CN113114366A - 一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法 - Google Patents

一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法 Download PDF

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皮文博
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Abstract

本发明提供一种实时功耗监测的光模块电路，包括光模块、输出端与光模块电连接的运算放大器U1、与光模块串联的第一电阻R1、给第一电阻R1供电的直流电源DC，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接。本发明还提供一种实时功耗监测的光模块电路的监测方法，在模块内部增加了电流监测功能，由P＝U*I，可以实现光模块的功耗实时监测功能，本发明提供的实时功耗监测的光模块电路，在机房或数据中心的管理中，可以获得每个光模块的实时功耗。

Description

一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法
技术领域
本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法。
背景技术
随着互联网的不断普及，光纤通信技术以其传输频带宽、传输距离远、通信容量大、质量高，损耗低、抗干扰能力强等特点，在通信网络中发挥了重要的作用，目前已经成为国内外相关领域的研究热点。光模块作为光纤通讯传输过程的重要组成部件，正朝着小型化、低成本、低损耗、高速率、远距离等特点方向快速发展。
近年来，随着各大企业数据中心的建设，光模块作为数据中心的核心部件，发挥了核心作用。在一个数据中心内，往往需要用到成千上万只光模块，这些光模块的实时功耗监测尤为重要。
目前光模块业内的标准中，只监测了光模块的电源电压，无法知晓光模块的电流消耗情况。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法，至少解决了现有技术中的部分问题。
本发明是这样实现的：
本发明提供一种实时功耗监测的光模块电路，包括输出端与光模块电连接的运算放大器U1、与光模块串联的第一电阻R1、给第一电阻R1供电的直流电源DC，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接。
作为优选，所述实时功耗监测的光模块电路还包括光模块，所述光模块内设有采样电路，所述运算放大器U1的输出端与采样电路电连接。
作为优选，第一电阻R1的阻值为1毫欧。
本发明还提供一种实时功耗监测的光模块电路的监测方法，包括以下步骤：
S1、在光模块电路上增加第一电阻R1和运算放大器U1，第一电阻R1和光模块串联，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接，运算放大器U1的输出端与光模块电连接；
S2、当光模块正常工作时，所有的电流都会经过电阻R1，然后R1的两端会产生微弱的电压差Δu，Δu经过运算放大器U1放大后电压为Ui，然后进入光模块内部的采样电路模块，得到ADC模数转换值，Ui和总电流Icc为线性关系：
ADC＝Icc*R1*Av/Vref
其中Av为U1的放大倍数，Vref为采样参考电压；
S3、通过光模块的总电流Icc，计算出光模块的实时功耗W：
W＝Vcc*ADC*Vref/(R1*Av)；
S4、在计算出光模块实时功耗W后，通过光模块DDM区域保留区域，实现光模块功耗上报。
作为优选，在步骤S4中，对于遵循SFF8472协议的光模块，上报区域在从机地址0xA2，寄存器地址106～107或者108～109。
作为优选，在步骤S4中，对于遵循SFF8436/SFF8636协议的光模块，上报区域在从机地址0xA0的寄存器地址24～25或28～33。
作为优选，在步骤S4中，对于QSFP-DD光模块，上报区域在从机地址0xA0的24～25寄存器。
作为优选，交换机设备通过IIC总线到功耗上报区域读取光模块功耗。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供一种实时功耗监测的光模块电路及监测方法，在机房或数据中心的管理中，可以获得每个光模块的实时功耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的实时功耗监测的光模块电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1，本发明实施例提供一种实时功耗监测的光模块电路，包括光模块、输出端与光模块电连接的运算放大器U1、与光模块串联的第一电阻R1、给第一电阻R1供电的直流电源DC，第一电阻R1的阻值为1毫欧，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接。
所述光模块内设有采样电路，所述运算放大器U1的输出端与采样电路电连接。本发明提供了一种针对现有光模块的功耗实时监控电路，不对现有的光模块原有的内部电路以及现有光模块中的采样电路做任何改进。
本发明实施例还提供一种实时功耗监测的光模块电路的监测方法，包括以下步骤：
S1、在光模块电路上增加第一电阻R1和运算放大器U1，第一电阻R1和光模块串联，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接，运算放大器U1的输出端与光模块电连接；
