CN110289906A - 多路接收光功率监控装置、方法及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多路接收光功率监控装置、方法及光模块，所述装置包括第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道、开关切换电路、采样保持电路与MCU，其中，第一接收光功率监控通道与第二接收光功率监控通道分别与开关切换电路的一端电连接，采样保持电路与开关切换电路的另一端连接；采样保持电路与MCU电连接，开关切换电路与MCU控制连接。本申请提供的监控装置设计简单的开关切换电路实现第一接收光功率监控通道与第二接收光功率监控通道共用同一采样保持电路，来分别实现突发接收光功率监控的功能，节省了空间，减少了电路复杂性，降低了产品成本，降低了功耗。

Description

多路接收光功率监控装置、方法及光模块

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种多路接收光功率监控装置、方法及光模块。

背景技术

近年来，高带宽业务迅速发展，当前主流的GPON(Gigabit-Capable PON，吉比特无源光网络接入装置)网络越来越多地开始向XGPON(10G GPON)演进，GPON向XGPON演进或升级的过程中，不可避免的会存在GPON和XGPON接入共存的场景。

为了实现GPON和XGPON的接入共存，业界研发了Combo-PON，传统10G combo PONOLT标准要求光路上需要实现波分复用，即XGPON OLT+GPON OLT同时工作状态，即有两个接收TO需要同时正常工作接收不同速率下的业务。

但是，传统combo PON的接收端为了保证两路接收电路同时工作，即使接收监控电路部分采用相同的电路参数设计，仍然采用两路独立的电路来实现其功能，造成电路结构比较复杂，电路器件多、布板难度大、故障率高、成本高、功耗高。

发明内容

本申请提供了一种多路接收光功率监控装置、方法及光模块，以解决传统comboPON接收端电路结构较复杂，电路器件多、布板难度大、成本高、功耗高等问题。

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多路接收光功率监控装置，包括第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道、开关切换电路、采样保持电路与MCU，其中，

所述第一接收光功率监控通道与所述第二接收光功率监控通道分别与所述开关切换电路的一端电连接，所述采样保持电路与所述开关切换电路的另一端连接；

所述采样保持电路与所述MCU电连接，所述开关切换电路与所述MCU控制连接。

第二方面，本申请实施例公开了一种多路接收光功率监控方法，基于第一方面所述的多路接收光功率监控装置，所述方法包括：

接收光功率监控指令；

MCU根据所述光功率监控指令控制切换开关切换至相应的接收光功率监控通道；

接收光信号通过相应的接收光功率监控通道传输至所述MCU；

所述MCU接收光功率监控通道的采样值，获得接收光功率。

第三方面，本申请实施例公开了一种光模块，包括光接收单元，所述光接收单元包括第一方面所述的多路接收光功率监控装置。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的多路接收光功率监控装置包括第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道、开关切换电路、采样保持电路与MCU，其中，第一接收光功率监控通道与第二接收光功率监控通道分别与开关切换电路的一端电连接，采样保持电路与开关切换电路的另一端连接；采样保持电路与MCU电连接，开关切换电路与MCU控制连接。本申请提供的监控装置设计简单的开关切换电路实现第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道共用同一采样保持电路，来分别实现突发接收光功率监控的功能，能够节省空间，减少电路复杂性，从而降低产品成本，降低功耗。

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为示例性的Combo PON OLT光模块接收光功率监控电路时分复用框架图；

图2为本申请实施例提供的一种多路接收光功率监控装置的框架示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多路接收光功率监控方法的流程图。

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。

传统10G combo PON OLT标准要求光路上需要实现波分复用，即XGPON OLT+GPONOLT同时工作状态，换句话说就是有两个接收TO需要同时正常工作接收不同速率下的业务，但是接收监控实际上是时分复用的形式，为了保证两路接收电路同时工作，因此突发接收监控电路也是两套完全独立的采样保持电路来实现其功能，如图1所示，2.5G的突发接收光功率监控通过对应的2.5G电流镜通道将APD接收光信号转换成电流传送给后级的采样保持电路，1.25G的突发接收光功率监控通过对应1.25G电流镜通道将APD接收光信号转换成电流传送给后级的采样保持电路。但是，如此设计导致电路结构复杂，电路器件多、布板难度大、故障率高、成本高、功耗高等。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种多路接收光功率监控装置，该装置设计简单的开关切换电路实现多路接收光功率监控电路共用同一采样保持电路，来分别实现突发接收光功率监控的功能，节省空间，减少电路复杂性，降低产品成本，降低功耗。

如图2所示，本申请实施例提供的多路接收光功率监控装置包括第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道、开关切换电路、采样保持电路与MCU，其中，

