CN109004977B - 一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置 - Google Patents

一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置，该方法包括：获取光模块LD实际驱动电流Ir；利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；根据LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax；判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir；如果否，则光模块生成标志位，用于指示告警信息。本申请提供的判断光模块稳定性的方法通过LD与温度的关系对LD动态工作数据进行理论计算，根据LD理论数据与实际数据的比较结果判断LD是否存在风险；无需增加外部设备，由光模块自身监控判定器件是否有劣化风险，在LD出现劣化趋势时，提前告警，保证了系统的正常工作。

Description

一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置
技术领域
本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置。
背景技术
随着全球信息的爆炸式增长，人们对通信速率的要求越来越高，为解决高带宽、远距离的数据传输，人们不得不寻求新的通信方式，而光通信具有通信容量大、传输距离远、信号干扰小、保密性能好、光纤尺寸小、重量轻、便于铺设和运输、无辐射、难于窃听等一系列优点，光通信成为了不二之选。在通信系统中为保证光模块的稳定工作，需要对光模块的稳定性进行监控。
目前行业内针对光模块发射方面的监控，主要针对的是模块发生故障后对模块的状态进行故障上报，上报为TX_Fault，但造成TX_Fault的原因很多，例如外界串扰、误触发、TX电源回路短路、LD(Laser Diode，激光二极管)劣化等，外界串扰、误触发可能是暂时性的，光模块内部自检重启或系统自动重启就可解决；TX回路短路一般发生较突然，没有预判性，造成的后果也常常不可恢复，但这种在稳定工作的系统中很难发生；LD劣化是一个缓慢的过程，通过光模块自身的实时监控数据，可以对其判断，提前确定LD的工作状态，能避免通信故障的发生。
但是，LD属于电流驱动器件，又对温度非常敏感，在不同温度下，激光器的导通阈值电流不同，发光效率SE也不相同，所以很难用单一的标准衡量一个LD的工作状态是否正常，导致了光通信系统中对LD的工作状态判断成为了一片空白；且当前行业内对光模块的监控，很难在LD劣化初期识别通信系统中的潜在危机，只能在系统出现异常后才被发现，给很多消费者带来损失或不便。
发明内容
本申请提供了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置，以解决目前很难在LD劣化初期识别光模块潜在危机的技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例公开了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
根据所述LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
第二方面，本申请实施例公开了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2；
根据LD理论驱动电流I1与LD理论驱动电流I2计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
第三方面，本申请实施例公开了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2；
利用LD驱动电流与外界波动的关系F(3)计算得到LD理论驱动电流I3；
根据所述LD理论驱动电流I1、所述LD理论驱动电流I2与所述LD理论驱动电流I3计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
第四方面，本申请实施例还公开了一种基于实时数据判断光模块稳定性的装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取光模块LD实际驱动电流Ir；
第一计算模块，用于利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
第二计算模块，用于根据LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断模块，用于判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
告警模块，用于当所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir时，所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
与现有技术相比，本申请的有益效果为：
