CN110798266A - 分光装置及计算机存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明的分光装置及计算机存储介质，分光装置包括：多个光通信端口、一或多个光模块、分光器、及可调衰减器；每个光模块，具有光信号接收接口及光信号发送接口，光信号接收接口连接光输入端口；光信号发送接口通过光纤线路依次串接分光器、可调衰减器及光输出端口；微控制器，通过第一电性线路连接光模块以监测光输入端口，并通过第二电性线路通信连接可调衰减器，用于指令可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断；本发明利用可调衰减器来控制分光装置的信号输出，相较于现有的光开关来讲，通过调节输出功率来控制信号通断，减少了故障点且可靠性高，相比于机械光开关可以提高端口数量，且任意端口出光可控，保证了数据安全性。

Description

分光装置及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及光传输网络技术领域，尤其涉及分光装置及计算机存储介质。
背景技术
随着互联网的快速增长，对分光器性能的稳定和高效的需求成倍提高；典型的分光器采用光开关控制光路的开断已不能满足用户需求。
具体来讲，典型的分光器有如下特点：
1、无源；
2、大多数没有光开关，有光开关的分光器端口密度低，成本高；
3、无法控制某一端口，或个别端口通断，控制效率低下；
4、端口数据全复制的情况下，容易导致数据被窃取，安全性低。
因此，如何提供具有更为可靠高效的信号输出的分光器，已成为业界亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供分光装置及计算机存储介质，解决现有技术中分光器存在可控性差或采用光开关方案成本高等问题。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种分光装置，包括：多个光通信端口、一或多个光模块、分光器、及可调衰减器；所述多个光通信端口包括：一或多个光输入端口、及一或多个光输出端口；每个所述光模块，具有光信号接收接口及光信号发送接口，所述光信号接收接口光纤连接所述光输入端口；所述光信号发送接口通过光纤线路依次串接所述分光器、可调衰减器及光输出端口；所述微控制器，通信连接所述光模块以监测所述光输入端口，并通信连接所述可调衰减器，用于指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断。
于本发明的一实施例中，所述微控制器，用于运行计算机程序，以实现以下过程：从所述光模块侦测关于所述一或多个光输入端口的光功率数据，并在根据所述光功率数据判断出无接收光信号或无业务信号时，对应调节所述可调衰减器的衰减功率至最大，以对输出至输出端口的光信号作最大衰减。
于本发明的一实施例中，所述的分光装置，包括：指示单元，连接所述微控制器，其具有多个指示状态用于指示各个光通信端口、及电性连接所述光模块的板卡的运行状态。
于本发明的一实施例中，所述指示单元包括多个指示灯；对应每个光通信端口的至少一个单色指示灯，对应板卡的至少两个不同颜色的指示灯。
于本发明的一实施例中，各所述指示灯通过亮/灭/闪烁状态、及一或多种颜色状态中的任意一种或多种状态结合来分别对应表示不同的运行状态；其中，所述对应板卡的至少两种不同颜色的指示灯的亮/灭/闪烁状态用于指示板卡的运行状态，其中有一种颜色表示状态异常，所述板卡的运行状态包括：板卡是否正在运行、板卡和对应槽口是否类型不匹配、及板卡是否有告警中的一或多种；所述对应每个光通信端口的至少一个单色指示灯的亮/灭状态用于指示对应端口的运行状态，包括：开启及关闭状态。
于本发明的一实施例中，所述微控制器，用于运行计算机程序，来将关联于光通信端口的运行状态的待设置的指示状态设置至各个对应的指示灯，其包括：根据待设置的指示状态中的亮/灭/闪烁状态为第一优先级进行识别，之后再以待设置的指示状态中的颜色为第二优先级进行识别，进而将识别后的指示状态设置至对应颜色的指示灯令其进行符合该指示状态的亮/灭/闪烁动作。
于本发明的一实施例中，所述的分光装置，包括：温度传感器，连接所述微控制器，用于采集所述板卡的工作温度数据。
