发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种BOSA ON BOARD ONU模块的参数校准平台,包括PC机、设置有OLT光模块的标准板模组、可调光衰减器、光分器、交换机、若干待测ONU;校准模块组上的OLT光模块输出的光信号与可调光衰减器的光输入接口相连,可调光衰减器的光输出接口连接光分器的COM端口,光分路器的各分路口接入各待测ONU的PON口,校准模块组的RJ45以态电口与交换机的一个RJ45以态电口相接,各个待测ONU的RJ45以态电口与交换机的一个交换口连接。
所述PC机用于向校准模板组发送控制命令和接收返回的数据。
校准板模组用于将OLT光模块发出的光路信号传输到可调光衰减器、接收并读取OLT光模块的接收光功率、通过解析PC的控制命令控制光衰减器的衰减值、设置待测ONU的发光模式、读写ONU各寄存器及校准板模组各寄存器的值。
可调光衰减器用于对标准板模组输出的光信号进行衰减调节,将调节后的光信号输出到光分路器。
所述光分路器用于将光信号分送给各个待测的ONU,实现光路数据的收发。
所述交换机用于通过RJ45以态电口实现校准模块组配置各个待测ONU的相关参数。
进一步的,校准模块组通过UART串行接口与可调光衰减器相连接。
进一步的,校准模块组上的OLT光模块输出的光信号,通过G652单模光纤跳线与可调光衰减器的光输入接口相连。
进一步的,校准模块组的RJ45以态电口通过U5类双绞线与18口交换机的一个RJ45以态电口相接。
上述BOSA ON BOARD ONU模块的参数校准平台的工作方法,其特征在于,包括如下步骤:
1、OLT光模块接收功率校准。
2、测量待测ONU上行链路衰减。
3、测量待测ONU端实际接收光功率。
4、待测ONU接收光功率校准。
5、待测ONU发射光功率校准。
6、待测ONU实际发射光功率校准。
进一步的,待测OLT光模块接收功率校准包括如下步骤:
步骤一:将可调光衰减器波长设置为1310nm,衰减设置为0dB。
步骤二:在可调光衰减器的光输出端接入一台常发光的ONU。
步骤三:使用光功率计测量校准板模组上的光模块实际接收到的光功率Ω。读取接收光功率寄存器对应的值。
步骤四:将Ω输入校准板模组及对应的接收光功率寄存器的值进行存储。
步骤五:校准板模组自动控制可调光衰减器调整衰减步进0.1dBm。
步骤六:循环执行步骤二至五,得到OLT光模块接收功率校准对照表,对OLT光模块接收功率进行校准。
进一步的,上行链路衰减测量包括如下步骤:
步骤一:通过校准板模组将待测ONU设置为常发光模式。
步骤二:使用光功率计分别测量每台待测ONU端光口实际发光功率。
步骤三:将待测ONU恢复到正常模式。
步骤四:校准板模组分别某个待测ONU单独发光。
步骤五:读取校准后的OLT光模块接收光功率值。
步骤六:计算上行链路衰减值,上行链路衰减值为待测ONU端光口实际发光功率与校准板模组上光模块接收光功率的差值。
步骤七:循环执行步骤四至六,得到所有待测ONU的上行光路衰减。
进一步的,测量待测ONU端实际接收光功率的方法为:将可调光衰减器衰减值设置为0dB,波长设置为1490nm,使用光功率计测量ONU接收到的实际光功率。
进一步的,待测ONU接收光功率校准包括如下步骤:
步骤一:将可调光衰减器衰减值设置为0dBm,波长设置为1490nm。
步骤二:校准模块组采样待测ONU寄存器中反应当前接收光功率的寄存器值ADC_RX_POWER。
步骤三:利用光功率计采样待测ONU实际接收光功率RX_POWER。
步骤四:判断实际接收光功率是否小于或者等于-30dBm,是的话则将可调光衰减器步骤五:衰减值加1dBm后再返回到第二步。否的话执行下一步。
步骤六:根据采样值拟合方程系数。
即根据采样的ADC_RX_POWER和RX_POWER计算出一阶二次方程PX_POWER=Slope_C2×ADC_RX_POWEr2+Slope_C1×ADC_RX_POWER+Slope_offset
的系数Slope_C1、Slope_C2、Slope_offset。
步骤七:将Slope_C1、Slope_C2、Slope_offset存入待测ONU寄存器,完成校准。
进一步的,待测ONU发射光功率校准包括如下步骤:
步骤一:设置待测ONU正常发光。
步骤二:校准模块组读取待测ONU的bosa芯片寄存器中反应光模块发光强度的值ADC_TX_POWER。
步骤三:从校准板模块的OLT光模块读取接收功率,折合上行链路衰减,得到ONU真实发光功率TX_POWER。
步骤四:根据公式TX_POWER=Slope_C1×ADC_TX_POWER+Slope_offset,计算出Slope_C1、Slope_offset。