第一接收光功率监控通道与第二接收光功率监控通道分别与开关切换电路的一端电连接，采样保持电路的一端与开关切换电路的另一端连接；采样保持电路的另一端与MCU连接。也就是说，开关切换电路控制第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道与采样保持电路的连通，当开关切换电路切换至第一接收光功率监控通道时，第一接收光功率监控通道与采样保持电路的通路导通，第二接收光功率监控通道与采样保持电路的通路断开；当开关切换电路切换至第二接收光功率监控通道时，第一接收光功率监控通道与采样保持电路的通路断开，第二接收光功率监控通道与采样保持电路的通路导通。

本示例中，为控制开关切换电路，开关切换电路与MCU控制连接，MCU可根据需求向开关切换电路发送通道切换控制信号，以控制相应接收光功率监控通道与采样保持电路通路的导通，来分别实现不同速率下突发接收光功率监控的功能。

第一接收光功率监控通道与第二接收光功率监控通道分别对应不同的接收速率，如第一接收光功率监控通道对应1.25G接收速率，第二接收光功率监控通道对应2.5G接收速率。

为了监控1.25G速率下的光功率，第一接收光功率监控通道包括第一光电二极管与第一电流镜像电路，第一光电二极管与第一电流镜像电路的电流输入端连接，第一电流镜像电路的电流输出端与开关切换电路连接。本示例中，第一光电二极管用于探测光模块接收的光信号，然后输出相应的响应电流，一般而言，光电二极管探测的光信号的功率越强，则输出的响应电流越大。

当开关切换电路切换至第一接收光功率监控通道，即开关切换电路与第一电流镜像电路的电流输出端连通时，第一光电二极管探测光模块接收端的光信号，输出相应的响应电流，第一光电二极管输出的响应电流流入第一电流镜像电路，产生镜像电流，第一电流镜像电路的镜像电流输出端与切换开关电路连接，切换开关电路与采样保持电路连接，即第一电流镜像电路的镜像电流通过切换开关电路传送至后级的采样保持电路，采样保持电路将电流信号转换成模拟的电压信号，模拟的电压信号传输至MCU内进行后续处理。

电流镜像电路是对光电二极管输出的响应电流进行复制，生成镜像电流，对镜像电流进行处理，即镜像电流根据相应的监控通道流入采样保持电路，采样保持电路将镜像电流转换成模拟的电压信号，并将模拟的电压信号传输至MCU，MCU根据接收的电压信号获得接收光功率。

同理，为了监控2.5G速率下的光功率，第二接收光功率监控通道包括第二光电二极管与第二电流镜像电路，第二光电二极管与第二电流镜像电路的电流输入端连接，第二电流镜像电路的电流输出端与开关切换电路连接。本示例中，当开关切换电路切换至第二接收光功率监控通道，即开关切换电路与第二电流镜像电路的电流输出端连通时，第二光电二极管探测光模块接收端的光信号，输出相应的响应电流，第二光电二极管输出的响应电流流入第二电流镜像电路，第二电流镜像电路的镜像电流输出端与切换开关电路连接，切换开关电路与采样保持电路连接，即第二电流镜像电路的镜像电流通过切换开关电路传送至后级的采样保持电路，采样保持电路将电流信号转换成模拟的电压信号，模拟的电压信号传输至MCU内进行后续处理。

本示例中，第一光电二极管与第二光电二极管均为APD光电二极管，APD的增益带宽积可以大于300GHz，可以对微波频率调制光发生响应，由于雪崩光敏二极管的灵敏度高、响应快，因此常被用于光纤通信和光磁盘的受光装置来处理弱光信号。

本申请实施例提供的多路接收光功率监控装置通过设计简单的开关切换电路实现多路波分复用接收监控电路共用同一采样保持电路，来分别实现突发接收光功率监控的功能，节约了成本，较传统设计可以节省1套采样保持电路，减少了电路复杂性的同时，降低了故障率，降低了成本，降低了功耗。

基于上述实施例提供的多路接收光功率监控装置，本申请实施例还提供了一种多路接收光功率监控方法。

如图3所示，本申请实施例提供的多路接收光功率监控方法包括：

S100：接收光功率监控指令。

MCU可接收用户外部的光功率监控指令，如用户想看2.5G速率下的接收光功率，可发送光功率监控指令至光模块MCU中，MCU对其进行后续操作。

S200：MCU根据光功率监控指令控制切换开关切换至相应的接收光功率监控通道。

MCU接收到用户输入的光功率监控指令后，识别用户的指令需求，如用户想对1.25G接收速率的接收监控通道进行询问，还是想对2.5G接收速率的接收监控通道进行询问。MCU识别光功率监控指令对应的通道后，向切换开关电路发送切换指令，控制切换开关电路切换至对应的接收光功率监控通道。