于本发明的一实施例中，所述微控制器，用于运行计算机程序以实现对分光装置的控制，包括：监测各个光通信端口的状态；对告警状态进行更新；对指示单元的指示状态进行更新；检测所述板卡的槽位是否类型匹配，若否，则调整所述板卡在光传输网络中的网络地址，直至检测正常的情况下进至下一步；根据所述温度传感器采集的温度数据检测所述板卡的工作温度是否正常，在检测正常的情况下进至下一步；接收输入指令，并据以指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种计算机存储介质，存储有分光装置的微控制器所运行的计算机程序。
如上所述，本发明的分光装置及计算机存储介质，分光装置包括：多个光通信端口、一或多个光模块、分光器、及可调衰减器；所述多个光通信端口包括：一或多个光输入端口、及一或多个光输出端口；每个所述光模块，具有光信号接收接口及光信号发送接口，所述光信号接收接口光纤连接所述光输入端口；所述光信号发送接口通过光纤线路依次串接所述分光器、可调衰减器及光输出端口；所述微控制器，通信连接所述光模块以监测所述光输入端口，并通信连接所述可调衰减器，用于指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断；本发明利用可调衰减器来控制分光装置的信号输出，相较于现有的光开关来讲，通过调节输出功率来控制信号通断，减少了故障点且可靠性高，相比于机械光开关可以提高端口数量，且任意端口出光可控，保证了数据安全性。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中分光装置中各部件的通信连接结构示意图。
图2显示为本发明一实施例中分光装置的侧面结构示意图。
图3显示为本发明一实施例中分光装置的主检测过程的流程示意图。
图4显示为本发明一实施例中微控制器依据光信号输入情况调节可调衰减器衰减功率的流程示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
随着互联网的快速增长，对分光器性能的稳定和高效的需求成倍提高。典型的分光器采用光开关控制光路的开断已不能满足用户需求，因此，在本发明的分光装置中，采用可调衰减器可以高效的控制光信号的输出。
如图1所示，展示本发明的分光装置100中各部件的通信连接结构示意图。
所述分光装置100，包括：多个光通信端口101、102、一或多个光模块103、分光器104、及可调衰减器105、及微控制器106。在本发明的一或多个实施例中，所述多个光通信端口 101、102包括：一或多个光输入端口101、及一或多个光输出端口102。在本发明的实施例中，所述光输入端口101和光输出端口102是光纤接口，用于与光纤连接器连接，所述光纤接头的类型例如LC或MTP/MPO等，则所述光输入端口101和光输出端口102也是对应的 LC、MTP/MPO等。
所述光模块103是用于光电转换的电路模块，每个所述光模块103具有光信号接收接口及光信号发送接口。所述光模块103用于将其光信号接收接口所接收的光信号转换成电信号，再将电信号转换为光信号在其光信号发送接口发送。所述光模块103可以是现有技术实现，例如型号QSFP28和QSFP+等。
在本实施例中，所述光模块103可以有一个，也可以有多个。每个所述光模块103的光信号接收接口光纤连接一或多个所述光输入端口101，每个所述光模块103的光信号发送接口通过光纤线路依次串接所述分光器104、可调衰减器105及光输出端口102。
需说明的是，虽然本实施例中仅展示了一个光模块103的情况，但本领域技术人员应当能理解其数量并非以本实施例为限。
图1的结构仅为一种原理性的电路连接的原理示意结构图。实际上，所述分光装置100 可以有很多种实现方式，举例来说，所述分光装置100可以基于板卡实现，即所述分光装置 100包含一板卡作为主体，其设有多个电性接口以供插接所述一或多个光模块103，且所述板卡还通过电性线路线路(例如板上的线路或引出的导线)等连接至各所述光通信端口101、 102，各光通信接口
所述板卡可以插接到光通信设备(OLT、ONU等)中的背板上的槽口中而电性相连以使用。
