CN102607818B - 一种消光比测量装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明首先通过现有的示波器与本发明的消光比测量装置对标准光模块进行测量，得到一一对应的差分电压和消光比的查找表；而后再利用消光比测量装置测量待测光模块，得到待测光模块的差分电压后，利用查找表得到相应的消光比；这样的消光比测量方法只需要在形成查找表的步骤中使用下示波器，后来的大规模生产过程只需要用到低成本的消光比测量装置，因此生产成本大大降低，有利于光模块生产厂商控制成本。

Description

一种消光比测量装置和方法

技术领域

    本发明属于光通信领域，尤其涉及一种对光模块消光比进行测量的装置和方法。

背景技术

光通信网络连接到用户终端的接入网，按照是否接入了有源器件可分为AON(Active Optical Network，有源光网络)和PON(Passive Optical Network，无源光网络)。由于PON具有维护简便，便于安装和拓展的特点，得到了广泛的使用，并成为了国际通信联盟的标准规范。

光网络器件中收发光信号的部件叫做光模块。光模块的发端有一个重要的指标，叫做ER（Extinction Ratio，消光比），所谓ER为光模块发端发逻辑1时的光功率P1（即高光功率）和发逻辑0时的光功率P0（即低光功率）的比值，计算公式为ER=10*lg(P1/P0)，单位为dB。消光比体现的是光模块发0和发1时的信号区别度，消光比越高，说明表示1的光信号和表示0的光信号光功率差别越大，也就越容易被接收机区分出来，就越不容易产生误码。对于一个ER=13dB的光信号来说，P0只有P1值的1/20，如果同时测量P1和P0，测量仪器的工作动态范围需要很宽，灵敏度高的同时又不易受到背景噪声的干扰。

现有的测量ER的方法，一般都是利用示波器直接对光模块的ER进行测量。示波器的功能虽然强大，但其成本很高，对于一些只需要测量消光比值的简单应用来说，每一次测量都需要用到一个示波器，这在大规模工业生产时显得成本过于昂贵。

发明内容

针对上述问题，本发明的第一个目的在于提供一种能够低成本的实现对光模块进行消光比的测量的装置。

本发明的第二个目的在于提供一种能够低成本实现对光模块进行消光比测量的方法。

本发明的第一个目的通过以下的技术方案来完成：一种消光比测量装置，包括APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光电二极管)、TIA（Trans-impedance Amplifier，跨阻放大器）、电容、电压监测器和MCU；APD阳极与TIA输入端相连接，APD接收来自待测光模块的光信号，并将该光信号转换为电流信号；TIA正相输出端连接电容一端，TIA将电流信号转换为差分电压信号，并由电容对该差分电压信号进行保持；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器输出端连接MCU，电压监测器监测差分电压信号的大小并将结果发送到MCU，由MCU按差分电压信号的大小根据查找表拟合出待测光模块的消光比大小。

进一步的，所述查找表，是利用消光比测量装置测量标准光模块得到差分电压，同时利用示波器测量标准光模块得到消光比，最后将差分电压和消光比一一对应后得到。

本发明的第二个目的通过以下技术方案来达到：一种消光比测量方法，包括以下步骤：

S1：形成查找表：利用消光比测量装置测量标准光模块得到差分电压，同时利用示波器测量标准光模块得到消光比，最后将差分电压和消光比一一对应起来，得到查找表；

S2：测量待测光模块的差分电压：利用消光比测量装置测量待测光模块，得到待测光模块的差分电压；

S3：查找得到消光比：MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光模块的消光比。

本发明的有益效果在于：本发明首先通过现有的示波器与本发明的消光比测量装置对标准光模块进行测量，得到一一对应的差分电压和消光比的查找表；而后再利用消光比测量装置测量待测光模块，得到待测光模块的差分电压后，利用查找表得到相应的消光比；这样的消光比测量方法只需要在形成查找表的步骤中使用下示波器，后来的大规模生产过程只需要用到低成本的消光比测量装置，因此生产成本大大降低，有利于光模块生产厂商控制成本。

附图说明

图1为本发明具体实施例的形成查找表的装置模块示意图；

图2为本发明具体实施例的消光比测量装置电路结构示意图；

图3为本发明具体实施例的步骤流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。同时本说明书中对替代特征的描述是对等同技术特征的描述，不得视为对公众的捐献。

