一种高精度突发接收光功率监测的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种高精度突发接收光功率的监测系统及方法，属于光通信技术领域。所述系统包括光探测器、模拟数字转换电路，还包括光探测器分别连接到强光监测电路和弱光监测电路的输入端，强光监测电路的输出端连接第一采样保持电路的输入端，弱光监测电路的输出端连接第二采样保持电路的输入端，第一采样保持电路和第二采样保持电路的输出端分别连接模拟数字转换电路的两个输入端。所述方法包括采样弱光和强光监测模拟电压信号并转换为数字采样值D1和D2；微处理器根据D1和D2获取对应的光功率数值M1和M2，计算并输出监测光功率值并将输出监测光功率值存储到存储单元。本发明专利技术可以达到增大突发接收光功率的监测范围及精度的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光通信
，尤其涉及一种突发接收光功率监测的系统及方法。
技术介绍
无源光网络(PON-Passive Optical Network)由于消除了电信局端与用户端之间的有源设备，不需要中途的光电中继或者信号处理，因此具有建网成本低，维护简单的优点ο在网络技术方面，无源光网络系统是一种一点到多点的系统，即一个光线路终端 (OLT,Optical Line ^Terminal)与多个光网络终端(ONT，Optical Net ^Terminal)通过树形光纤链路连接。无源光网络中的上行方向，从各ONT到OLT的数据传输采用时分多址(TDMA, Time Division Multiple Access)的方式，也就是突发数据包的传输；在下行方向，OLT 发出的信号是广播式发给所有的多个ONT(单点发送，多点接收)，各用户需要从中取出发给自己的数据。GEPONCGigabit Ethernet Passive Optical Network)禾口 GP0N( Gi gab it—Capable Passive Optical Network)业务是异步的，在上行业务中，给每个用户一个传输数据的时隙，即从ONT到OLT的业务不是连续的，由一个个突发数据组成。无源光网络系统由于各个 ONT的位置不同、距离不同、光线路状态不同，其光纤中传输损耗就不同，造成OLT接收到的各个数据包光功率大小各异，所以要求OLT的接收部分为突发式、高动态范围，这也是突发模式光接收机的主要特点之一。OLT设备可以分为光电模块和系统主机两个部分，光电模块完成光电信号的转换，同时提供光电性能的监控与告警(包括接收到的突发光功率大小监控)。在无源光网络 (PON)系统中，OLT的上行数据接收工作在突发模式下，由于ONT的位置不同，所以常常需要 OLT的光电模块实时监控上行ONT突发的发光功率，并根据监控的异常情况上报系统主机。 由于ONT的发光时隙由OLT系统分配，最短的发光时间在数百纳秒，这种特殊的工作方式决定了 OLT光模块必须使用突发的光功率测量电路，在数百纳秒的时间以内获取突发的光功率值。图6是现有技术中OLT光模块测试突发接收光功率的装置的结构示意图。如图6 所示，测试突发接收光功率装置的原理是，当ONT上行突发光信号输入后，光探测器61接收光信号并转换为电流信号输出给监测电路62，监测电路62再将该信号转换为与输入光功率大小成比例的模拟电压，然后采样保持电路63会将该模拟电压保持，直到模拟数字转换电路64完成模拟数字转换处理并输出到微处理器65得到相应的监测光功率值，最后再将该值存储在对应存储单元里供系统读取。但是在现有的接收光功率监测技术中，都存在着测量动态范围有限的问题。比如采用电流-电压型的对数放大器来进行光功率监测的技术方案，但是该方案的缺点是在强光输入时，电压信号饱和，导致强光测试精度难以满足实际的测试需求；有的采用电流型的镜像电流源来进行光功率监测的技术方案，该方案的缺点是在弱光输入时，电流信号微弱，导致弱光测试精度难以满足实际的测试需求。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中OLT对突发接收光功率信号监测范围不足的问题，提供了一种新的监测系统和方法，采用分段监测的方式，针对接收到的强光和弱光分别采用各自最佳的监测电路，且分别采样保持和模数转换处理，大大提高了 OLT模块在监测应用时的动态工作范围和精度。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的本专利技术的一种高精度突发接收光功率的监测系统，包括光探测器、模拟数字转换电路、 微处理器，模拟数字转换电路的输出端直接连接到微处理器，还包括强光监测电路、第一采样保持电路、弱光监测电路和第二采样保持电路，光探测器分别连接到强光监测电路和弱光监测电路的输入端，强光监测电路的输出端连接到第一采样保持电路的输入端，弱光监测电路的输出端连接到第二采样保持电路的输入端，第一采样保持电路和第二采样保持电路的输出端分别连接到模拟数字转换电路的两个输入端。上述的强光检测电路包括镜像电流源和电流-电压转换电路，所述镜像电流源的输入端与光探测器连接，输出端与电流-电压转换电路的输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与第一采样保持电路的输入端连接；电流-电压转换电路，将镜像电流源的电流信号转换为电压信号。