CN104158593B - 一种处理los信号和消除振荡的方法、电路和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通讯领域，具体指一种处理LOS信号和消除振荡的方法、电路和设备。本发明将LOS LA信号输入到MCU中，经过MCU对LOS LA进行跟踪监控，根据LOS LA的信号状态，输出相应的MCU LOS信号到光模块接口器件中；当MCU检测到LOS LA信号发生跳转时，开始计时，并在系统的LOS信号最大振荡时间内，保持MCU LOS输出信号状态不变，并在时间结束后根据LOS LA的状态，调整MCU LOS输出信号,直到下个LOS LA信号跳转时，重复上述过程。本发明消除了光模块中输入的光功率急剧变化时导致的LOS LA信号输出振荡，满足了MSA协议的时序要求，降低了误码率，提高了通信质量。

Description

一种处理 LOS 信号和消除振荡的方法、电路和设备

技术领域

本发明涉及光通讯领域，特别涉及一种LOS信号的处理方法。

背景技术

光模块中的LOS/SD信号用于指示此时光接收机是否检测到光信号，当光接收机没有收到光信号或者收到的光信号低于阈值时，LOS信号为高电平，用于提示用户端没有信号输入，或者信号丢失；相反如果光接收机收到的光信号状态正常，信号强度高于阈值时，LOS显示为低电平。用户通过LOS信号的状态得知光接收机的光信号接收情况，并在必要时进行相应的操作。

目前光模块的收端电路如图1所示,通过光电探测器件PD 将探测光信号转换为电信号，并将电信号输入到互阻放大器（TIA）中，而互阻放大器将电信系转化为差分电压信号后输入给限幅放大器（LA）中,通过限幅放大器（LA）对互阻放大器（TIA）输入的电信号进行判断，当输入信号小于阈值时，限幅放大器的LOS LA输出端产生高电平，而输入信号大于阈值时，LOS LA输出端产生低电平；限幅放大器的LOS LA输出端直接与光模块接口器件的LOS输入端相连，并输出给用户端。

光线路终端的光收发模块，一般包括光接收和光发射两个通道，实际工作中由于每个用户端发光强度和距离光线路终端的远近不同，可能造成光线路终端在接收时产生由于信号衰减情况不同，而造成的信号强度差异，为了克服这种信号强度差异所带来的接收效果的不稳定问题，目前的光模块中都带有自动增益控制系统（AGC），自动增益控制系统可以根据接收信号的强度差异，来自动的调节信号的增益和放大倍数，使得接收端的输出信号强度保持在一个稳定的范围内。而为了获得更高的灵敏度，目前自动增益控制系统的增益放大系数都设置的比较大。在这种情况下，当输入的光功率急剧变化时，由于交流耦合电容的充放电时间和系统中其他电子元件信号弛豫等问题的存在，其输出信号会产生一些振荡。而这种输出振荡的存在，会导致限幅放大器的LOS LA信号输出产生振荡，很多时候这种振荡的产生会导致系统LOS信号的时序超出100us（如图2所示）。而目前，MSA协议对LOS时序的要求是，从LOS发生时刻到LOS变为高电平，最长的时间不能超过100uS；同样，从LOS去除时刻到LOS变成低电平，最长的时间也不能超过100us。这样的振荡导致的LOS信号时间超过100us的情况，超过MSA协议对LOS信号时序的要求,增大了误码率，影响通信的效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种处理LOS信号和消除振荡的方法，利用MCU来处理LOS信号和消除振荡，以满足MSA的时间要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种处理LOS信号和消除振荡的方法，包含以下步骤：

（1）MCU监控LOS LA 输出管脚的电平变化，同时MCU的LOS输出管脚根据LOS LA 的电平状态输出相应的电平。

（2）当LOS LA 输出管脚的电平发生跳转时，MCU根据第一个信号跳转情况输出相应的电平，并开始计时，使MCU 的LOS输出电平在T时间内保持不变。当信号发生跳变时，在LOS LA最大振荡时间内，保持LOS信号的输出状态不变，这样就滤除输出LOS信号的振荡，保持输出信号的状态稳定。同时当输入的光功率急剧变化时，尤其是光信号从较大状态突然消失时，LOS LA信号会长时间的处于振荡状态，而这种振荡往往可能>100us，而不能满足MSA协议对LOS信号时间的要求，用上述方式的处理过后的LOS信号，在输出端消除了这种振荡，同时也消除了由于这种振荡所导致的LOS信号时间超范围的情况。

（3）T时间结束后，MCU判断当前LOS LA 输出管脚的电平与MCU 的LOS输出管脚的电平是否一致；如不一致，将MCU的LOS输出管脚的电平调整到与当前LOS LA 输出管脚的电平一致。

