專利名稱：一種onu光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對ONU中突發(fā)光模塊中發(fā)端光功率的監(jiān)測方法。
背景技術(shù)：
光通信網(wǎng)絡(luò)連接到用戶終端的接入網(wǎng)，按照是否接入了有源器件可分為 AON(Active Optical Network,有源光網(wǎng)絡(luò))和 PON(Passive Optical Network，無源光網(wǎng)絡(luò))。由于PON具有維護(hù)簡便，便于安裝和拓展的特點，得到了廣泛的使用，并成為了國際通信聯(lián)盟的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。PON通常由一個位于中心局的OLT (Optical Line Terminal,光線路終端)，數(shù)個位于用戶端的ONU(Optical Network Unit，光網(wǎng)絡(luò)單元)和位于兩者之間的光配線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。當(dāng)數(shù)據(jù)下行的時候，OLT將下行數(shù)據(jù)包廣播到各個0NU，各ONU根據(jù)下行數(shù)據(jù)包中的地址信息各自進(jìn)行匹配。當(dāng)數(shù)據(jù)上行的時候，由于上行數(shù)據(jù)往往量小且時間規(guī)律性不高，現(xiàn)行的做法是讓各個ONU以時分多址模式工作。ONU突發(fā)光模塊一般由驅(qū)動芯片、激光器組件、激光器發(fā)光檢測電路、MCU組成，其具體工作過程如下Ρ0Ν系統(tǒng)設(shè)備向各ONU的突發(fā)光模塊發(fā)送突發(fā)控制信號Tx_BUrst ；當(dāng) Tx.Burst有效時，驅(qū)動芯片驅(qū)動激光器組件向OLT發(fā)送突發(fā)光信號作為上行數(shù)據(jù)，接著激光器發(fā)光檢測電路檢測到突發(fā)光信號后向PON系統(tǒng)設(shè)備反饋發(fā)光指示信號TX_SD，TX_SD高電平則表示激光器組件處于發(fā)光狀態(tài)；當(dāng)TX_BUrst無效時，激光器組件關(guān)閉，激光器發(fā)光檢測電路低電平的TX_SD，表示激光器組件處于不發(fā)光狀態(tài)。在實際工程應(yīng)用中，很多系統(tǒng)廠商都要求光模塊滿足SFF-8472協(xié)議規(guī)定，即光模塊需要準(zhǔn)確實時給系統(tǒng)設(shè)備提供當(dāng)前工作溫度、供電電壓、激光偏置電流以及發(fā)射光功率和接收光功率這5個監(jiān)控量的監(jiān)測值，供系統(tǒng)設(shè)備及時了解光模塊的當(dāng)前工作狀態(tài)。對于 ONU的突發(fā)光模塊而言，由于其發(fā)端具有突發(fā)性，故系統(tǒng)廠商普遍對其發(fā)端光功率的監(jiān)測有如下要求若光模塊剛上電未發(fā)光時，要保證光模塊上報給系統(tǒng)設(shè)備的光功率監(jiān)測值為0 ； 光模塊要實時監(jiān)測當(dāng)前的光功率值，當(dāng)光模塊不發(fā)光時，光功率的監(jiān)測值要保持為上一次發(fā)光時的光功率值?，F(xiàn)有的發(fā)端光功率監(jiān)測電路，一般由激光器組件、采樣保持電路單元、ADC和MCU 組成。通過激光器組件中的PD(激光器組件一般包含兩個部分，一個是將電信號轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘柕募す舛O管LD (Laser Diode)，和將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕墓怆姸O管PD (Photo Diode))將LD發(fā)出的光信號轉(zhuǎn)換為與該光信號強(qiáng)度成線性關(guān)系的背光電流I_md，而后通過采樣保持電路單元將I_md轉(zhuǎn)化為電壓信號并進(jìn)行保持，接著通過ADC將此電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，該數(shù)字信號作為發(fā)端光功率監(jiān)測值存儲到MCU的存儲區(qū)最后上報給PON系統(tǒng)設(shè)備?