本申请实施例提供了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法及装置，该方法包括：获取光模块LD实际驱动电流Ir；利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；根据LD理论驱动电流计算得到LD最大理论驱动电流Imax；判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir；如果LD最大理论驱动电流Imax小于或等于LD实际驱动电流Ir，则光模块生成标志位，用于指示告警信息。由于LD属于温度敏感器件，因此本申请采用温度标准对LD当前工作状态进行分析，利用LD驱动电流与温度的关系计算得到模块LD的理论数据，将模块LD的理论计算数据与实际数据进行对比判断LD是否存在风险。该方法能够在光模块LD出现性能劣化趋势时，提前告警，给运营商留出足够的处理时间，防止光模块最终失效时造成的业务异常；该告警能明确链路异常为光模块LD性能劣化导致，方便客户在使用过程中快速定位故障原因提高故障处理效率，降低对运维人员的技术要求；且本申请无需增加外部设备，由光模块内部MCU监控自身长期性能判定器件是否有劣化风险，方便在客户端应用时推广。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
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为本申请实施例提供的一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法的流程图；
图2为激光二极管LD的功率-电流曲线示意图；
图3为激光二极管LD的驱动框图；
图4为本申请实施例提供的一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法中S200的详细流程图；
图5为本申请实施例提供的一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法中S500的详细流程图；
图6为本申请实施例提供的另一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法的流程图；
图7为本申请实施例提供的另一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法中S600的详细流程图；
图8为本申请实施例提供的再一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法的流程图；
图9为本申请实施例提供的一种基于实时数据判断光模块稳定性的装置的示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种基于实时数据判断光模块稳定性的装置的示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
随着全球新兴的爆炸式增长，人们对通信速率的要求越来越高，为解决高带宽、远距离的数据传输，人们不得不寻求新的通信方式，而光通信具有通信容量大、传输距离远、信号干扰小、保密性能好、光纤尺寸小、重量轻、便于铺设和运输、无辐射、难于窃听等一系列优点，光通信成为了不二选择。
光通信系统中，最为核心的技术为电光转换，很早以前，人们使用普通发光二极管(LED)进行通信，但由于LED发光的光谱宽，传输衰减大，可调制性不好，不利于远距离传输。随着技术的发展，人们使用激光二极管(Laser Diode，激光二极管)进行通信，大大的提高了通信质量。现在的光通信系统中，使用的LD多为量子阱激光二极管，一般由3、5阶元素的化合物制作(如Al/As/Ga/In/P)，量子阱激光二极管具有阈值电流低，输出功率高的特点，激光二极管发光必须满足三个条件：实现粒子数反转、驱动电流大于LD阈值条件和谐振条件。
现在行业内有针对光模块发射方面的监控，主要针对模块发生故障后对模块的状态进行故障上报，上报为TX_Fault，但造成TX_Fault的原因很多，例如外界串扰、误触发、TX电源回路短路、LD劣化等，其中外界串扰、误触发可能是暂时性的，光模块内部自检重启或系统自动重启就可解决；TX回路短路一般发生较突然，没有预判性，造成的后果也常常不可恢复，但这种在稳定工作的系统中很难发生；LD劣化是一个缓慢的过程，通过光模块自身的实时监控数据，可以对其进行判断，提前确定LD的工作状态，能避免通信故障的发生。
但是，由于激光二极管属于电流驱动器件，又对温度非常敏感，在不同温度下，激光器的导通阈值电流不同，发光效率也不相同，所以很难用单一的标准衡量一个LD的工作状态是否正常，因此当前行业内对光模块的监控，很难在LD劣化初期被发现，往往是发生通讯故障才被识别，给很多消费者带来损失或不便。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，该方法考虑到光模块LD与温度、时间、外界扰动的关系，通过光模块自动监控LD的工作状态是否正常，能够在光模块出现性能劣化趋势时，提前告警，给运营商留出足够的处理时间，防止光模块最终失效时造成的业务异常；此类告警能明确链路异常为光模块自身性能劣化导致，方便用户在使用过程中快速定位故障原因提高故障处理效率，降低对运维人员的技术要求；且该方法无需增加外部设备，由光模块内部MCU监控自身长期性能判定器件是否有劣化风险。
实施例一
光模块LD属于温度敏感器件，即LD工作状态与温度有关，通过温度来衡量LD的工作状态是否正常。