所述分光器104，其作用是对光模块103输出的光信号进行分光，例如1分8等，如果光模块103有多个，则分光器104也可有一一对应连接光模块103的多个，或者，也可以是具有一一对应连接各光模块103的多个输入端的一个分光器104。
所述可调衰减器105用于通过衰减传输光功率对光信号进行实时的衰减，它比光开关的优势在于线路光功率可控，不会因为光功率过高而损坏器件，能进行实时监控等一系列优势，适合作为本系统的光信号处理器件，其成本低、且实现的端口数量相比机械光开关的方案要多，例如本申请图2所示的2组共计2个光输入端口，16个光输出端口。
所述微控制器106，通信连接所述光模块103以监测所述光输入端口101，并通信连接所述可调衰减器105，用于指令所述可调衰减器105调节其功率，从而对应控制光输出端口102 所输出光信号的通断。
于本发明的一或多个实施例中，所述微控制器106为MCU，是嵌入式处理器实现，例如选用TI的Cortex-M4内核，其基于ARM架构，其特点在于高效的信号处理功能以及低功耗、低成本、易于使用的优点。
于本发明的一或多个实施例中，所述微控制器106和光模块103间可以通过I2C接口电性互联，所述微控制器106和可调衰减器105间可以通过串口互联。
于本发明的一或多个实施例中，所述可调衰减器105也可以连接有一第二微控制器，所述微控制器106和第二微控制器间通过串口连接，第二微控制器用于根据微控制器106的指令来调节可调衰减器105的衰减功率。
于本发明的一或多个实施例中，所述分光器104、可调衰减器105和第二微控制器可以通过一壳体来封装为一整体模块使用。
于本发明的一或多个实施例中，所述的分光装置100，包括：指示单元107，连接所述微控制器106，其具有多个指示状态用于指示各个光通信端口101、102、及连接所述多个光通信端口101、102以及光模块103的板卡的运行状态。
具体的，所述指示单元107包括多个指示灯；对应每个光通信端口101、102的至少一个单色指示灯，例如绿色；对应所述板卡的至少两个不同颜色的指示灯，例如红色和绿色。
于本发明的一实施例中，各所述指示灯通过亮/灭/闪烁状态、及一或多种颜色状态中的任意一种或多种状态结合来分别对应表示不同的运行状态；其中，所述对应板卡的至少两种不同颜色的指示灯的亮/灭/闪烁状态用于指示板卡的运行状态，其中有一种颜色(例如红色)表示状态异常，所述板卡的运行状态包括：板卡是否正在运行、板卡和对应槽口是否类型不匹配、及板卡是否有告警中的一或多种；所述对应每个光通信端口101、102的至少一个单色指示灯的亮/灭状态用于指示对应端口的运行状态，包括：开启及关闭状态。
于本发明的一或多个实施例中，所述指示灯可以是LED指示灯。
可一并参考图2，展示一实施例中所述分光装置200的一侧面板的布局，其中有两组1 分8的光通信端口，每组包括一个光输入端口205及8个光输出端口206，也就实现了共计2 个光输入端口及16个光输出端口；另外，面板上还设有多个指示灯。
在本实施例中，所述指示灯有四种，第一种是报警(alarm)201灯，为红色灯，对应上述异常状况，如板卡和对应槽口类型不匹配、及板卡有告警等；第二种是运行(run)灯202，为绿色灯，表示板卡正常运行的情况；第三种是光放大(OEO)灯203，为绿色灯；第四种是端口(port)灯204，为绿色灯，可以有一一对应用于指示各个光输入端口和光输出端口的多个。
在以下表一中，展示其中三种主要指示灯的各种指示状态所对应的板卡及光通信端口的运行状态。
表1
由于只需要指示光输入端口205和光输出端口206的开启或关闭两种状态，则端口灯204 只需要单色灯常亮及常灭就能表示；而运行灯202即用绿色慢闪来表示板卡正在运行，而若板卡不在运行则其可灭灯；所述报警灯201用红色来表示异常报警，通过在其亮/灭/闪烁间的排列组合中选择红色快闪、红灯常亮和红灯常灭来对应表示板卡的三种运行状态。
于本发明的一实施例中，所述微控制器106，可以用于运行计算机程序，来将关联于光通信端口的运行状态的待设置的指示状态设置至各个对应的指示灯，其包括：根据待设置的指示状态中的亮/灭/闪烁状态为第一优先级进行识别，之后再以待设置的指示状态中的颜色为第二优先级进行识别，进而将识别后的指示状态设置至对应颜色的指示灯令其进行符合该指示状态的亮/灭/闪烁动作。