，F(xiàn)有技術(shù)普遍存在無法切實滿足工程應(yīng)用要求的問題受環(huán)境光的影響，激光器組件中的PD即使當(dāng)LD沒有發(fā)光時，也會有微弱的暗電流，導(dǎo)致光模塊沒有發(fā)光時仍會錯誤的上報一個微弱的光功率監(jiān)測值。采樣保持電路內(nèi)部的電容隨時間會緩慢放電，無法一直保持采樣值，導(dǎo)致光模塊不發(fā)光時的光功率監(jiān)測值無法長期保持為上一次發(fā)光時的光功率值。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠滿足工程應(yīng)用要求的ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法。為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供、一種ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟
SlO :TX_SD連接步驟將激光器發(fā)光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳； S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區(qū)的發(fā)端光功率監(jiān)測值賦值為
0 ；
S30 采集步驟發(fā)端光功率監(jiān)測電路采集發(fā)端光功率監(jiān)測值； S40 =MCU判斷處理步驟
5401若當(dāng)前TX_SD無效，則保持存儲區(qū)中的監(jiān)測值不變；
5402若當(dāng)前TX_SD有效，則將監(jiān)測電路采集的監(jiān)測值實時刷新存儲到MCU存儲區(qū)中； S50 校驗步驟對MCU存儲區(qū)的監(jiān)測值進(jìn)行校準(zhǔn)，將校準(zhǔn)后的監(jiān)測值上報給系統(tǒng)設(shè)
備；
S60 結(jié)束步驟回到步驟S30開始執(zhí)行，直到光模塊停止工作。進(jìn)一步的，所述步驟S20中，還包括初始化后MCU打開中斷管腳的步驟；所述步驟 S30與步驟S40之間，還包括步驟S35:中斷判斷步驟:MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執(zhí)行步驟S40;若中斷管腳未打開，則繼續(xù)判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然后重復(fù)執(zhí)行步驟S35，若時延未滿則直接重復(fù)執(zhí)行步驟S35 ；所述步驟S402中，在判斷TX_SD有效之后刷新存儲監(jiān)測值之前，還包括MCU進(jìn)入中斷處理，關(guān)閉中斷管腳，觸發(fā)中斷屏蔽時延處理。由于在實際工程應(yīng)用中，TX_SD高低電平跳變非常頻繁， 容易造成微處理機(jī)控制芯片一直頻繁中斷，來不及處理程序的其它事項，出現(xiàn)處理錯誤的情形。因此，本方法中加入了 MCU中斷保護(hù)，能夠有效防止因TX_SD高低電平跳動頻繁而產(chǎn)生的問題。又進(jìn)一步的，所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發(fā)信號，若接收到則TX_SD有效，若未接收到則TX_SD無效。利用TX_SD上升沿來判斷是否有效，好處是反應(yīng)速度迅速靈敏，適合對速度要求較高的場合。另進(jìn)一步的，所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷TX_SD是否為高電平， 若為高電平到則TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。利用TX_SD電平狀態(tài)來判讀是否有效，好處是相對穩(wěn)定可靠，適合環(huán)境干擾大對穩(wěn)定性要求較高的場合。再進(jìn)一步的，步驟S50中所述校準(zhǔn)過程為首先讓發(fā)端發(fā)光兩次，并記錄下兩次發(fā)光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監(jiān)測值Μ、N，根據(jù)公式 K= (m-n)/(M-N)得到校準(zhǔn)系數(shù)K ；在此后的每次校準(zhǔn)步驟中，直接用MCU中的監(jiān)測值乘以校準(zhǔn)系數(shù)K，得到校準(zhǔn)后的監(jiān)測值。