CN107171722A - 一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端。方法包括：当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值大于预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值。此预设阈值为有光状态下的接收光功率值，此预设值为无光状态下的接收光功率值。本申请将暗电流以及电路噪声等影响因素考虑在内，即使ROSA由于暗电流以及电路噪声的影响，将无光区域的接收光功率误报为有光区域的接收光功率，本申请也将对应输出预设值，即无光状态下的接收光功率值，从而避免由于ROSA对无光光功率的误报，使上位机将光模块的运行状态出现误判的问题。

Description

一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端。

背景技术

光模块是一种具有光电转换功能和电光转换功能的电子元件，在光纤网络系统中具有广泛应用。目前，为了便于光纤链路的维护和管理，以提高光纤网络系统运行的可靠性，上位机通常需要实时监控光模块的运行状态。

光模块的工作过程中，接收光功率是需要监控的重要信息之一。目前，上位机对接收光功率的监控过程如下：光模块的MCU(微控制单元，英文全称：Microcontroller Unit)将接收光功率值进行校准并写入存储器；上位机通过读取光模块存储器中的写入值，即可实时监控光模块的运行状态，以快速发现和定位系统故障。

但是，电子器件的暗电流以及电路噪声会影响接收光功率值的检测结果，使得接收光功率值大于真实光功率值。尤其是当光模块处于高温、低温以及电压严重偏差等非正常状态时，光模块更容易受到暗电流及电路噪声的影响，可能将无光区域的接收光功率误报为有光区域的接收光功率，导致上位机对光模块的运行状态出现误判。

发明内容

本申请提供了一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端，以解决暗电流及电路噪声等环境因素影响上位机监控的技术问题。

第一方面，申请提供了一种光模块接收光功率的监测方法，包括：

当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；

当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

第二方面，本申请还提供了一种光模块接收光功率的监测装置，包括：

比较模块，用于将接收光功率值与预设阈值进行比较；

第一写入模块，用于当接收光功率值小于等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；

第二写入模块，用于当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

第三方面，本申请还提供了一种光模块，所述光模块包括光探测器、跨阻放大器TIA、限幅放大器LA以及MCU，所述光探测器、所述跨阻放大器TIA和所述限幅放大器LA依次连接，所述MCU连接所述光探测器；其中，

所述光探测器用于将接收到的光信号转换为电信号；

所述跨阻放大器TIA用于将所述电信号进行放大；

所述限幅放大器LA用于将所述放大的电信号进行限幅；

所述MCU用于将所述光探测器输出的电信号进行模数转换，并当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

本申请的有益效果如下：

本申请提供了一种光模块接收光功率的监测方法、装置及终端。方法包括：当接收光功率小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值大于预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值。此预设阈值为有光状态下接收光功率对应的ADC值，此预设值为无光状态下的接收光功率值。本申请将暗电流以及电路噪声等影响因素考虑在内，即使ROSA由于暗电流以及电路噪声的影响，将无光区域的接收光功率误报为有光区域的接收光功率，本申请也将对应输出预设值，即无光状态下的接收光功率值，从而避免由于ROSA对无光光功率的误报，使上位机将光模块的运行状态出现误判的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种光模块的结构示意图；

