过该电容接地；该运算放大器的负极接至该运算放大器的输出端；该运算放大器的输出端与该微处理机控制单元相连；该微处理机控制单元控制该激光二极管、比较器以及激光器驱动芯片的电源。

对该比较器的电源使用串联电阻分压，得到该参考电压。该参考电压小于该激光二级管阳极的输入电压，大于该激光二极管正常发光时阴极的输出电压。

该比较器的输出端通过上拉电阻与电源相连。该上拉电阻典型值大于4.7KΩ，小于10KΩ。

该光电模块管脚接入的突发控制信号为发光时，控制该模拟开关断开；该光电模块管脚接入的突发控制信号为不发光时，控制该模拟开关导通。

该电容大于0.1μF，小于10μF。

该激光二极管的阳极、该比较器的Vcc端以及该激光器驱动芯片的供电端接入场效应管的漏极，该场效应管的源极接电源，该场效应管的栅极与该微处理机控制单元的输出端相连。

可以使该微处理机控制单元与上层控制系统相连。也可以使该运算放大器的输出端与上层控制系统相连。

本发明的一种异常连续发光检测、上报及关断的方法及装置可以在较快的时间内，把异常连续发光的光电模块检测出来，并关断该异常连续发光光电模块的发端供电电源，使发端停止工作，避免了因为故障模块异常连续发光，造成整个系统瘫痪的不良影响。并应用在所有具有突发发送工作模式的光电模块中。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中的光电模块异常连续发光检测与处理电路框图；

图2是本发明具体实施方式中的光器件发光检测电路单元示意图；

图3是本发明具体实施方式中的异常连续发光指示信号生成电路单元示意图；

图4是本发明具体实施方式中的异常连续发光判决及处理电路单元示意图。

附图中：U1、激光器驱动芯片； D1、激光器组件；U2、比较器；

R1、电阻； R2、电阻； R3、电阻；

S1、模拟开关； C1、电容； U3、运算放大器；

U4、微处理机控制单元；Q1、场效应管。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明实现方法中的光电模块异常连续发光检测与处理电路框图。包括光器件发光检测电路单元、异常连续发光指示信号生成电路单元和异常连续发光判决及处理电路单元。

具体连接关系是：

光器件发光检测电路单元通过采样激光器激光二极管阴极的电压值，将这个电压和一个参考电压输入到比较器的输入端进行比较，通过比较器输出端输出的激光器发光指示信号进行指示，高电平表示不发光状态，低电平表示发光状态；

光电模块管脚接入的突发控制信号和激光器发光指示信号一起输入到异常连续发光指示信号生成电路单元，通过光电模块管脚接入的突发控制信号触发对激光器发光指示信号的采样保持电路，得到异常连续放光检测信号进行指示，高电平表示正常发光，低电平表示异常连续发光；

异常连续放光检测信号输入到异常连续发光判决及处理电路单元，微处理机控制单元通过对异常连续放光检测信号的判决处理，判决出目前该光电模块是否处于异常连续发光的状态，通过光电模块异常连续发光状态指示信号指示输出给系统，同时通过电源控制管脚控制场效应管的关断，实现对该光电模块发端供电电源的关断功能，使发端停止工作。

图2是本发明具体实施方式中的光器件发光检测电路单元。如图2所示，U1是光电模块内部所用的激光器驱动芯片。D1是光电模块所采用的激光器组件。U2是一个高速比较器。电阻R1、电阻R2用来获取参考电压。