利用校準(zhǔn)系數(shù)K對監(jiān)測值進(jìn)行校準(zhǔn)，能夠得到更加準(zhǔn)確的光功率值。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明通過結(jié)合激光器組件的發(fā)光狀態(tài)來判斷發(fā)端光功率監(jiān)測值，將MCU中的監(jiān)測值初始賦值為0，而后遇到監(jiān)測電路傳來的采樣值，若激光器組件發(fā)光則將刷新存儲新監(jiān)測值，若激光器組件未發(fā)光則仍保留上一次的監(jiān)測值；如此能夠徹底解決環(huán)境光導(dǎo)致的光功率誤報和現(xiàn)有采樣保持電路無法長期保持光功率采樣值的問題，低成本高效率的滿足了工程應(yīng)用的要求。


圖1是本發(fā)明的具體實施例的采樣保持電路內(nèi)置時的電路模塊示意圖。圖2是本發(fā)明的具體實施例的采樣保持電路外置時的電路模塊示意圖。圖3是本發(fā)明的具體實施例的大體流程圖。圖4是本發(fā)明的具體實施例的具體流程圖。
具體實施例方式本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。同時本說明書中對替代特征的描述是對等同技術(shù)特征的描述，不得視為對公眾的捐獻(xiàn)。本說明書(包括任何權(quán)利要求、摘要和附圖)中用語若同時具有一般含義與本領(lǐng)域特有含義的，如無特殊說明，均定義為本領(lǐng)域特有含義。圖1和圖2分別是本發(fā)明的具體實施例的采樣保持電路內(nèi)置時和外置時的電路模塊示意圖。出于降低成本和節(jié)省布板空間的考慮，現(xiàn)有ONU光模塊中的驅(qū)動芯片一般都集成有采樣保持電路單元和ADC單元，如圖1所示，采樣保持電路單元和ADC單元集成在驅(qū)動芯片內(nèi)部。內(nèi)置時，監(jiān)測電路采集到的采樣值通過驅(qū)動芯片和MCU間的通信端口完成數(shù)據(jù)的傳輸。而如果驅(qū)動芯片沒有集成這些部件，則需要在各芯片外部利用采樣比較器和阻容器件來搭建采樣保持電路單元，同時利用現(xiàn)有MCU必備的ADC單元來外置式的實現(xiàn)發(fā)端光功率監(jiān)測，如圖2所示，采樣保持電路單元外置，ADC單元集成在MCU中。外置時，采樣保持電路單元采集到的采樣值直接通過MCU的管腳發(fā)送到MCU內(nèi)部的ADC單元中去。因此，采樣保持電路單元通過內(nèi)置和外置都可以很方便的實現(xiàn)，器件間的通信也是成熟技術(shù)，下面不再區(qū)分討論。如圖1和圖2所示，本發(fā)明的具體實施例的電路模塊由驅(qū)動芯片、激光器組件、激光器發(fā)光檢測電路和MCU組成。驅(qū)動芯片接收來自PON系統(tǒng)設(shè)備的突發(fā)控制信號TX_BUrst， 在Tx_BUrst的控制下，驅(qū)動激光器組件發(fā)光。激光器組件由一個LD和一個PD組成，LD陽極和PD陰極同時連接到偏置電壓VCCT，LD陰極輸出偏置電流I_bias到驅(qū)動芯片偏置電流管腳BIAS。驅(qū)動芯片利用偏置電流I_bias控制LD發(fā)光狀態(tài)，驅(qū)動芯片與LD之間有1_ bias時，LD發(fā)光，沒有I_bias時，LD不發(fā)光。當(dāng)LD發(fā)光的時候，PD受到光照，產(chǎn)生與該光照強(qiáng)度成正線性比例的背光電流I_md。該背光電流I_md對采樣保持電路單元中的電容充電，充電完畢后形成電壓信號。而后該電壓信號被ADC采集，ADC則將該電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，作為發(fā)端光功率監(jiān)測值發(fā)送給MCU。在LD發(fā)光后，激光器發(fā)光檢測電路將檢測到的發(fā)光狀態(tài)，以TX_SD信號的形式，發(fā)送給PON系統(tǒng)設(shè)備，同時還通過MCU的中斷管腳 interrupt發(fā)送給MCU。MCU則結(jié)合TX_SD的狀態(tài)，來判斷處理監(jiān)測值，正常工作時，則將該監(jiān)測值刷新存儲到MCU存儲區(qū)，作為新的發(fā)端光功率監(jiān)測值。