步骤五:将Slope_C1、Slope_offsett存入待测ONU寄存器。
进一步的,其特征在于,ONU实际发射光功率校准包括如下步骤:
步骤一:校准板模组将待测ONU设置为常发光模式,给待测ONU的自动发光控制系数APCSET_DAC限定最小值min和最大值max,APCSET_DAC初始值为最小值和最大值的中间值,
步骤二:校准板模组光模块读取接收功率,折合链路衰减后得到待测ONU真实发光功率。
步骤三:将待测ONU真实发光功率与指定标准值2.34dBm做对比,如果发光功率小于2.34dBm则将当前apc值赋予min,apc值再次取min和max的中间值,如果发光功率大于2.34dBm则将当前apc值赋予max,apc值再次取min和max的中间值。
步骤四:重复步骤三,使得min和max不断靠近,由于所有值是整数,min和max最后不会重合,但最终apc会等于min,或者apc等于max。此时ONU的实际光发射功率很接近设定值2.34dBm。
具体实施方式
本发明的设计构思为:把产测校准软件装入校准模板组,PC机使用串口调试工具通过异步串行接口向校准模板组发送控制命令和接收返回的数据,校准模块组通过UART串行接口与外部可调光衰减器相连接,通过解析PC的控制命令控制光衰减器的衰减值。
下面对本方案进行详细说明。
如图1所示,测试平台包括PC机、设置有OLT光模块的标准板模组、可调光衰减器、光分器、交换机、若干待测ONU。
校准模块组上的OLT光模块输出的光信号,通过G652单模光纤跳线与可调光衰减器的光输入接口相连。校准模块组的RJ45以态电口通过U5类双绞线与交换机(本实施例为18口)的一个RJ45以态电口相接。交换机的各个交换口通过U5类双绞线分别接入一台待测ONU的RJ45以态电口,通过该电口用来配置待测ONU的相关参数。可调光衰减器的光输出接口通过G652单模光纤跳线接入1分16光分路器的COM端口。光分路器的各分路口分别通过G652单模光纤跳线接入各待测ONU的PON口。
所述PC机用于向校准模板组发送控制命令和接收返回的数据。
校准板模组用于将OLT光模块发出的光路信号传输到可调光衰减器、接收并读取OLT光模块的接收光功率、通过解析PC的控制命令控制光衰减器的衰减值、读写ONU上Bosa芯片的寄存器、设置待测ONU的发光模式。发光模式可为常发光模式和正常发光模式。常发光模式中,ONU上的BOSA芯片控制光组件一直发光,相当于发送全1信号。正常发光模式中,ONU的光组件是闪烁的,亮和灭由具体数据流决定,如01010101的数据流,0表示不发光1表示发光。需要说明的是,BOSA ON BOARD ONU上没有采用光模块成品,而是使用BOSA芯片+光组件代替。
可调光衰减器用于对标准板模组输出的光信号进行衰减调节,将调节后的光信号输出到光分路器;
所述光分路器用于将光信号分送给各个待测的ONU,实现光路数据的收发;
所述交换机用于通过RJ45以态电口实现校准模块组配置各个待测ONU的相关参数。
下面对本系统的校准方法进行说明。本系统的完整校准需要完成几步骤:OLT光模块接收功率校准、测量待测ONU上行链路衰减、测量待测ONU端实际接收光功率、待测ONU接收光功率校准、待测ONU发射光功率校准、待测ONU实际发射光功率校准。其中,测量待测ONU上行链路衰减、测量ONU端实际接收光功率是为校准服务的。下面分别进行介绍。
1.OLT光模块接收功率校准
因为从OLT光模块读取的光接收功率偏差较大,首先要将校准板模组上的OLT光模块接收功率校准。
步骤一:将光衰减器波长设置为1310nm,衰减设置为0dB。
步骤二:在可调光衰减器的光输出端接入一台常发光的ONU。
步骤三:使用光功率计测量校准板模组上的光模块实际接收到的光功率Ω。校准板模组读取光模块接收光功率寄存器的值。
步骤四:将Ω输入校准板模组及对应的光功率寄存器的值进行存储。
步骤五:校准板模组自动控制可调光衰减器调整衰减步进0.1dBm。
步骤六:循环执行步骤二、三,得到校准板模组光模块接收功率校准对照表。
步骤七:利用校准对照表可进行OLT光模块接收光功率校准。
2.上行链路衰减测量
这里的上行方向指的是待测ONU到校准板模组的光路方向。
步骤一:通过校准板模组将待测ONU设置为常发光模式。
步骤二:使用光功率计分别测量每台待测ONU端光口实际发光功率。
步骤三:将待测ONU恢复到正常模式。
步骤四:校准板模组分别某个待测ONU单独发光。
步骤五:读取校准后的OLT光模块接收光功率值。
步骤六:计算上行链路衰减值,上行链路衰减值为待测ONU端光口实际发光功率与校准板模组上光模块接收光功率的差值。