S2、当光模块正常工作时，所有的电流都会经过电阻R1，然后R1的两端会产生微弱的电压差Δu，Δu经过运算放大器U1放大后电压为Ui，然后进入光模块内部的采样电路模块，得到ADC模数转换值，Ui和总电流Icc为线性关系：
ADC＝Icc*R1*Av/Vref
其中Av为U1的放大倍数，Vref为采样参考电压；
S3、通过光模块的总电流Icc，计算出光模块的实时功耗W：
W＝Vcc*ADC*Vref/(R1*Av)；
S4、在计算出光模块实时功耗W后，通过光模块DDM区域保留区域，实现光模块功耗上报。交换机设备通过IIC总线到功耗上报区域读取光模块功耗。
本发明提供了一种光模块功耗实时监控电路，在模块内部增加了电流监测功能，由P(功率)＝U(电压)*I(电流)，可以实现光模块的功耗实时监测功能。
本发明提供一种实时功耗监测的光模块电路，在机房或数据中心的管理中，可以获得每个光模块的实时功耗。
在步骤S4中，对于遵循SFF8472协议的光模块，上报区域在从机地址0xA2，寄存器地址106～107或者108～109。
在步骤S4中，对于遵循SFF8436/SFF8636协议的光模块，上报区域在从机地址0xA0的寄存器地址24～25或28～33。
在步骤S4中，对于QSFP-DD光模块，上报区域在从机地址0xA0的24～25寄存器。
如图1电路图所示，第一电阻R1是1毫欧的电阻，U1是运算放大器。第一电阻R1和光模块串联，当光模块正常工作时，所有的电流都会经过电阻R1，然后R1的两端会产生微弱的电压差Δu，Δu经过运算放大器U1放大后电压为Ui，然后进入模块内部的采样电路模块，可以得到ADC(模数转换)值。Ui和总电流Icc为线性关系：
ADC＝Icc*R1*Av/Vref
其中Av为U1的放大倍数，Vref为采样参考电压；
有了模块的总电流后，很容易计算出模块的实时功耗W：
W＝Vcc*ADC*Vref/(R1*Av)，单位为瓦特(公式一)
在计算出模块实时功耗W后，通过光模块DDM区域保留区域，实现光模块功耗上报。
对于遵循SFF8472协议的光模块，该上报区域可以在考虑在从机地址0xA2，寄存器地址为的106～107或者108～109，或者其他自定义区域上报。
对于遵循SFF8436/SFF8636协议的光模块，该上报可以考虑在从机地址0xA0的寄存器地址24～25或28～33，或者其他自定区域上报。
对于QSFP-DD光模块则该上报区域可以在从机地址0xA0的24～25寄存器，或者其他寄存器中实现上报。
本发明的实施步骤如下：
按照图1的方案设计好PCB板；
和光模块的正常生产流程一样，只是增加了第一电阻R1和运算放大器U1的贴片物料；
根据(公式一)，在模块的软件算法上增加数字上报内容即可。
处理器通过AD采样获取采样电阻电压；
根据采样电压和电阻等效阻值换算成总电流；
换算电流为单位(mA)或者功率(mW)为单位，并根据模块遵循协议在DDM区域上报。
交换机设备通过IIC到功耗上报区域读取光模块功耗。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实时功耗监测的光模块电路，其特征在于：包括输出端与光模块电连接的运算放大器U1、与光模块串联的第一电阻R1、给第一电阻R1供电的直流电源DC，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接。
2.如权利要求1所述的实时功耗监测的光模块电路，其特征在于：还包括光模块，所述光模块内设有采样电路，所述运算放大器U1的输出端与采样电路电连接。
3.如权利要求1所述的实时功耗监测的光模块电路，其特征在于：第一电阻R1的阻值为1毫欧。
4.一种实时功耗监测的光模块电路的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在光模块电路上增加第一电阻R1和运算放大器U1，第一电阻R1和光模块串联，所述第一电阻R1的一端与所述运算放大器U1的正输入端电连接，所述第一电阻R1的另一端与所述运算放大器U1的负输入端电连接，运算放大器U1的输出端与光模块电连接；
S2、当光模块正常工作时，所有的电流都会经过电阻R1，然后R1的两端会产生微弱的电压差Δu，Δu经过运算放大器U1放大后电压为Ui，然后进入光模块内部的采样电路模块，得到ADC模数转换值，Ui和总电流Icc为线性关系：
ADC＝Icc*R1*Av/Vref
其中Av为U1的放大倍数，Vref为采样参考电压；
S3、通过光模块的总电流Icc，计算出光模块的实时功耗W：
W＝Vcc*ADC*Vref/(R1*Av)；
S4、在计算出光模块实时功耗W后，通过光模块DDM区域保留区域，实现光模块功耗上报。
5.如权利要求4所述的实时功耗监测的光模块电路的监测方法，其特征在于：在步骤S4中，对于遵循SFF8472协议的光模块，上报区域在从机地址0xA2，寄存器地址106～107或者108～109。
6.如权利要求4所述的实时功耗监测的光模块电路的监测方法，其特征在于：在步骤S4中，对于遵循SFF8436/SFF8636协议的光模块，上报区域在从机地址0xA0的寄存器地址24～25或28～33。
7.如权利要求4所述的实时功耗监测的光模块电路的监测方法，其特征在于：在步骤S4中，对于QSFP-DD光模块，上报区域在从机地址0xA0的24～25寄存器。
8.如权利要求4所述的实时功耗监测的光模块电路的监测方法，其特征在于：交换机设备通过IIC总线到功耗上报区域读取光模块功耗。
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