参见图1，为本申请实施例提供的一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法的流程图。
如图1所示，本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法包括：
S100：获取光模块LD实际驱动电流Ir。
从光模块自身的DDMI上报中读取光模块LD的实际驱动电流Ir，或者通过实际测量得到LD的实际驱动电流Ir。
S200：利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1。
LD属于温度敏感器件，在不同温度的情况下工作的效率不同，LD的导通阈值电流也有很大差异，如图2所示，在-40℃，25℃，85℃同一驱动电流条件下，输出功率也有很大差异。
由于LD有这一特性，在通信系统中为保证稳定光模块稳定工作，通常需要控制LD输出的光功率在小范围内波动，现在行业内通常的做法主要有两种：1、利用激光二极管LD的背光监控和APC(Auto power control，自动功率控制)电路，动态调整驱动电流，实现输出光功率稳定；2、在研发阶段，对LD输出光功率不同温度下进行采样调试，最后做成查找表，保证LD在全温段输出光功率稳定，LD的驱动框图如图3所示，单片机MCU通过通信总线控制激光二极管驱动器，激光二极管驱动器通过驱动总线驱动光组件，从而对不同温度下的输出光功率进行调整。
而LD劣化通常表现为激光器的输出功率变低，若采用第一种设计方案，表现出的现象为输出光功率不变，驱动电流变大；若采用第二设计方案，表现出的现象为驱动电流不变，输出光功率跌落。
基于以上实际情况，要提前预判LD是否有劣化迹象，必须要了解LD的温度特性。而根据现在光通信的行业标准，光通信需要支持SFF8472协议，而该协议中A2表的96～105地址位对LD的动态工作信息有详细记录，分别为激光器的外壳温度/工作电压/Ibias电流/输出光功率/接收光功率，如下所示：
A2表
Figure BDA0001768340910000041
Figure BDA0001768340910000051
获取光模块出厂时的三温数据(模块的工作最高温度点、最低温度点和典型工作温度点合称三温)，从光模块自身监控(DDMI上报)中获取LD动态工作数据，如驱动电流、外壳温度等。
针对外场模块的LD是否存在风险，可以根据LD的出厂数据对LD的工作状态进行分析，首先：LD是温度敏感器件，无论是利用APC控制电路还是查找表方法或其他方法控制模块工作的稳定性，LD的工作状态都与温度相关，故可将LD与温度的关系表示为F(1)，F(1)比较复杂，可以结合生产时的三温数据与LD动态工作数据计算得到。
以APC控制为例，利用LD动态工作数据对LD高低温的驱动电流进行微分计算，所采用的LD动态工作数据来自于模块自身的DDMI上报(温度A2表96-97寄存器，Ibias100-101寄存器)，计算出每个温度段与全温段的温度变化关系，将对应关系记为K(T)(T代表温度)，具体参见图4。
S201：获取多个工作温度及对应的LD驱动电流。
在模块的全温工作范围内尽可能的选择多个点，分别记下LD的驱动电流和工作温度(数据来自DDMI上报)，将最高温度点和最低温度点的LD驱动电流和温度分别记为Ih，Th，Ii，Ti，温度由低到高的测试数锯分别为I1，T1，I2，T2，…，In，Tn。
S202：根据最高温度点和最低温度点的LD驱动电流和温度计算得到LD电流变化率Ph。
由于模块出厂时只有三温数据，选取低温和高温两个点计算得到全温段的电流变化率Ph，即Ph＝(Ih-Ii)/(Th-Ti)。
Ph也可不为全温度段的变化率，可任意选取所测试中两个温度点的数据进行计算，具体以实际验证为准，选择精度最高的点，推荐选取常温和高温两个点计算Ph。
S203：根据每个温度点的LD驱动电流、LD电流变化率Ph计算得到每个温度点对应的电流变化率。
计算得到全温段电流变化率Ph后，根据每个温度点的LD驱动电流、温度计算得到各个每个温度点对应的电流变化率，如P1＝[(I1-Ii)/(T1-Ti)]/Ph，P2＝[(I2-I1)/(T2-T1)]/Ph，…，Pn＝[(Ih-In)/(Th-Tn)]/Ph。
S204：将每个温度点对应的电流变化率拟合成LD电流变化率与温度变化率的微分函数P(T)。
得到每个温度点对应的电流变化率后，将P1，P2，…，Pn拟合成一条LD电流变化率与全温变化率的微分曲线，获得该微分曲线的微分函数P(T)，如P(T)＝AT3+BT2+CT+D。
S205：根据微分函数P(T)与LD电流变化率Ph得到LD温度与电流变化率的函数K(T)。
由于每一颗LD芯片的斜效率不同，每个温度点的斜效率也不同，所以对应的温度-电流变化率也存在差异，可以用已经计算出的微分函数P(T)，以及每只模块的Ph(利用出厂数据计算)，便可以得到每只模块每个温度点的LD温度-电流变化率曲线K(T)，即K(T)＝P(T)*Ph。
S206：对LD温度与电流变化率的函数K(T)进行积分计算，得到光模块LD驱动电流与温度的关系F(1)。
得到每个温度段与全温段的温度变化关系K(T)后，再利用生产的三温数据，对每只模块的LD电流变化率进行积分，再根据外场的监控数据(温度A2表96-97寄存器)计算出外场LD的理论驱动电流I1。