（4）保持正常工作，直到下一个LOS LA跳转发生时，重复步骤（2）-（4）。

进一步的，所述步骤（2）中T时间为系统最大LOS LA振荡时间，同一个标准系统的LOS信号时间长度一般比较稳定。

进一步的，所述系统LOS LA信号的最大振荡时间可以通过示波器测试出来。

一种处理LOS信号和消除振荡的设备，包括光电探测模块（PD）、互阻放大器（TIA）、限幅放大器(LA)、微处理器模块（MCU）和光模块接口器件，其中所述光电探测模块（PD）与互阻放大器（TIA）相连；所述互阻放大器（TIA）将电路分成差分电路，并与限幅放大器（LA）相连；所述限幅放大器（LA）的差分信号输出端与光模块接口器件相连，所述限幅放大器(LA)的LOS LA信号输出端与微处理器模块(MCU)相连；所述微处理器模块(MCU)的LOS信号输出端与光模块接口器件相连。

一种处理LOS信号和消除振荡的电路，包括光电探测模块（PD）、互阻放大器（TIA）、限幅放大器(LA)、微处理器模块（MCU）和光模块接口器件，其中所述光电探测模块（PD）将探测到光信号转化为电信号后输入到互阻放大器（TIA）中；所述互阻放大器（TIA）将该电信号转化为正负两路的差分电压信号，并输入到限幅放大器（LA）中；所述限幅放大器（LA）将上述正负两路的差分电压信号相应处理后输出到光模块接口器件中，并根据所输入电压信号的大小，判断输入信号的强度，相应的输出LOS LA信号到所述微处理器模块（MCU）中；所述微处理器模块（MCU）根据接收到的LOS LA信号状态，相应输出LOS信号到光模块接口器件中，并在所述系统LOS LA信号的最大振荡时间内保持LOS的输出状态不变。

作为一种优选，所述光模块接口器件为SFP，SFP具有体积小巧，即插即用等优势，同时具有数字诊断检测功能，能够检测包括温度、收发器供电电压、激光偏置电流、光输出功率和输入功率等光模块的基本参数，满足MSA协议的规范要求。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明，通过MCU来处理光模块的LOS LA信号，消除了光模块中输入的光功率急剧变化时，由于交流耦合电容的充放电时间和系统中其他电子元件信号弛豫等问题所导致的LOS输出信号产生振荡的情况，使LOS输出信号在系统的最大LOS振荡时间内保持相应的稳定状态，进而也消除了由于LOS输出信号振荡而引起的时序大于100us的情况，满足了MSA协议对于LOS信号时序要求的需要，同时降低了系统的误码率，保证了高的通信质量。

附图说明：

图1为现有的LOS信号输出电路电路连接关系图。

图2为LOS信号产生振荡并导致时序过长示意图。

图3本LOS信号处理及振荡消除的电路连接关系图。

图4本LOS信号处理及振荡消除的信号示意图。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种处理LOS信号和消除振荡的方法，利用MCU来处理LOS信号和消除振荡，以满足MSA的时间要求。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种处理LOS信号和消除振荡的设备，如图3所示，包括光电探测模块（PD）、互阻放大器（TIA）、限幅放大器(LA)、微处理器模块（MCU）和光模块接口器件，其中所述光电探测模块（PD）与互阻放大器（TIA）相连；所述互阻放大器（TIA）将电路分成差分电路，并与限幅放大器（LA）相连；所述限幅放大器（LA）的差分信号输出端与光模块接口器件相连，所述限幅放大器(LA)的LOS LA信号输出端与微处理器模块(MCU)相连；所述微处理器模块(MCU)的LOS信号输出端与光模块接口器件相连。

工作时所述光电探测模块（PD）将探测到光信号转化为电信号后输入到互阻放大器（TIA）中；所述互阻放大器（TIA）将该电信号转化为正负两路的差分电压信号，并输入到限幅放大器（LA）中；所述限幅放大器（LA）将上述正负两路的差分电压信号相应处理后输出到光模块接口器件中，该信号处理过程为本领域常用方法在此不再赘述，并限幅放大器（LA）根据所输入电压信号的大小，判断输入信号的强度，相应的输出LOS LA信号到所述微处理器模块（MCU）中；所述微处理器模块（MCU）根据接收到的LOS LA信号状态，相应输出LOS信号到光模块接口器件中，并在所述系统LOS LA信号的最大振荡时间内保持LOS的输出状态不变。

系统LOS LA信号的最大振荡时间可以通过示波器测试出来，同一个标准系统的LOS LA信号时间长度一般比较稳定。

作为一种优选，所述光模块接口器件为SFP，SFP具有体积小巧，即插即用等优势，同时具有数字诊断检测功能，能够检测包括温度、收发器供电电压、激光偏置电流、光输出功率和输入功率等光模块的基本参数，满足MSA协议的规范要求。

