CN103209028A - 可自动监测发光故障的智能化ｏｎｕ光收发模块 - Google Patents

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郭淑琴
安文生
王建芬
王新华
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Abstract

可自动监测发光故障的智能化ONU光收发模块，包括光接收单元、光发送单元；所述的光接受单元接受光信号，向所述的光模块接口输出高速串行数据信号；所述的光发送单元自光模块接口输入高速串行数据信号，发送光信号，所述的光模块接口上还连接有一控制单元，微处理器对激光器发光时隙长度和ONU主芯片的突发发送控制信号时隙长度进行对比，如果两个脉冲信号在时间轴上一致，说明光模块的突发发送功能正常，能够按照ONU主芯片的突发要求进行上行光信号的发送，否则说明光模块出现故障；微处理器向长发光控制器发出关闭激光调制驱动器的指令信号。

Description

可自动监测发光故障的智能化ONU光收发模块
技术领域
本发明涉及一种光收发模块。
背景技术
在无源光网络系统（PON，包括GPON和EPON）中，光线路终端（OLT）和多个光网络单元（ONU）采用的是点到多点通讯（一般情况下为一个OLT端口下接32个或64个ONU），因此ONU到OLT的上行传输采用时分复用方式，当一个ONU按照OLT的指示发送数据时才能打开其激光器进行数据发送，数据发送完毕必须关闭激光器，以不干扰其它ONU的数据发送。所以ONU按照OLT的指示在指定的时刻打开和关闭激光器非常重要，否则就会造成整个PON网络的瘫痪。在实际应用中，一个ONU不按OLT的指示在规定的时隙发光（发光时隙错乱或发光时隙过长，俗称流氓ONU）则会影响同一个PON接口下的所有ONU的光信号，导致所有其它正常的ONU都会和OLT失去通讯和控制，因此在OLT端无法判断是那个ONU出现的故障，即便一个一个人工检查ONU，由于ONU大都安放在用户家里，上门检查也有很多不便。随着PON网络的大面积部署，此类问题越来越突出，极大困扰着网络运营商，到目前为至还无有效的解决办法。经过测试和分析，发现造成此类故障的原因基本都是ONU的光模块出现了故障，无法受控于ONU主芯片的突发信号的控制。
光收发模块作为ONU中的主要组成部分，包括突发性发射和接收两部分。突发发射部分是：输入一定码率的电信号经内部的驱动芯片处理后驱动半导体激光器（LD）发射出相应速率的调制光信号，其内部具有突发发送控制电路，接受ONU主芯片输出的突发控制信号，通过对激光器的偏置电流进行打开和关闭控制，实现激光器发送信号的打开和关闭。由于目前的光模块都是被动的电/光转换，出现故障时无法实现故障隔离和控制。
发明内容
为了解决现有ONU光收发模块的发光失控问题（一般表现为发光时隙错乱或发光时隙过长），本发明提供了一种可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块，包括光接收单元和光发射单元，所述光接收单元和光发射单元均与光模块接口连接，所述智能化光收发模块还包括用以实现自动监测和控制突发发光的监测控制单元。
所述光接收单元包括主放大器和ROSA组件，主放大器采用限幅放大器，ROSA组件集成了光电探测器、互阻放大器、一级电压放大器、接受光信号强度指示器，完成信号光电转换、放大和信号强度指示功能。
所述光发送单元包括激光调制器和TOSA模块，激光调制器为常用直调式驱动器，TOSA模块为直调式注光器件，其内置有高响应速度背光探测器。
所述监控单元包括一个微处理器，一个模数转换器，一个存储器，一个发光控制器，一个突发控制器，一个发光检测器。
在所述监测控制单元中的突发信号检测器对从ONU主芯片送来的突发发送控制信号（控制激光器打开的脉冲信号）也进行实时检测。得到突发发送控制信号的时间。一般ONU正常运行时，突发发送控制信号脉冲长度一般在1ms以下，不会超过1ms，如果这个时间大于1ms，说明ONU主芯片出现问题。
进一步，如果发现ＯＮＵ主芯片出现故障，光模块监测控制单元通过发送信号控制器关闭激光调制驱动器的电源来关闭光模块的激光器，停止ONU上行信号的发送，并可以通过光模块故障指示信号线向ONU主芯片报告光模块出现故障。
进一步，如果ONU主芯片突发发送控制信号正常，在监测控制单元中发光检测器对激光器的发送光进行实时监测，正常情况下，激光器关闭时发送光功率应小于-45dBm,激光器打开时发光功率应大于-5dBm。通过发光检测器就可以检测出激光器的打开发送信号时间进行采样测量。据此可以得出激光器的发光时隙长度。
进一步，监测控制单元中CPU对以上实时检测到的激光器发光时隙长度和ONU主芯片的突发发送控制信号时隙长度进行对比，如果两个脉冲信号在时间轴上一致，说明光模块的突发发送功能正常，能够按照ONU主芯片的突发要求进行上行光信号的发送，否则说明光模块出现问题。
进一步，如果ONU光模块出现问题，光模块监测控制单元通过发送信号控制器关闭激光调制驱动器的电源来关闭光模块的激光器，停止ONU上行信号的发送，这样就实现了光模块出现故障的ONU会自动关闭其光模块的发光，而不影响其它ONU的正常工作。
本发明的有益效果主要表现在：能够自动监测ONU主芯片突发信号故障和光收发模块的发光故障并能够自动关闭光模块的发光，不至于影响其它ONU的正常工作。这种光收发模块能够很好的解决目前PON光网络中流氓ONU干扰其它正常工作ONU的难题。
附图说明
图1是点到多点的PON网络结构框图。
图2是可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块的原理框图。
图3是可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。参照附图1-3：
参照图1，在无源光网络（PON）网络中，光线路终端（OLT）和多个光网络单元（ONU）采用的是点到多点通讯，OLT到ONU下行采用广播方式通讯，ONU到OLT的上行传输采用时分复用方式，当一个ONU按照OLT的指示发送数据时才能打开其激光器进行数据发送，数据发送完毕必须关闭激光器，以不干扰其它ONU的数据发送。
参照图2，可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块，包括光接收单元1、光发送单元3；所述的光接受单元1接受光信号，向所述的光模块接口输出高速串行数据信号；所述的光发送单元3自光模块接口输入高速串行数据信号，发送光信号；其特征在于：
所述的光模块接口上还连接有一控制单元2，所述的控制单元2对ONU主芯片的突发发送信号进行实时监测，当突发发送信号超过预设的阈值时，控制单元2关闭光发送单元3的激光器，停止ONU上行信号的发送；
参照图3，所述的光接收单元1包括；主放大器11和ROSA组件12；所述的光发送单元3包括激光调制驱动器31和TOSA组件32；
所述的控制单元2包括微处理器21，所述的微处理器21连接有模数转换器22、突发信号检测器23、光发射控制器24、发光检测器25、存储器26；所述的数模转换器22连接所述的ROSA组件12；所述的突发信号检测器23接受ONU主芯片的突发发送信号，并将突发发送信号传输到激光调制驱动器31；所述的发光检测器25对TOSA组件32进行采样，得到激光器打开发光时隙的长度，并输入微处理器21；微处理器21对激光器发光时隙长度和ONU主芯片的突发发送控制信号时隙长度进行对比，如果两个脉冲信号在时间轴上一致，说明光模块的突发发送功能正常，能够按照ONU主芯片的突发要求进行上行光信号的发送，否则说明光模块出现故障；微处理器21向光发射控制器24发出关闭激光调制驱动器31的指令信号。
更进一步，所述的微处理器21通过光模块故障指示信号线向ONU主芯片报告光模块出现故障，ONU主芯片可通过通讯接口查询到故障类型。
更进一步，所述的阈值对于EPON ONU采用1ms，对于GPONONU采用125us。
进一步，如果光模块监测控制单元发现光模块出现此故障，可以通过光模块故障指示信号线向ONU主芯片报告光模块出现故障。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (3)