电流-电压转换电路包括但不限于负载电阻和跨阻放大电路中的任一种。上述的弱光监测电路包括前置放大电路和对数检测器，所述前置放大电路的输入端与光探测器连接，输出端与对数检测器的输入端连接，对数检测器的输出端与第二采样保持电路连接；所述前置放大电路为跨阻放大器电路；所述对数监测电路，将前置放大电路输出的电压信号转换成对数比例的模拟电压。所述的弱光监测电路还可以采用的技术方案是弱光监测电路包括镜像电流源和电流-电压转换电路，所述镜像电流源的输入端与光探测器连接，输出端与电流-电压转换电路的输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与第二采样保持电路的输入端连接，电流-电压转换电路包括但不限于负载电阻和跨阻放大电路中的任一种；电流-电压转换电路，将镜像电流源的电流信号转换为电压信号。在前述的强光检测电路和弱光监测电路中，所述跨阻放大电路包括跨阻放大器、 电阻和电容，电阻和电容跨接在跨阻放大器的反向输入端和输出端之间；跨阻放大器的反向输入端与镜像电流源的输出端连接，正向输入端与2. 5V电源连接。前述的光探测器为雪崩电压二极管。一种高精度突发接收光功率的监测方法，所述方法包括步骤模拟数字转换电路采样弱光监测模拟电压信号并转换为数字采样值Dl的步骤；模拟数字转换电路采样强光监测模拟电压信号并转换为数字采样值D2的步骤；微处理器接收数字值Dl和D2，根据微处理器内部写入的映射关系获取对应的光功率数值Ml和M2的步骤；微处理器计算并输出监测光功率值的步骤；微处理器将输出监测光功率值存储到存储单元的步骤。前述的微处理器计算并输出监控光功率值的步骤包括比较Ml是否大于微处理器中预设的光功率值M0，如果是，输出的监测光功率值为M1，否则比较M2是否小于 (M0+1 )，如果是，输出的光监测光功率值为M2，否则输出的监测光功率值为(M1+M2) /2。采用了本专利技术的技术方案，成功避开各种接收光功率监测电路的测试盲区或低精度区，最终实现增大接收光功率的监测范围，提高监测精度，可以满足用户对ONT上行光功率监测误差小于正负IdB的要求。附图说明图1是本专利技术突发接收光功率的监测系统的原理框图； 图2是强光监测电路的一种应用方式原理图3是弱光监测电路的一种应用方式原理图； 图4是弱光监测电路的另一种应用方式原理图5是本专利技术突发接收光功率的监测系统一个具体实施例的电路原理图； 图6是现有技术的突发接收光功率的监测系统的原理框图； 图7是本专利技术突发接收光功率的监测方法的流程图。具体实施例方式本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。如图1所示，本专利技术突发接收光本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种高精度突发接收光功率的监测系统，包括光探测器、模拟数字转换电路、微处理器，模拟数字转换电路的输出端直接连接到微处理器，其特征在于，还包括强光监测电路、第一采样保持电路、弱光监测电路和第二采样保持电路，光探测器分别连接到强光监测电路和弱光监测电路的输入端，强光监测电路的输出端连接到第一采样保持电路的输入端，弱光监测电路的输出端连接到第二采样保持电路的输入端，第一采样保持电路和第二采样保持电路的输出端分别连接到模拟数字转换电路的两个输入端。

【技术特征摘要】
1.一种高精度突发接收光功率的监测系统，包括光探测器、模拟数字转换电路、微处理器，模拟数字转换电路的输出端直接连接到微处理器，其特征在于，还包括强光监测电路、 第一采样保持电路、弱光监测电路和第二采样保持电路，光探测器分别连接到强光监测电路和弱光监测电路的输入端，强光监测电路的输出端连接到第一采样保持电路的输入端， 弱光监测电路的输出端连接到第二采样保持电路的输入端，第一采样保持电路和第二采样保持电路的输出端分别连接到模拟数字转换电路的两个输入端。2.根据权利要求1所述的一种高精度突发接收光功率的监测系统，其特征在于，所述强光检测电路包括镜像电流源和电流-电压转换电路，所述镜像电流源的输入端与光探测器连接，输出端与电流-电压转换电路的输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与第一采样保持电路的输入端连接；电流-电压转换电路，将镜像电流源的电流信号转换为电压信号。3.根据权利要求1所述的一种高精度突发接收光功率的监测系统，其特征在于，所述弱光监测电路包括前置放大电路和对数检测器，所述前置放大电路的输入端与光探测器连接，输出端与对数检测器的输入端连接，对数检测器的输出端与第二采样保持电路连接。4.根据权利要求3所述的一种高精度突发接收光功率的监测系统，其特征在于，所述前置放大电路为跨阻放大器电路；所述对数监测电路，将前置放大电路输出的电压信号转换成对数比例的模拟电压。5.根据权利要求1所述的一种高精度突发接收光功率的监测系统，其特征在于，所述弱光监测电路包括镜像电流源和电流-电压转换电路，所述镜像电流源的输入端与光探测器连接，输出端与电流-...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋岩，王婧，贺诗东，
申请(专利权)人：成都优博创技术有限公司，
类型：发明
国别省市：90