具体的，从上述可知，亮/灭/闪烁状态有四种：慢闪、快闪、常亮及常灭。
举例来说，在板卡处于类型不匹配的状态下，则需要待设置的指示状态为：“红灯快闪”；微控制器106优先判断指示状态是否为快闪，判断为是，进而判断灯的颜色是红色还是绿色，判断为红色，则设置报警灯快闪，且设置运行灯灯灭表示板卡未运行。
进一步的，当板卡和槽道类型不匹配时，可以通过变化板卡在光传输网中的网络地址(如 IP地址)的方式来解决。
可选的，所述的分光装置还包括：温度传感器108，连接所述微控制器106，用于采集所述板卡的工作温度数据；当微控制器106根据所述工作温度数据判断出板卡的工作温度异常的时候，可生成告警消息上报。
如图3所示，于本发明的一实施例中，所述微控制器，用于运行计算机程序以实现对分光装置的控制，包括：
步骤S301：监测各个光通信端口的状态；
步骤S302：对告警状态进行更新；
于本发明的一或多个实施例中，所述告警状态是所述微控制器周期性采集获得的关于分光装置中各种异常情况。
步骤S303：对指示单元的指示状态进行更新；
于本发明的一或多个实施例中，即根据S301、S302所监测的数据对指示单元中的各个指示灯的指示状态进行更新。
步骤S304：检测所述板卡的槽位是否类型匹配，若否，则调整所述板卡在光传输网络中的网络地址，直至检测正常的情况下进至下一步；
步骤S305；根据所述温度传感器采集的温度数据检测所述板卡的工作温度是否正常，在检测正常的情况下进至下一步。
步骤S301～S305是对分光装置运行的设置准备及检测工作，在一切正常后，即可正常进行工作
步骤S306：接收输入指令，并据以指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断。
当可调衰减器的衰减功率最大时，光输出端口关闭，而可调衰减器的衰减功率最小时，光输出端口开启。
于本发明的一实施例中，所述微控制器不必直接去检测光输出端口的信号功率，可以通过从光模块读取其发送接口的信号功率，再通过计算的方式来获得理论上光输出端口的信号功率。
举例来说，若光模块发送接口的信号功率为-0.89dBm，且分光器的损耗是(加接入损耗、附加损耗)12dB，再计入可调衰减器的衰减功率，就可计算得到光通信端口的功率。得到的单路光信号的理论计算公式如下所示：
Soutport＝SSFP-SVPS-SVOA (式1)
其中，VOA是可调控制衰减器，其值是可在0～24dB间调节，即可以控制输出信号的大小。当决定关掉某一路信号时，就将VOA的值调到最大；当决定将信号输出最大时，只需将VOA的值调到最小，代入式(1)得：
关闭某一路信号时的输出功率：
-0.89-12-24≈-37dBm；即关闭某一路信号时的输出功率为-37dBm。
当需要最大输出某一路信号时的输出功率，代入式(1)得：
-0.89-12-0≈-12.89dBm；
即最大输出某一路信号时的输出功率为-12.89dBm。
于本发明的一实施例中，可以根据光输入端口的信号情况来调节光输出端口的信号功率，例如在光输入端口无接收光信号或无业务信号时(可以通过光模块的los告警来判断)，对应将光输出端口关闭。
具体的，所述微控制器还可用于运行计算机程序，以实现如图4所示的过程：：
步骤S401：从所述光模块侦测关于所述一或多个光输入端口的光功率数据；
步骤S402：在根据所述光功率数据判断出无接收光信号或无业务信号时，对应调节所述可调衰减器的衰减功率至最大，以对输出至输出端口的光信号作最大衰减。
此时，也就是将光输出端口关闭了；之后，若光模块侦测到光输入端口有接收光信号或有业务信号时，则los信号消失，微控制器即可减小可调衰减器的衰减功率至例如最小，从而开启光输出端口。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种计算机存储介质，存储有分光装置的微控制器所运行的上述实施例中的计算机程序，以实现例如图3、图4及其它实施例中的各种功能。所述计算机存储介质包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，包括例如：半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM和闪存设备。