1.可自动监测发光故障的智能化ＯＮＵ光收发模块，包括光接收单元（1）、光发送单元（3）；所述的光接受单元（1）接受光信号，向所述的光模块接口输出高速串行数据信号；所述的光发送单元（3）自光模块接口输入高速串行数据信号，发送光信号；其特征在于：
所述的光模块接口上还连接有一控制单元（2），所述的控制单元（2）对ONU主芯片的突发发送信号进行实时监测，当突发发送信号超过预设的阈值时，控制单元（2）关闭光发送单元（3）的激光器，停止ONU上行信号的发送；
所述的光接收单元（1）包括；主放大器（11）和ROSA组件（12）；所述的光发送单元（3）包括激光调制驱动器（31）和TOSA组件（32）；
所述的控制单元（2）包括微处理器（21），所述的微处理器（21）连接有数模转换器（22）、突发信号检测器（23）、光发射控制器（24）、发光检测器（25）、存储器（26）；所述的数模转换器（22）连接所述的ROSA组件（12）；所述的突发信号检测器（23）接受ONU主芯片的突发发送信号，并将突发发送信号传输到激光调制驱动器（31）；所述的发光检测器（25）对TOSA组件(32)进行采样，得到激光器打开发光时隙的长度，并输入微处理器(21)；微处理器(21)对激光器发光时隙长度和ONU主芯片的突发发送控制信号时隙长度进行对比，如果两个脉冲信号在时间轴上一致，说明光模块的突发发送功能正常，能够按照ONU主芯片的突发要求进行上行光信号的发送，否则说明光模块出现故障；微处理器(21)向长发光控制器(24)发出关闭激光调制驱动器31的指令信号。
2.如权利要求1所述的ＯＮＵ光收发模块，其特征在于：所述的微处理器（21）通过光模块故障指示信号线向ONU主芯片报告光模块出现故障，ONU主芯片可通过通讯接口查询到故障类型。
3.如权利要求2所述的ＯＮＵ光收发模块，其特征在于：所述的阈值对于EPON ONU采用1ms，对于GPON ONU采用125us。
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