步骤七:循环执行步骤四至六,得到所有待测ONU的上行光路衰减。
3.待测ONU端实际接收光功率测量
将可调光衰减器衰减值设置为0dB,波长设置为1490nm,使用光功率计测量ONU接收到的实际光功率,并输入校准模块组。
4.待测ONU接收光功率校准
如图2所示,包括如下步骤。
步骤一:将可调光衰减器衰减值设置为0dBm,波长设置为1490nm。
步骤二:校准模块组采样待测ONU寄存器中反应当前接收光功率的一个寄存器值ADC_RX_POWER。
步骤三:利用光功率计采样待测ONU实际接收光功率RX_POWER。
步骤四:判断实际接收光功率是否小于或者等于-30dBm,是的话则将可调光衰减器步骤五:衰减值加1dBm后再返回到第二步。否的话执行下一步。
步骤六:根据采样值拟合方程系数。
RX_POWER与ADC_RX_POWE呈如下关系。
RX_POWER=Slope_C2×ADC_RX_POWER2+Slope_C1×ADC_RX_POWER+Slope_offset计算出一介二次方程系数Slope_C1、Slope_C2、Slope_offset。Slope_C1、Slope_C2、Slope_offset分别代表二次系数、斜率、偏移量。
步骤七:将Slope_C1、Slope_C2、Slope_offset写入待测ONU寄存器。
寄存器中三个参数的存储方式和存储范围
。写入后,芯片中的发射光功率(TX_POWER)就近似等于ONU的真实发光功率了,ONU上电是自动配置到寄存器,从ONU读取的发光功率校准完成。
校准板模组光模块发光功率是个恒定值,经过高精度可调光衰减器后接入分光器(本实施例为1分16分光器)再接到ONU,由于测量的光功率是分光器输出的实际光功率,也是ONU实际接收的光功率,中间光路的接插损耗误差恒定。通过校准模组自动控制可调光衰减器,改变ONU实际接收功率,校准模组通过telnet读取每个ONU的ADC_RX_POWER,得到每台待测ONU的ADC_RX_POWER与实际接收光功率的对应数据。
5.ONU发射光功率校准
如图3所示,包括如下步骤。
步骤一:使得待测ONU正常发光。
步骤二:校准模块组读取待测ONU中发光功率bosa芯片寄存器中反应光模块发光强度的值ADC_TX_POWER。
步骤三:从校准板模块的光模块读取接收光功率,然后折合上行链路衰减,即可得到待测ONU真实发光功率TX_POWER。
步骤四:根据公式TX_POWER=Slope_C1×ADC_TX_POWER+Slope_offset,计算出Slope_C1、Slope_offset。
步骤五:将Slope_C1、Slope_offsett存入待测ONU寄存器芯片中,发射光功率(TX_POWER)就近似等于ONU的真实发光功率了,从ONU读取的发光功率校准完成。
由于从ONU到校准板模组光模块是多个发射对一个接收,因此校准发射功率时每台ONU是单独进行。
6.待测ONU实际发射光功率校准
实际发射光功率是指ONU在常发光模式下真的是光发射功率。由于ONU上光组件上个体差异,导致每台ONU在相同配置参数下真实发光功率不一致,如果发射功率太低达不到标准传输距离,如果发光功率过高会导致ONU光组件寿命缩短。因此真实发光功率需要校准。
ONU正常工作时双闭环控制功能是打开的,此时调整APCSET_DAC可以改变ONU真实发光功率。利用校准板模组的环境,可以校准ONU真实发光功率,使发射光功率控制在2.34dBm误差在±0.1dBm。
如图4所示,包括如下步骤。
步骤一:校准板模组将待测ONU设置为常发光模式,给待测ONU的APCSET_DAC(自动发光功率控制系数)限定最小值(min)和最大值(max),APCSET_DAC初始值(apc)为最小值和最大值的中间值。
步骤二:校准板模组光模块读取接收功率,折合上行链路衰减后得到ONU真实发光功率。
步骤三:将ONU真实发光功率与指定标准值2.34dBm做对比,如果发光功率小于2.34dBm则将当前apc值赋予min,apc值再次取min和max的中间值,如果发光功率大于2.34dBm则将当前apc值赋予max,apc值再次取min和max的中间值。
步骤四:重复步骤三,min和max不断靠近,由于所有值是整数,min和max最后不会重合,但最终apc会等于min,或者apc等于max。此时ONU的实际光发射功率很接近设定值2.34dBm,校准完成。
本发明的有益效果为:
本发明解决了利用现有的基本测试硬件设备,配合自创的产测校准软件组成的ONU光模块快速校准的产测校准平台,利用简单组网实现ONU光模块的快速校准功能。