最后MCU用驅(qū)動芯片傳來的通過計算偏置電流I_bias得出的發(fā)端光功率應(yīng)發(fā)值與監(jiān)測值進(jìn)行校準(zhǔn)，將校準(zhǔn)后的監(jiān)測值上報給PON系統(tǒng)設(shè)備。圖3是本發(fā)明的具體實施例的大體流程圖，如圖3所示，大體的流程包括TX_SD連接步驟、初始化步驟、采集步驟、MCU判斷處理步驟、校驗步驟和結(jié)束步驟。由于在實際的工程應(yīng)用中，TX_SD高低電平跳變非常頻繁，容易造成微處理機(jī)控制芯片一直頻繁中斷，來不及處理程序的其它事項，出現(xiàn)處理錯誤的情形。因此，本發(fā)明中加入了 MCU中斷保護(hù)，即MCU 進(jìn)入中斷處理后，先屏蔽中斷管腳，同時觸發(fā)一個時延計數(shù)，該時延計數(shù)完畢之后再重新打來中斷管腳，接收中斷請求。為了能夠準(zhǔn)確上報第一次的光功率監(jiān)測值，在光模塊初始化的階段，中斷管腳的默認(rèn)狀態(tài)是打開的。加入了中斷保護(hù)之后的具體流程圖如圖4所示，整個具體工作流程如下。SlO :TX_SD連接步驟將激光器發(fā)光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳。這是個預(yù)先處理的步驟，必須先讓MCU能夠接收到TX_SD信號，之后才能結(jié)合TX_SD進(jìn)行判斷處理。S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區(qū)的發(fā)端光功率監(jiān)測值賦值為0，打開中斷管腳。初始化之后，MCU將監(jiān)測值賦值為0能夠有效防止PD因環(huán)境光而產(chǎn)生的微弱光功率信號的干擾。同時將中斷管腳默認(rèn)為打開狀態(tài)，能夠不漏掉LD的第一次發(fā)光。S30 采集步驟發(fā)端光功率監(jiān)測電路采集發(fā)端光功率監(jiān)測值。采集過程如上所述，不再贅述。S35:中斷判斷步驟MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執(zhí)行步驟 S40;若中斷管腳未打開，則繼續(xù)判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然后重復(fù)執(zhí)行步驟S35，若時延未滿則直接重復(fù)執(zhí)行步驟S35。此步驟的作用是對MCU進(jìn)行中斷保護(hù)。S40 :MCU判斷處理步驟
5401若當(dāng)前TX_SD無效，則保持存儲區(qū)中的監(jiān)測值不變；
5402若當(dāng)前TX_SD有效，則MCU進(jìn)入中斷處理，關(guān)閉中斷管腳，觸發(fā)中斷屏蔽時延處理，而后再將監(jiān)測電路采集的監(jiān)測值實時刷新存儲到MCU存儲區(qū)中。此步驟中判斷TX_SD是否有效，可以采用兩種方法一種是當(dāng)工程環(huán)境良好，對反應(yīng)速度要求較高時，可以判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發(fā)信號，若接收到則TX_SD有效， 若未接收到則TX_SD無效。另一種是當(dāng)工程環(huán)境干擾較大，對穩(wěn)定性要求較高時，可以判斷 TX_SD是否為高電平，若為高電平到則TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。判斷TX_SD無效之后，保持監(jiān)測值不變能夠有效保持上一次的監(jiān)測值，防止了監(jiān)測值跌落的情形。判斷TX_SD有效之后，先開啟中斷保護(hù)，而后將監(jiān)測值實時刷新存儲到存儲區(qū)中。如此可以保證MCU不會因PD受環(huán)境光的影響而產(chǎn)生誤報的情形。S50 校驗步驟首先讓發(fā)端發(fā)光兩次，并記錄下兩次發(fā)光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監(jiān)測值Μ、N,根據(jù)公式K= (m-n) / (M-N)得到校準(zhǔn)系數(shù)K ；在此后的每次校準(zhǔn)步驟中，直接用MCU中的監(jiān)測值乘以校準(zhǔn)系數(shù)K，得到校準(zhǔn)后的監(jiān)測值。 而后將校準(zhǔn)后的監(jiān)測值上報給PON系統(tǒng)設(shè)備。S60 結(jié)束步驟回到步驟S30開始執(zhí)行，直到光模塊停止工作。通過以上流程處理，便能低成本，高效率實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和系統(tǒng)廠商對ONU光模塊發(fā)端光功率的監(jiān)測要求。