获得LD温度与电流变化率的函数K(T)后，再根据Ph计算的基准点，可以计算得到模块每个温度点对应的理论电流，记作F(1)。若计算基准点的LD电流和温度分别为I0和T0(出厂数据)，外场的监控温度为Tw(DDMI上报)，根据每个温度点的LD温度-电流变化率曲线K(T)计算出Tw温度点的理论驱动电流，则F(1)＝I0+ΔI＝I0+K(Tw)*(Tw-T0)。
本申请示例中，每只模块计算的Ph温度选取点要与实验室计算函数P(T)采用的Ph温度点基本相同，外场电流计算的基准点需要与每只模块的Ph计算基准点相同。可选的，每只模块计算的Ph计算基准点为最高温度点，即最高温度点对应的电流变化率Ph。
由上所述，利用模块的出场数据和LD动态工作数据(来自模块自身的DDMI上报)计算得到LD驱动电流与温度的关系F(1)，再利用关系F(1)得到LD不同温度的理论驱动电流I1。
S300：根据LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
LD当前的工作状态与温度有关，利用模块的出厂数据和外场的监控数据可计算LD的最大理论驱动电流Imax，即Imax＝I1，通过温度来衡量模块LD的理论工作状态。
S400：判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir。
S500：如果LD最大理论驱动电流Imax小于或等于LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
将模块出厂时的理论计算数据与实际测量数据进行对比，以此判断LD是否存在风险。若Imax-Ir﹥0，说明模块LD的实际驱动电流未超出LD最大理论电流，可判断该模块的LD暂时无风险；若Imax-Ir≤0，说明模块LD的实际驱动电流超出LD最大理论电流，容易损害内部光器件，则光模块生成标志位，用于指示告警信息。上位机可根据标志位来判断光模块LD是否存在风险，如上位机检测到标志位为1，判定LD存在风险，上位机进行提前告警。
将模块的理论计算数据与实际测量数据进行对比后，也可根据比较结果判定LD是否处于高风险还是一般风险，或者是无风险，如图5所示。
S501：判断LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的差值是否小于预设阈值。
S502：如果LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的差值小于预设阈值，则光模块生成第一标志位，用于指示重度告警信息。
S503：如果LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的差值大于或等于预设阈值，则光模块生成第二标志位，用于指示一般告警信息。
获得LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir后，计算得到Imax与Ir的差值，如果Imax-Ir﹤预设阈值，则光模块生成第一标志位，上位机根据第一标志位判定光模块LD存在高风险，进行重度告警；如果预设阈值≤Imax-Ir≤0，则光模块生成第二标志位，上位机根据第二标志位判定光模块LD存在一般风险，进行一般告警。该预设阈值可根据实际情况进行人为设定，如设为-3。
判断出模块的风险级别后，可用两个数据位存储该模块的风险级别，方便主机对LD状态的访问。
本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法基于光模块自身的监控数据，考虑了光模块LD与温度的关系，对其监控数据进行理论分析，计算得到LD的最大理论驱动电流，将其与LD实际驱动电流进行比较，根据比较结果判定LD是否存在风险，还可判定LD的风险等级，利用该方法可在光模块出现性能劣化趋势时提前告警，将风险上报给对应的主机，给运营商留出足够的处理时间，防止光模块最终失效时造成的业务异常；此类告警能明确链路异常为光模块自身性能劣化导致，方便客户在使用过程中快速定位故障原因，提高了故障处理效率，降低了对运维人员的技术要求；本方法无需增加外部设备，由光模块内部MCU监控自身长期性能判定器件是否有劣化风险，方便在客户端应用时推广。
实施例二
光模块LD的工作状态不仅与温度有关系，还与时间有关系，通过温度、时间来衡量LD的工作状态是否正常。
参见图6，为本申请实施例提供的另一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法的流程图。
如图6所示，本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法包括：
S100：获取光模块LD实际驱动电流Ir。
S200：利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1。
S600：利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2。
模块开始工作后，LD还存在一个自身的老化工程，随着使用时间的变长，器件自身性能下降，可将LD与时间的关系设为函数F(2)。按照现在国标的标准，光器件在同一条件下测试光功率变化小于1.5dB(见YD/T 2553-20136Gbps基站互联用SFP+光收发合一模块技术条件)，可认为光器件未出现可靠性隐含，可以根据该指标，与模块出厂时的发射光功率、驱动电流、阈值电流计算出每只模块老化因子，则F(2)是时间的函数。
由于老化部分函数非常复杂，我们可以将误差放大，提高判断率，具体如图7所示：