图2为本申请实施例二提供的一种光模块的结构示意图；

图3为本申请实施例三提供的一种光模块接收光功率的监测方法的流程示意图；

图4为本申请实施例三提供的一种光模块MCU对接收光功率值的校准曲线图；

图5为本申请实施例四提供的一种光模块接收光功率的监测方法的流程示意图；

图6为本申请实施例五提供的一种光模块接收光功率的监测装置的结构示意图；

图7为本申请实施例六提供的一种光模块接收光功率的监测装置的结构示意图。

具体实施方式

目前，对接收光功率值通常以相应电信号的ADC值表征，当然，接收光功率值也可以有其他表现形式。本申请中，上位机对接收光功率的监控基于ADC采样方式，ROSA(接收光组件，英文全称：Receiver Optical Subassembly)首先将待上报的接收光功率值转化为可测试的电压值，ADC将此电压值进行模数转换后得到相应的ADC值，光模块的MCU将获取到的ADC值按照预知的公式和参数进行校准，从而将ADC值还原为的待上报的接收光功率值，并将校准后得到的接收光功率值写入光模块的存储器。上位机通过读取光模块存储器中的写入的接收光功率值，即可实时监控光模块的运行状态，以快速发现和定位系统故障。MCU对ADC值的校准关系通常都是线性的，具体的校准公式可以为：待上报的接收光功率值＝K1*ADC值+K2，其中，其中，参数K1为增益，参数K2为偏移。由以上接收光功率的上报过程可见，待上报的接收光功率值首先需要转化为可测试的电压值，即通过电压值来表征接收光功率值。本申请可通过两种电压信号(光电二极管输出的电流信号和跨阻放大器TIA输出的差分电压信号)来将表征接收光功率。

参见图1，为本申请实施例一提供的一种光模块的结构示意图。由图1可见，本申请的光模块包括接收光组件ROSA 10和光模块的MCU 20。其中，ROSA 10还包括依次连接的雪崩二极管APD 11、跨阻放大器TIA 13、限幅放大器LA 14。本实施例中，光探测器为雪崩二极管APD 11，雪崩二极管APD 11可将接收到的光信号转换为电信号，并将此电信号传输至后续的跨阻放大器TIA 13，跨阻放大器TIA 13将此电信号进行放大、再经限幅放大器LA 14将放大信号限幅。另外，集成在雪崩二极管APD 11内部的升压电路可将电信号升压，输出升压电路输出信号，本实施例中，集成在MCU 40内部的模数转换模块可将此升压电路输出信号进行模数转换，输出对应的ADC值，当接收光功率值(ADC值)小于或者等于预设阈值时，MCU40在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值(ADC值)大于所述预设阈值时，MCU 40在所述光模块存储器中写入接收光功率值。由于升压电路输出信号的信号值与接收光功率值成正比关系，因此，本实施例可通过升压电路输出信号值的大小表征接收光功率值。

参见图2，为本申请实施例二提供的一种光模块的结构示意图。由图2可见，本申请的光模块包括接收光组件ROSA 10、光模块的MCU 20。其中，ROSA 10还包括依次连接的光电二极管PIN 12、跨阻放大器TIA 13、限幅放大器LA 14。本实施例中，光探测器为光电二极管PIN 12和跨阻放大器TIA 13的集成组件，光电二极管PIN 12可将接收到的光信号转换为电压信号，跨阻放大器TIA 13将此电压信号进行放大、再经限幅放大器LA 14将放大信号限幅。本实施例中，光模块的MCU 40还与跨阻放大器TIA 13相连接，集成在MCU 40内部的模数转换模块可将跨阻放大器TIA 13发送的差分电压信号转换为相应的ADC值。当接收光功率值(ADC值)小于或者等于预设阈值时，MCU 40在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值(ADC值)大于所述预设阈值时，MCU 40在所述光模块存储器中写入接收光功率值。跨阻放大器TIA 13输出的差分电压信号的幅度也能够表征接收光功率值，同时，跨阻放大器TIA13能将电压信号进行放大且在一定程度上去除电压信号的干扰噪声，有利于提高信号识别的精度。

基于实施例一和实施例二提供的光模块，本申请实施例三还提供了一种光模块接收光功率的监测方法。本方法的核心是：当接收光功率小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值。此预设阈值为有光状态下接收光功率对应的ADC值，此预设值为无光状态下的接收光功率值。本申请将暗电流以及电路噪声等影响因素考虑在内，即使ROSA由于暗电流以及电路噪声的影响，将无光区域的接收光功率误报为有光区域的接收光功率，本申请也将对应输出预设值，即无光状态下的接收光功率值，从而避免由于ROSA对无光光功率的误报，使上位机将光模块的运行状态出现误判的问题。下面结合附图对本申请实施例提供的光模块接收光功率的监测方法做详细说明。