具体连接关系是：

激光器组件D1中的激光二极管阳极“LD+”连接到电源1，由电源1提供直流偏置；激光器组件D1中激光二极管阴极电压检测点“LD-”连接到比较器U2的“+”端和激光器驱动芯片U1；电阻R1上端连接电源1，下端则和电阻R2的上端串接在一起，并同时连接到比较器的U2的“-”端，R2的下端直接接地；比较器U2的输出信号直接与异常连续发光指示信号生成电路单元相连。整个工作过程是：当激光器组件D1处于发光状态时，激光器组件D1中的激光二极管处于正向导通状态，这样在激光二极管上会产生一个正向压降Vf，“LD-”点的电压可以通过后面公式进行计算：VLD-＝电源1-Vf；当激光器组件处于不发光状态时，VLD--＝电源1。电阻R1、R2用来提供比较器U2“-”端的偏置电压，它们的选择标准是使比较器U2“-”端的偏置电压保持在电源1-Vf(min)/2附近，这样当激光器发光时，比较器U2“+”端的电压比“-”的电压低，比较器U2输出低电平，当激光器不发光时，比较器U2“+”端的电压比“-”的电压高，比较器U2输出高电平。本发明的一个实施例中，电源2的典型值为3.3V，Vf(min)的典型值为0.7V，则通过调整分压电阻R1、R2的电阻值，使U2“-”端的偏置电压设置成2.95V即可。对于电阻R1和电阻R2，本发明的实施例中，分别采用R1＝5KΩ，R2＝18KΩ；R1＝10KΩ，R2＝27KΩ；R1＝15KΩ，R2＝51KΩ几组取值，均可以实现较好的效果。

图3是本发明具体实施方式中的异常连续发光指示信号生成电路单元。如图3所示，模拟开关S1是一个单通道单刀单掷(SPST)模拟开关。运算放大器U3的负极与输出端相连，构成射随器。电阻R3是一个上拉电阻，为激光器发光指示信号提供上拉功能。电容C1提供一个电压保持的功能。

具体连接关系是：

由光电模块管脚接入的突发控制信号连接到模拟开关S1的控制管脚上，通过光电模块管脚接入的突发控制信号的高低电平控制模拟开关S1的通断，由光器件发光检测电路单元接入的激光器发光指示信号连接到模拟开关S1的一个通道管脚上，模拟开关S1的另一个通道管脚直接和运算放大器U3的“+”端相连；电容C1也同时连接到运算放大器U3的“+”端，为运算放大器U3的“+”端提供一个电压保持功能；运算放大器U3的“-”端直接与U3的输出端连接在一起，提供一个射随功能，使运算放大器U3输出端的电压和运算放大器U3的“+”端电压保持一致。运算放大器U3由电源进行供电。整个工作过程是：由系统提供的光电模块管脚接入的突发控制信号控制光电模块的发光状态，当光电模块管脚接入的突发控制信号为不发光时，控制模拟开关S1的模拟通道导通，激光器发光指示信号直接连通到电容C1和运算放大器U3的“+”端。由光器件发光检测电路单元工作过程知道，当光电模块不发光时，激光器发光指示信号为高电平，即此时电容C1通过模拟开关S1快速充电(模拟开关S1的导通电阻很小)，使运算放大器U3的“+”端也快速稳定为高电平，此时运算放大器的输出端稳定输出高电平；当光电模块管脚接入的突发控制信号为发光时，控制模拟开关S1的模拟通道断开，激光器发光指示信号与电容C1断开。由于运算放大器U3的“+”端输入电阻RU3+很大，电容C1和RU3+组成的放电时间常数很长，电容C1上的电压能够长时间保持稳定，即异常连续发光检测信号仍然能保持高电平的输出状态。根据PON系统的协议，光电模块发光的时间最多为毫秒级，当光电模块管脚接入的突发控制信号的时间为秒级时，肯定异常。以此为标准，电容C1和运算放大器U3的选型依据，是使电容C1和RU3+的放电时间常数为秒级即可。这样当光电模块管脚接入的突发控制信号异常(一直有效)或激光器组件D1本身异常(一直发光)时，运算放大器U3的“+”端电压会通过电容C1和RU3+充分放电到低电平，即异常连续发光检测信号会变成低电平信号输出。这样异常连续发光检测信号会能够及时准确的指示当前光电模块的工作状态，高电平表示正常发光，低电平表示异常连续发光。

图4是本发明具体实施方式中的异常连续发光判决及处理电路单元。如图4所示，包括微处理机控制单元U4。电源是系统板提供给光电模块的总的供电电源，电源1是光电模块中的发端供电电源，其通过场效应管Q1从电源取电。