權(quán)利要求
1.一種ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于，包括如下步驟SlO :TX_SD連接步驟將激光器發(fā)光檢測電路的TX_SD管腳連接到MCU的中斷管腳； S20 初始化步驟0NU光模塊上電初始化，MCU將存儲區(qū)的發(fā)端光功率監(jiān)測值賦值為0 ；S30 采集步驟發(fā)端光功率監(jiān)測電路采集發(fā)端光功率監(jiān)測值； S40 =MCU判斷處理步驟5401若當(dāng)前TX_SD無效，則保持存儲區(qū)中的監(jiān)測值不變；5402若當(dāng)前TX_SD有效，則將監(jiān)測電路采集的監(jiān)測值實時刷新存儲到MCU存儲區(qū)中； S50 校驗步驟對MCU存儲區(qū)的監(jiān)測值進(jìn)行校準(zhǔn)，將校準(zhǔn)后的監(jiān)測值上報給系統(tǒng)設(shè)備；S60 結(jié)束步驟回到步驟S30開始執(zhí)行，直到光模塊停止工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于 所述步驟S20中，還包括初始化后MCU打開中斷管腳的步驟；所述步驟S30與步驟S40之間，還包括步驟S35 中斷判斷步驟MCU判斷中斷管腳是否打開，若中斷管腳打開則執(zhí)行步驟S40;若中斷管腳未打開，則繼續(xù)判斷中斷屏蔽時延是否已滿，若時延已滿則打開中斷管腳然后重復(fù)執(zhí)行步驟S35，若時延未滿則直接重復(fù)執(zhí)行步驟 S35 ；所述步驟S402中，在判斷TX_SD有效之后刷新存儲監(jiān)測值之前，還包括MCU進(jìn)入中斷處理，關(guān)閉中斷管腳，觸發(fā)中斷屏蔽時延處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷是否接收到TX_SD上升沿觸發(fā)信號，若接收到則TX_SD有效，若未接收到則TX_SD無效。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于所述步驟S40中判斷TX_SD是否有效，是判斷TX_SD是否為高電平，若為高電平到則 TX_SD有效，若為低電平則TX_SD無效。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，其特征在于步驟S50中所述校準(zhǔn)過程為首先讓發(fā)端發(fā)光兩次，并記錄下兩次發(fā)光時利用光功率計測量得到的實際光功率值m、η和MCU中的監(jiān)測值Μ、N，根據(jù)公式K= (m-n) / (M-N)得到校準(zhǔn)系數(shù)K ；在此后的每次校準(zhǔn)步驟中，直接用MCU中的監(jiān)測值乘以校準(zhǔn)系數(shù)K，得到校準(zhǔn)后的監(jiān)測值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種ONU光模塊發(fā)端光功率監(jiān)測方法，通過結(jié)合激光器組件的發(fā)光狀態(tài)來判斷發(fā)端光功率監(jiān)測值，將MCU中的監(jiān)測值初始賦值為0，而后遇到監(jiān)測電路傳來的采樣值，若激光器組件發(fā)光則將刷新存儲新監(jiān)測值，若激光器組件未發(fā)光則仍保留上一次的監(jiān)測值；如此能夠徹底解決環(huán)境光導(dǎo)致的光功率誤報和現(xiàn)有采樣保持電路無法長期保持光功率采樣值的問題，低成本高效率的滿足了工程應(yīng)用的要求。
文檔編號H04B10/08GK102420653SQ201110377780
公開日2012年4月18日 申請日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者周志榮, 狄旭明 申請人:成都優(yōu)博創(chuàng)技術(shù)有限公司