参见图3，为本申请实施例三提供的一种光模块接收光功率的监测方法的流程示意图。由图3可见，所述方法包括：

步骤S101：当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

首先，光模块的MCU会将接收到的ADC值与预设阈值进行判断，如果ADC值小于或者等于预设阈值时，则在光模块存储器中写入预设值，此预设阈值为有光状态下接收光功率对应的ADC值，此预设值为无光状态下的接收光功率值。光模块的MCU将预设值写入光模块存储器的预设地址内，上位机可以通过此地址读取存储器内的接收光功率值，以便对光模块进行监控。

由于上位机监控的是光模块的运行状态，而光模块在无光状态下的运行状态是相同的，光模块MCU在无光状态下上报的接收光功率的具体数值对上位机的监控结果没有实质影响。因此，同一型号的光模块的MCU在接收到小于或者等于预设阈值的ADC值时，可以将此范围内的ADC值统一上报为一个定值(预设值)。比如，无光状态下的接收光功率值的范围为-50—-30dBm，则预设值可以为-30dBm。此时，在ADC值不超过预设阈值的范围内，校准曲线的斜率为零。

具体的，在本实施例中，可以将暗电流和电路噪声产生的最大接收光功率值对应的ADC值设定为预设阈值，以便针对暗电流和电路噪声的影响，将上报为无光光功率值对应的ADC值限定在一个较小的范围内。如果MCU接收到的ADC值超过此预设阈值，则表明ROSA接收到的光信号为有光状态下的光信号，并且不是在暗电流和电路噪声的影响下产生的有光状态。如果MCU接收到的ADC值没有超过此预设阈值，则表明ROSA接收到的有光状态下的光信号，存在暗电流和电路噪声影响的可能性，此时，光模块的MCU将无光状态下的接收光功率值写入存储器，以排除暗电流和电路噪声等外界因素的影响。

步骤S102：当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值。

本实施例步骤S102中，接收光功率值为光模块的MCU经过校准后得到的上报光功率值。当接收光功率值对应的ADC值大于所述预设阈值时，表明ROSA接收到的光信号的强度较大，即使考虑暗电流以及电路噪声等影响因素，ROSA接收到的也应为有光状态对应的接收光功率值，此时，应该按照正常的校准流程进行上报。

请参见图4，为本申请实施例三提供的一种光模块MCU对接收光功率值的校准曲线图。由图4可见，本实施例提供的校准曲线图中包括以预设阈值为分界线的两段校准曲线。小于等于预设阈值的校准曲线的斜率为零，在此区间内，MCU的上报光功率值恒定为预设值；大于预设阈值的校准曲线与现有的校准曲线类似，MCU接收到的ADC值与上报的接收光功率值呈线性关系。本实施例将暗电流以及电路噪声等影响因素考虑在内，即使ROSA由于暗电流以及电路噪声的影响，将无光区域的接收光功率误报为有光区域的接收光功率，本申请也将对应输出预设值，即无光状态下的接收光功率值，从而避免由于ROSA对无光光功率的误报，使上位机将光模块的运行状态出现误判的问题。