S300：接收光信号通过相应的接收光功率监控通道传输至MCU。

MCU控制开关切换电路切换至相应的接收光功率监控通道后，接收光功率监控通道内的光电二极管探测光模块接收端的光信号，输出相应的响应电流，之后响应电流流入电流镜像电路内，电流镜像电路根据响应电流生成镜像电流，镜像电流通过切换开关电路传输至采样保持电路中，采样保持电路将镜像电流转换成模拟电压信号，并将模拟电压信号传输至MCU。

S400：MCU接收光功率监控通道的采样值，获得接收光功率。

MCU接收采样保持电路输出的模拟电压信号，并通过MCU内的AD(模拟转数字信号)转换为数字信号，MCU根据接收的电压值确定光功率。具体地，MCU可以采用查表的方法根据接收的电压值确定光功率；或者，根据接收的电压值计算出光功率，计算方法为本领域技术人员所熟知的方法，此处不再赘述。

本示例以系统(运营商)想要看2.5G速率下的接收光功率是多少为例进行说明，输入指令到MCU中，MCU通过识别客户的指令需求(2.5G速率的接收监控通道)，控制切换开关电路切换至2.5G速率对应的接收光功率监控通道下(第二接收光功率监控通道)，保持2.5G电流镜像电路输出与后级的采样保持电路导通，通过光电二极管将2.5G的接收光强信号转换成电流信号，电流信号输入电流镜像电路生成镜像电流，镜像电流经由切换开关电路后传送至采样保持电路，通过采样保持电路将镜像电流信号转换成模拟的电压信号，此信号最后通过MCU的AD转换为数字电压值，MCU对数字电压值进行识别，通过运算呈现给客户的就是2.5G速率下，输入到OLT光模块的光功率。

基于上述实施例所述的多路接收光功率监控装置，本申请实施例还提供了一种光模块，该光模块包括光接收单元，光接收单元包括上述实施例所述的多路接收光功率监控装置，使得该光模块较传统设计节省了1套采样保持电路，减少了电路复杂性，降低了故障率，降低了成本，降低了功耗。

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 (9)

1.一种多路接收光功率监控装置，其特征在于，包括第一接收光功率监控通道、第二接收光功率监控通道、开关切换电路、采样保持电路与MCU，其中，

所述第一接收光功率监控通道与所述第二接收光功率监控通道分别与所述开关切换电路的一端电连接，所述采样保持电路与所述开关切换电路的另一端连接；

所述采样保持电路与所述MCU电连接，所述开关切换电路与所述MCU控制连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一接收光功率监控通道包括第一光电二极管与第一电流镜像电路，所述第一光电二极管与所述第一电流镜像电路的电流输入端连接，所述第一电流镜像电路的电流输出端与所述开关切换电路连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第二接收光功率监控通道包括第二光电二极管与第二电流镜像电路，所述第二光电二极管与所述第二电流镜像电路的电流输入端连接，所述第二电流镜像电路的电流输出端与所述开关切换电路连接。

4.根据权利要求2、3所述的装置，其特征在于，所述第一光电二极管与所述第二光电二极管均为APD光电二极管。

5.一种多路接收光功率监控方法，基于权利要求1-4任一项所述的多路接收光功率监控装置，其特征在于，所述方法包括：

接收光功率监控指令；

MCU根据所述光功率监控指令控制切换开关切换至相应的接收光功率监控通道；

接收光信号通过相应的接收光功率监控通道传输至所述MCU；

所述MCU接收光功率监控通道的采样值，获得接收光功率。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，MCU根据所述光功率监控指令控制切换开关切换至相应的接收光功率监控通道，包括：

所述MCU识别所述光功率监控指令对应的通道；

所述MCU根据所述通道向切换开关电路发送切换指令；

所述切换开关电路根据所述切换指令切换至所述光功率对应的接收光功率监控通道。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，接收光信号通过相应的接收光功率监控通道传输至所述MCU，包括：

通过光电二极管将接收的光强转换成电流信号；

通过电流镜电路对所述电流信号进行镜像，得到镜像电流信号；

通过所述采样保持电路将所述镜像电流信号转换成模拟电压信号，并将所述模拟电压信号传输至所述MCU。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述MCU接收光功率监控通道的采样值，获得接收光功率，包括：

所述MCU接收所述模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转化为数字电压信号；

所述MCU根据所述数字电压信号确定接收光功率。

9.一种光模块，其特征在于，包括光接收单元，所述光接收单元包括权利要求1-4任一项所述的多路接收光功率监控装置。