综上所述，本发明的分光装置及计算机存储介质，分光装置包括：多个光通信端口、一或多个光模块、分光器、及可调衰减器；所述多个光通信端口包括：一或多个光输入端口、及一或多个光输出端口；每个所述光模块，具有光信号接收接口及光信号发送接口，所述光信号接收接口光纤连接所述光输入端口；所述光信号发送接口通过光纤线路依次串接所述分光器、可调衰减器及光输出端口；所述微控制器，通信连接所述光模块以监测所述光输入端口，并通信连接所述可调衰减器，用于指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断；本发明利用可调衰减器来控制分光装置的信号输出，相较于现有的光开关来讲，通过调节输出功率来控制信号通断，减少了故障点且可靠性高，相比于机械光开关可以提高端口数量，且任意端口出光可控，保证了数据安全性。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种分光装置，其特征在于，包括：多个光通信端口、一或多个光模块、分光器、及可调衰减器、及微控制器；
所述多个光通信端口包括：一或多个光输入端口、及一或多个光输出端口；
每个所述光模块，具有光信号接收接口及光信号发送接口，所述光信号接收接口光纤连接所述光输入端口；所述光信号发送接口通过光纤线路依次串接所述分光器、可调衰减器及光输出端口；
所述微控制器，通信连接所述光模块以监测所述光输入端口，并通信连接所述可调衰减器，用于指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断。
2.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，所述微控制器，用于运行计算机程序，以实现以下过程：从所述光模块侦测关于所述一或多个光输入端口的光功率数据，并在根据所述光功率数据判断出无接收光信号或无业务信号时，对应调节所述可调衰减器的衰减功率至最大，以对输出至输出端口的光信号作最大衰减。
3.根据权利要求1所述的分光装置，其特征在于，包括：指示单元，连接所述微控制器，其具有多个指示状态用于指示各个光通信端口、及电性连接所述光模块的板卡的运行状态。
4.根据权利要求3所述的分光装置，其特征在于，所述指示单元包括多个指示灯；对应每个光通信端口的至少一个单色指示灯，对应板卡的至少两个不同颜色的指示灯。
5.根据权利要求4所述的分光装置，其特征在于，各所述指示灯通过亮/灭/闪烁状态、及一或多种颜色状态中的任意一种或多种状态结合来分别对应表示不同的运行状态；其中，所述对应板卡的至少两种不同颜色的指示灯的亮/灭/闪烁状态用于指示板卡的运行状态，其中有一种颜色表示状态异常，所述板卡的运行状态包括：板卡是否正在运行、板卡和对应槽口是否类型不匹配、及板卡是否有告警中的一或多种；所述对应每个光通信端口的至少一个单色指示灯的亮/灭状态用于指示对应端口的运行状态，包括：开启及关闭状态。
6.根据权利要求5所述的分光装置，其特征在于，所述微控制器，用于运行计算机程序，来将关联于光通信端口的运行状态的待设置的指示状态设置至各个对应的指示灯，其包括：根据待设置的指示状态中的亮/灭/闪烁状态为第一优先级进行识别，之后再以待设置的指示状态中的颜色为第二优先级进行识别，进而将识别后的指示状态设置至对应颜色的指示灯令其进行符合该指示状态的亮/灭/闪烁动作。
7.根据权利要求3所述的分光装置，其特征在于，包括：温度传感器，连接所述微控制器，用于采集所述板卡的工作温度数据。
8.根据权利要求7所述的分光装置，其特征在于，所述微控制器，用于运行计算机程序以实现对分光装置的控制，包括：
监测各个光通信端口的状态；
对告警状态进行更新；
对指示单元的指示状态进行更新；
检测所述板卡的槽位是否类型匹配，若否，则调整所述板卡在光传输网络中的网络地址，直至检测正常的情况下进至下一步；
根据所述温度传感器采集的温度数据检测所述板卡的工作温度是否正常，在检测正常的情况下进至下一步；
接收输入指令，并据以指令所述可调衰减器对应控制光输出端口所输出光信号的通断。
9.一种计算机存储介质，其特征在于，存储有如权利要求2、6、或8中分光装置的微控制器所运行的计算机程序。
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