S601：获取光模块的阈值电流Ith、偏置电流Ibias、输出光功率TXP、光模块生命周期、光模块出厂时间及当前时间。
由模块的出厂数据获取LD的阈值电流Ith，由模块自身监控(DDMI上报)获取LD的偏置电流Ibias、输出光功率TXP，由模块出厂数据获取光模块生命周期、光模块出厂时间。模块的出厂时间可参见SFF8472协议A0表84-91地址位，如下所示：
日期代码[地址A0h，字节84-91]
日期代码时一个8字节字段，包含ASCII字符中的供应商日期代码。日期代码是强制性。日期代码应为表3.8所规定的格式：
表3.8日期代码
数据地址A0h 场的描述
84-85 ASCII码，一年两个地位数字(00＝2000)
86-87 ASCII码，月份数字(01＝一月，12＝十二月)
88-89 ASCII码，月日(01-31)
90-91 ASCII码，供应商特定批次代码可能是空白的
S602：根据阈值电流Ith、偏置电流Ibias与输出光功率TXP计算得到光模块的斜效率Se。
根据公式Se＝TXP/(Ibias-Ith)计算出每只模块的斜效率Se。
S603：根据斜效率计算得到光功率变化1.5dB时LD驱动电流的变化量。
得到斜效率Se后，可以轻而易举的计算出光功率变化1.5dB时LD驱动电流的变化量。
S604：根据LD驱动电流的变化量、光模块生命周期与时间变化量计算得到LD老化驱动电流变化量F(2)。
将获得的LD驱动电流的变化量与模块的生命周期(例如10年)结合分析，再利用模块的出厂时间和当前时间(模块进行数据传输时从数据包中提取)，计算出老化驱动电流变化量。例如，一只模块的光功率变化1.5dB，驱动电流变化9mA，生产日期是2013年6月，模块生命周期为10年，则模块当前的老化对驱动电流影响的变化量为I2＝(9/10)*(2018-2013)＝5mA。
由上所述，利用模块外场监控数据(来自模块自身的DDMI上报)计算出LD驱动电流与时间的关系F(2)，再利用关系F(2)得到LD理论驱动电流I2。
S300：根据LD理论驱动电流I1与LD理论驱动电流I2计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
LD当前的工作状态既与温度有关，还与时间有关，利用模块的出厂数据和外场的监控数据可计算LD的最大理论驱动电流Imax，则Imax＝I1+I2，通过温度、时间来衡量模块LD的理论工作状态。
S400：判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir。
S500：如果LD最大理论驱动电流Imax小于或等于LD实际驱动电流Ir，则光模块生成标志位，用于指示告警信息。
本实施例中其他方法步骤同实施例一所述的方法步骤，此处不再赘述。
本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法基于光模块自身的监控数据，考虑了光模块LD与温度、时间的关系，对其监控数据进行理论分析，计算得到LD的最大理论驱动电流，将其与LD实际驱动电流进行比较，根据比较结果判定LD是否存在风险，还可判定LD的风险等级，利用该方法可在光模块出现性能劣化趋势时提前告警，将风险上报给对应的主机，给运营商留出足够的处理时间，防止光模块最终失效时造成的业务异常；此类告警能明确链路异常为光模块自身性能劣化导致，方便客户在使用过程中快速定位故障原因，提高了故障处理效率，降低了对运维人员的技术要求；本方法无需增加外部设备，由光模块内部MCU监控自身长期性能判定器件是否有劣化风险，方便在客户端应用时推广。
实施例三
光模块LD当前的工作状态既与温度、时间有关，还与外界波动有关，通过温度、时间、外界波动来衡量LD的工作状态是否正常。
如图8所示，本申请实施例提供的再一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法包括：
S100：获取光模块LD实际驱动电流Ir。
S200：利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1。
S600：利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2。
S700：利用LD驱动电流与外界波动的光纤F(3)计算得到LD理论驱动电流I3。
LD当前的工作状态既与温度、时间有关，还与外界波动有关，因此还需获得LD与外界波动的关系，而模块的工作环境不是一成不变，模块工作时可能存在外界环境的波动导致数据采样不准，将LD与外界不稳定因素关系设为函数F(3)，该波动属于随机波动，存在不确定性，定量分析较为困难，可以通过批量的生产数据利用统计学得到，可以当做常量来处理。
S300：根据LD理论驱动电流I1、LD理论驱动电流I2与LD理论驱动电流I3计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
利用模块的出厂数据和外场的监控数据可计算LD的最大理论驱动电流Imax，则Imax＝I1+I2+I3，其中，I3为常量，通过温度、时间、外界波动来衡量模块LD的理论工作状态。
S400：判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir。
S500：如果LD最大理论驱动电流Imax小于或等于LD实际驱动电流Ir，则光模块生成标志位，用于指示告警信息。