具体连接关系是：

由异常连续发光指示信号生成电路单元输出的异常连续发光检测信号连接到微处理机控制单元U4的输入口。光电模块异常连续发光状态指示信号可以连接到微处理机控制单元U4的输出管脚，也可以直接与异常连续发光检测信号连接，当光电模块异常连续发光状态指示信号连接到微处理机控制单元U4时，必须断开与异常连续发光检测信号的连接，反之亦然。电源控制信号由微处理机控制单元U4输出，该信号连接到场效应管的栅极，电源连接在场效应管的源极，场效应管的漏极输出电源1，通过电源控制信号来控制电源和电源1的导通与断开。整个工作过程是：微处理机控制单元U4采集异常连续发光检测信号的输入状态，经过微处理机控制单元U4程序的处理，判决出光电模块当前是否处于异常连续长发光状态，若光电模块处于异常连续发光状态，则控制电源控制信号，断开电源向电源1的输出，即关闭光器件发光检测电路单元中激光驱动芯片U1和激光器组件D1的电源，使光电模块发端停止工作；若光电模块正常工作时，则控制电源控制信号，让电源和电源1一直导通，使光电模块发端正常工作。根据事先约定好的定义，系统可以通过光电模块异常连续发光状态指示信号同时获得光电模块发端的工作状态并作相应的处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种异常连续发光检测、上报及关断的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、使用比较器的正极采集激光二极管阴极电压，比较器的负极接入参考电压，当所述激光二极管阴极电压小于所述参考电压时，所述比较器输出低电平，当所述激光二极管阴极电压大于所述参考电压时，所述比较器输出高电平；

B、所述比较器输出的信号通过模拟开关连接至运算放大器的正极，当所述激光二极管发光时，断开所述模拟开关，当所述激光二极管不发光时，连通所述模拟开关，所述运算放大器的正极同时通过电容接地，所述运算放大器的负极接至所述运算放大器的输出端；

C、当所述运算放大器输出低电平时，即为激光二极管异常连续发光状态，微处理机控制单元关断激光器驱动芯片、激光二极管、比较器的电源；当初始上电或所述运算放大器输出高电平时，微处理机控制单元连通所述激光器驱动芯片、激光二极管、比较器的电源。

2.根据权利要求1所述的异常连续发光检测、上报及关断的方法，其特征在于：所述参考电压小于所述激光二极管阳极的输入电压，大于所述激光二极管正常发光时阴极的输出电压。

3.根据权利要求2所述的异常连续发光检测、上报及关断的方法，其特征在于：所述参考电压，通过对所述比较器的电源使用电阻分压得到。

4.根据权利要求1所述的异常连续发光检测、上报及关断的方法，其特征在于：所述微处理机控制单元向上层控制系统上报所述异常连续发光状态。

5.根据权利要求1所述的异常连续发光检测、上报及关断的方法，其特征在于：上层控制系统对所述运算放大器的输出直接采样，获得所述异常连续发光状态。

6.一种异常连续发光检测、上报及关断装置，包括激光器驱动芯片，其特征在于，还包括：

激光二极管；

比较器；

模拟开关；

运算放大器；

电容；和

微处理机控制单元；

所述激光二极管的阴极与所述比较器的正极相连；所述比较器的负极输入参考电压；所述比较器的输出与所述运算放大器的正极通过模拟开关连接；所述模拟开关由光电模块管脚接入的突发控制信号控制；所述运算放大器的正极同时通过所述电容接地；所述运算放大器的负极接至所述运算放大器的输出端；所述运算放大器的输出端与所述微处理机控制单元相连；所述微处理机控制单元控制所述激光二极管、比较器以及激光器驱动芯片的电源。

7.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：对所述比较器的电源使用串联电阻分压，得到所述参考电压。

8.根据权利要求7所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述参考电压小于所述激光二极管阳极的输入电压，大于所述激光二极管正常发光时阴极的输出电压。

9.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述光电模块管脚接入的突发控制信号为发光时，控制所述模拟开关断开；所述光电模块管脚接入的突发控制信号为不发光时，控制所述模拟开关导通。

10.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述电容大于0.1μF，小于10μF。

11.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述激光二极管的阳极、所述比较器的Vcc端以及所述激光器驱动芯片的供电端接入场效应管的漏极，所述场效应管的源极接电源，所述场效应管的栅极与所述微处理机控制单元的输出端相连。

12.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述微处理机控制单元与上层控制系统相连。

13.根据权利要求6所述的异常连续发光检测、上报及关断装置，其特征在于：所述运算放大器的输出端与上层控制系统相连。