本说明书中用语若同时具有一般含义与本领域特有含义的，如无特殊说明，均定义为本领域特有含义。

如图1所示，为本发明具体实施例的形成查找表的装置模块示意图。由于本发明的测量装置需要用到查找表，故需要先行形成查找表。标准光模块的输出端接光衰减器输入端，光衰减器输出端接2X2光分路器，光分路器一端输出端连接示波器输入端，光分路器另一端输出端连接消光比测量装置输入端，示波器输出端和消光比装置输出端同时连接到MCU。这样连接之后，标准光模块发出光信号，光衰减器可以调整该光信号的强度，以此形成不同消光比的光信号；光分路器则将该光信号分成完全相同的两路，一路发送到示波器，由示波器读出当前的消光比，另一路发送到消光比测量装置，由消光比测量装置读出当前的差分电压；MCU同时接收当前的消光比和差分电压，并一一对应之后存储起来，形成差分电压和消光比相对应的查找表。

如图2所示，为本发明具体实施例的消光比测量装置电路结构示意图。本发明的消光比测量装置由APD、TIA、电容和电压测量器组成。待测光模块发出光信号，APD接收到这一光信号后，在APD的阳极生成与光信号强度成线性关系的电流信号，当然在安装APD的时候要注意在APD的阴极加上偏置电压从而保证APD的正常工作；TIA接收到这一电流信号后进行放大，得到差分电压信号；TIA的正相输出端连接电容一端，由电容对该差分电压进行保持处理；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器读出该差分电压后，将该差分电压发送到MCU；MCU则根据该差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，作为待测光模块的消光比，存储起来。这个过程中，TIA的反相输出端可以依次连接另一个电容和一个匹配电阻，用于性能的扩展。本发明的电压监测器可以使用一般市场上常见的模数转换器，也可以购买专门的电压芯片，使用模数转换器成本更低。MCU也是市场常见的微处理器即可，模数转换器和MCU可以由集成了模数转换器的芯片提供，比如ADuC7020等。

如图3所示，为本发明具体实施例的步骤流程图。具体来说，本发明的消光比测量方法由以下几个步骤组成：S1：形成查找表：首先调整光衰减器，使标准光模块的光信号为某一消光比，再利用消光比测量装置测量标准光模块得到差分电压，同时利用示波器测量标准光模块得到消光比，接着由MCU记录差分电压和消光比，然后再调整光衰减器，重复记录，得到另一组差分电压和消光比，如此反复，最后将所有的差分电压和消光比一一对应起来，得到查找表；

S2：测量待测光模块的差分电压：利用消光比测量装置测量待测光模块，得到待测光模块的差分电压，由电压监测器读出该差分电压后，将该差分电压发送给MCU；

S3：查找得到消光比：MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光模块的消光比。 

Claims (2)

1.一种消光比测量装置，其特征在于：

包括APD、TIA、电容、电压监测器和MCU；

APD阳极与TIA输入端相连接，APD接收来自待测光模块的光信号，并将该光信号转换为电流信号；TIA正相输出端连接电容一端，TIA将电流信号转换为差分电压信号，并由电容对该差分电压信号进行保持；电容另一端连接电压监测器输入端，电压监测器输出端连接MCU，电压监测器监测差分电压信号的大小并将结果发送到MCU，由MCU按差分电压信号的大小根据查找表拟合出待测光模块的消光比大小；

所述查找表，是利用消光比测量装置测量标准光模块得到差分电压，同时利用示波器测量标准光模块得到消光比，最后将差分电压和消光比一一对应后得到。

2.一种消光比测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：形成查找表：利用权利要求1所述的消光比测量装置测量标准光模块得到差分电压，同时利用示波器测量标准光模块得到消光比，最后将差分电压和消光比一一对应起来，得到查找表；

S2：测量待测光模块的差分电压：利用权利要求1所述的消光比测量装置测量待测光模块，得到待测光模块的差分电压；

S3：查找得到消光比：MCU根据差分电压在查找表中查找得到相应的消光比，该消光比即为待测光模块的消光比。