本实施例中其他方法步骤同实施例一所述的方法步骤，此处不再赘述。
本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法基于光模块自身的监控数据，考虑了光模块LD与温度、时间、外界波动的关系，对其监控数据进行理论分析，计算得到LD的最大理论驱动电流，将其与LD实际驱动电流进行比较，根据比较结果判定LD是否存在风险，还可判定LD的风险等级，利用该方法可在光模块出现性能劣化趋势时提前告警，将风险上报给对应的主机，给运营商留出足够的处理时间，防止光模块最终失效时造成的业务异常；此类告警能明确链路异常为光模块自身性能劣化导致，方便客户在使用过程中快速定位故障原因，提高了故障处理效率，降低了对运维人员的技术要求；本方法无需增加外部设备，由光模块内部MCU监控自身长期性能判定器件是否有劣化风险，方便在客户端应用时推广。
基于本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的方法，本申请实施例还提供了一种基于实时数据判断光模块稳定性的装置。
如图9所示，本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的装置包括：
获取模块100，用于获取光模块LD实际驱动电流Ir。可从光模块自身的DDMI上报中读取光模块LD的实际驱动电流Ir。
第一计算模块200，用于利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1。由于LD属于温度敏感器件，要提前预判LD是否有劣化迹象，必须要了解LD的温度特性，因此需要根据模块出厂时的三温数据与LD动态工作数据计算出LD与温度的关系F(1)，在利用关系F(1)计算出LD理论驱动电流I1。
第一计算模块200包括微分计算模块201与积分计算模块202，其中，
微分计算模块201，用于根据LD动态工作数据与三温数据对LD驱动电流进行微分计算，得到光模块LD温度与电流变化率的函数K(T)。根据三温数据获得全温段的电流变化率Ph，再根据电流变化率Ph与不同温度点下的LD驱动电流计算出各个温度点的电流变化率，根据各个温度点对应的电流变化率拟合成LD温度变化率与电流变化率的微分函数P(T)，进而得到LD温度与电流变化率的函数K(T)。
积分计算模块202，用于对LD温度与电流变化率的函数K(T)进行积分计算，得到光模块LD驱动电流与温度的关系F(1)。利用获得的LD温度与电流变化率的函数K(T)积分获得每个温度点对应的理论电流I1，从而获得LD驱动电流与温度的关系。
第二计算模块300，用于根据LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
判断模块400，用于判断LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir。判断模块400包括判断子模块401，用于进一步判断LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流的差值是否小于预设阈值，对LD风险进行分级。
告警模块500，用于当LD最大理论驱动电流Imax小于或等于LD实际驱动电流Ir时，光模块生成标志位，用于指示告警信息。根据LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的比较结果生成相应的标志位，用于指示不同的告警信息。
告警模块500包括重度告警子模块501与一般告警子模块502，其中，
重度告警子模块501，用于当LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的差值小于预设阈值，则光模块生成第一标志位，用于指示重度告警信息。
一般告警子模块，用于当所述LD最大理论驱动电流Imax与所述LD实际驱动电流Ir的差值大于或等于所述预设阈值，则所述光模块生成第二标志位，用于指示一般告警信息。
光模块LD的当前工作状态既与温度有关，还有时间有关，当用温度、时间来衡量LD的工作状态是否正常时，本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的装置还包括第三计算模块600，如图10所示。
第三计算模块600，用于利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2。随着使用时间的变长，器件自生性能下降，可将LD与时间的关系设为函数F(2)，根据LD动态工作数据得到LD与时间的关系F(2)，再利用关系F(2)计算出LD理论驱动电流I2。第三计算模块600包括第一计算子模块601、第二计算子模块602与第三计算子模块603，其中，
第一计算子模块601，用于根据获取的阈值电流Ith、偏置电流Ibias与输出光功率TXP计算得到光模块的斜效率Se。
第二计算子模块602，用于根据斜效率计算得到光功率变化1.54dB时LD驱动电流的变化量。
第三计算子模块603，用于根据LD驱动电流的变化量、光模块生命周期与时间变化量计算得到LD老化驱动电流变化量关系F(2)。
此时的第二计算模块300用于根据LD理论驱动电流I1与LD理论驱动电流I2计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