上述通过MCU处理LOS信号和消除振荡的方法，包含以下步骤：

（1）MCU监控LOS LA 输出管脚的电平变化，同时MCU的LOS输出管脚根据LOS LA 的电平状态输出相应的电平。

（2）当LOS LA 输出管脚的电平发生跳转时，MCU根据第一个信号跳转情况输出相应的电平，并开始计时，使MCU 的LOS输出电平在T时间内保持不变，LOS信号的处理过程如图4所示。

当信号发生跳变时，在LOS LA最大振荡时间内，保持LOS信号的输出状态不变，这样就滤除输出LOS信号的振荡，保持输出信号的状态稳定。同时当输入的光功率急剧变化时，尤其是光信号从较大状态突然消失时，LOS LA信号会长时间的处于振荡状态，而这种振荡往往可能>100us，而不能满足MSA协议对LOS信号时间的要求，用上述方式的处理过后的LOS信号，在输出端消除了这种振荡，同时也消除了由于这种振荡所导致的LOS信号时间超范围的情况。

（3）T时间结束后，MCU判断当前LOS LA 输出管脚的电平与MCU 的LOS输出管脚的电平是否一致；如不一致，将MCU的LOS输出管脚的电平调整到与当前LOS LA 输出管脚的电平一致。

（4）保持正常工作，直到下一个LOS LA跳转发生时，重复步骤（2）-（4）。

进一步的，所述步骤（2）中T时间为系统最大LOS LA振荡时间，所述系统LOS信号的最大振荡时间可以通过示波器测试出来，同一个标准系统的LOS信号时间长度一般比较稳定。

本发明，通过MCU来处理光模块的LOS LA信号，消除了光模块中输入的光功率急剧变化时，由于交流耦合电容的充放电时间和系统中其他电子元件信号弛豫等问题所导致的LOS输出信号产生振荡的情况，使LOS输出信号在系统的最大LOS振荡时间内保持相应的稳定状态，进而也消除了由于LOS输出信号振荡而引起的时序大于100us的情况，满足了MSA协议对于LOS信号时序要求的需要，同时降低了系统的误码率，保证了高的通信质量。

Claims (6)

1.一种处理LOS信号和消除振荡的方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)MCU监控限幅放大器的LOS LA输出管脚的电平变化，MCU的LOS输出管脚根据LOS LA的电平状态输出相应的电平；

(2)当LOS LA输出管脚的电平发生跳转时，MCU根据第一个信号跳转情况输出相应的电平，并开始计时，使MCU的LOS输出电平在T时间内保持不变；所述T时间为系统最大LOS LA振荡时间；

(3)T时间结束后，判断当前LOS LA输出管脚的电平与MCU的LOS输出管脚的电平是否一致；如不一致，将MCU的LOS输出管脚的电平调整到与当前LOS LA输出管脚的电平一致；

(4)保持正常工作，直到下一个LOS LA输出管脚输出的电平跳转发生时，重复步骤(2)-(4)。

2.如权利要求1所述的一种处理LOS信号和消除振荡的方法，其特征在于，所述系统最大LOS LA振荡时间用示波器测试出来。

3.一种处理LOS信号和消除振荡的设备，包括光电探测模块、互阻放大器、限幅放大器、微处理器模块和光模块接口器件，其特征在于，所述光电探测模块与互阻放大器相连；所述互阻放大器将电路分成差分电路，并与限幅放大器相连；所述限幅放大器的差分信号输出端与光模块接口器件相连，所述限幅放大器的LOS LA信号输出端与微处理器模块相连；所述微处理器模块的LOS信号输出端与光模块接口器件相连；所述微处理器模块根据接收到的LOS LA信号状态，相应输出LOS信号到光模块接口器件中，并在系统LOS LA信号的最大振荡时间内保持LOS的输出状态不变。

4.如权利要求3所述一种处理LOS信号和消除振荡的设备，其特征在于，所述光模块接口器件为SFP。

5.一种处理LOS信号和消除振荡的电路，包括光电探测模块、互阻放大器、限幅放大器、微处理器模块和光模块接口器件，其特征在于，所述光电探测模块将探测到光信号转化为电信号后输入到互阻放大器中；

所述互阻放大器将该电信号转化为正负两路的差分电压信号，输入到限幅放大器中；

所述限幅放大器将上述正负两路的差分电压信号相应处理后输出到光模块接口器件中，并根据所输入电压信号的大小判断输入信号的强度，相应的输出LOS LA信号到所述微处理器模块中；

所述微处理器模块根据接收到的LOS LA信号状态，相应输出LOS信号到光模块接口器件中，并在系统LOS LA信号的最大振荡时间内保持LOS的输出状态不变。

6.如权利要求5所述一种处理LOS信号和消除振荡的电路，其特征在于，所述光模块接口器件为SFP。