通常情况下，ROSA内部设有一个响应阈值，只有当ROSA接收到的光功率超过此响应阈值时，ROSA才确定存在有效光信号(比如，存在其他网络单元的业务数据请求)。当存在有效光信号时，ROSA向光模块的MCU发送指示信号，光模块的MCU在接收到指示信号之后，再控制发射光组件TOSA发送相关业务信息，从而实现光电压信号的相互转换以及各网络单元之间的信息交互。可见，通常情况下，在ROSA接收到光功率较小的光信号时，不会引起光模块运行状态的改变。因此，即使在不存在外界影响的情况下，光模块的MCU将较小的接收光功率值上报为无光光功率值，光纤网络系统也不会出现通讯异常等不良现象。因此，本申请中的预设阈值可以为有光状态下接收光功率对应的ADC值，但不应过大。光模块的MCU如果将较大的接收光功率值上报为无光状态的接收光功率率，将超出上位机能够允许的误差范围，使得上位机对光模块在有效光信号下的运行情况做出误判。具体的，本实施例中预设阈值可以根据上位机能够接收的误差范围，以及实际需求设定。

参见图5，为本申请实施例四提供的一种光模块接收光功率的监测方法的流程示意图。由图5可见，所述方法包括：

步骤S201：将接收光功率值与预设阈值进行比较。如果接收光功率值对应的ADC值大于所述预设阈值，则执行步骤S202；如果接收光功率值小于或者等于预设阈值，则执行步骤S203。

步骤S202：在所述光模块存储器中写入接收光功率值。

步骤S203：检测是否接收到LOS信号。如果接收到LOS信号，则执行步骤S204。

步骤S204：在光模块存储器中写入预设值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

本实施例为了避免出现将较大光功率值误报为无光光功率值的情况，在检测接收光功率值与预设阈值大小关系之前，可以先检测是否接收到LOS(信号丢失，英文全称：Lossof signal)信号。当光纤传输线路、上联分光器或者光模块本身出现故障时，可能会引起光纤通信中断。在这种情况下，光模块ROSA的接收光功率在给定的时间内(如10us或更长)会一直低于某一设定的门限值Pd(Pd对应的比特出错概率BER≥10^-3)，此时，ROSA会向上位机发送LOS信号。由此可见，ROSA在发出LOS信号之后的一段时间内，ROSA接收到的光功率值应为无光光功率值或者临近无光光功率值的小光光功率，不会大幅度波动至一个较大的接收光功率范围内，从而避免ROSA将较大的接收光功率值误报为无光光功率值的情况。

参见图6，为本申请实施例五提供的一种光模块接收光功率的监测装置的结构示意图。由图6可见，所述装置包括：

比较模块501，用于将接收光功率值与预设阈值进行比较。

第一写入模块502，用于当接收光功率值小于等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值。

第二写入模块503，用于当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

参见图7，为本申请实施例六提供的一种光模块接收光功率的监测装置的结构示意图。由图7可见，所述装置包括：

比较模块601，用于将接收光功率值与预设阈值进行比较。

检测模块602，用于当接收光功率值小于等于预设阈值时，检测是否接收到LOS信号。

第一写入模块603，用于当接收到LOS信号时，在光模块存储器中写入预设值。

第二写入模块604，用于当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (4)

1.一种光模块接收光功率的监测方法，其特征在于，所述方法包括：

当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；

当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

检测是否接收到LOS信号；

如果接收到LOS信号，则当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值。

3.一种光模块接收光功率的监测装置，其特征在于，包括：

比较模块，用于将接收光功率值与预设阈值进行比较；

第一写入模块，用于当接收光功率值小于等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；

第二写入模块，用于当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。

4.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括光探测器、跨阻放大器TIA、限幅放大器LA以及MCU，所述光探测器、所述跨阻放大器TIA和所述限幅放大器LA依次连接，所述MCU与所述光探测器连接；

其中，

所述光探测器用于将接收到的光信号转换为电信号；

所述跨阻放大器TIA用于将所述电信号进行放大；

所述限幅放大器LA用于将所述放大的电信号进行限幅；

所述MCU用于将所述光探测器输出的电信号进行模数转换，并当接收光功率值小于或者等于预设阈值时，在光模块存储器中写入预设值；当接收光功率值大于所述预设阈值时，在所述光模块存储器中写入接收光功率值，所述光模块存储器可以由上位机读取。