光模块LD的当前工作状态既与温度、时间有关，还与外界波动有关，而外界波动属于随机波动，存在不确定性，定量分析较为困难，可以当做常量F(3)来处理。当用温度、时间、外界波动来衡量LD的工作状态是否正常时，本申请实施例提供的基于实时数据判断光模块稳定性的装置中第二计算模块300用于根据LD理论驱动电流I1、LD理论驱动电流I2与常量LD理论驱动电流I3计算得到LD最大理论驱动电流Imax。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
根据所述LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1，包括：
获取光模块的三温数据与LD动态工作数据；
根据所述LD动态工作数据与所述三温数据对LD驱动电流进行微分计算，得到光模块LD温度与电流变化率的函数K(T)；
对所述LD温度与电流变化率的函数K(T)进行积分计算，得到光模块LD驱动电流与温度的关系F(1)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述LD动态工作数据对LD驱动电流进行微分计算，得到光模块LD温度-电流变化率函数K(T)，包括：
获取多个工作温度及对应的LD驱动电流；
根据最高温度点和最低温度点的LD驱动电流和温度计算得到LD电流变化率Ph；
根据每个温度点的LD驱动电流、所述LD电流变化率Ph计算得到每个温度点对应的电流变化率；
将所述每个温度点对应的电流变化率拟合成LD电流变化率与温度变化率的微分函数P(T)；
根据所述微分函数P(T)与所述LD电流变化率Ph得到光模块LD温度与电流变化率的函数K(T)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息，包括：
判断所述LD最大理论驱动电流Imax与LD实际驱动电流Ir的差值是否小于预设阈值；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax与所述LD实际驱动电流Ir的差值小于预设阈值，则所述光模块生成第一标志位，用于指示重度告警信息；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax与所述LD实际驱动电流Ir的差值大于或等于所述预设阈值，则所述光模块生成第二标志位，用于指示一般告警信息。
5.一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2；
根据LD理论驱动电流I1与LD理论驱动电流I2计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2，包括：
获取光模块的阈值电流Ith、偏置电流Ibias、输出光功率TXP、光模块生命周期、光模块出厂时间及当前时间；
根据所述阈值电流Ith、偏置电流Ibias与输出光功率TXP计算得到光模块的斜效率Se；
根据所述斜效率计算得到光功率变化1.5dB时LD驱动电流的变化量；
根据所述LD驱动电流的变化量、所述光模块生命周期与时间变化量计算得到LD老化驱动电流变化量F(2)。
7.一种基于实时数据判断光模块稳定性的方法，其特征在于，所述方法包括：
获取光模块LD实际驱动电流Ir；
利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2；
利用LD驱动电流与外界波动的关系F(3)计算得到LD理论驱动电流I3；
根据所述LD理论驱动电流I1、所述LD理论驱动电流I2与所述LD理论驱动电流I3计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
如果所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir，则所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
8.一种基于实时数据判断光模块稳定性的装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取光模块LD实际驱动电流Ir；
第一计算模块，用于利用LD驱动电流与温度的关系F(1)计算得到LD理论驱动电流I1；
第二计算模块，用于根据LD理论驱动电流I1计算得到LD最大理论驱动电流Imax；
判断模块，用于判断所述LD最大理论驱动电流Imax是否大于所述LD实际驱动电流Ir；
告警模块，用于当所述LD最大理论驱动电流Imax小于或等于所述LD实际驱动电流Ir时，所述光模块生成标志位，用于指示告警信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：
第三计算模块，用于利用LD驱动电流与时间的关系F(2)计算得到LD理论驱动电流I2。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述告警模块包括：
重度告警子模块，用于当所述LD最大理论驱动电流Imax与所述LD实际驱动电流Ir的差值小于预设阈值，则所述光模块生成第一标志位，用于指示重度告警信息；
一般告警子模块，用于当所述LD最大理论驱动电流Imax与所述LD实际驱动电流Ir的差值大于或等于所述预设阈值，则所述光模块生成第二标志位，用于指示一般告警信息。
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