一种实现光模块快速APC的控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种实现光模块快速APC的控制方法及装置，装置包括微控制器单元(MCU)、背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)、激光器(LD)和温度采样单元，在微控制器单元(MCU)中设置软件APC控制单元；采用两段式APC调整，APC快速调整阶段中，当光模块在启动时，对当前光模块工作温度进行采样，并根据预先保存的各个温度所属要的Bias电流，提取当前温度下所需要的Bias电流，进行控制输出所需Bias电流，激光器产生接近目标光功率的激光；APC平滑调整阶段中，对当前发光光功率进行采样并作为反馈，比对反馈和目标值，计算出当前差值，若误差大于允许范围，则采用逐步逼近的方式对Bias电流进行增减，直至误差达到允许范围之内。装置实现简单，并能够有效的消除光过冲。

A control method and device for fast APC of optical module

【技术实现步骤摘要】
一种实现光模块快速APC的控制方法及装置
本专利技术涉及光纤通讯中光模块领域，特别涉及一种实现光模块快速APC的方法及装置。
技术介绍
随着数据中心持续的建设以及5G时代的到来，国际国内市场对光模块的需求将会持续旺盛。特别是中国5G的建设，需要大量的光模块作为重要的基础通讯传输部件。光模块结合自身特点，有构造简单，功能独立，可插拔性，替换性，扩展性高，以及成本低等特点，已被大规模应用于光通信领域。由于光模块一般采用激光器LD作为光源，而激光器的驱动电流和光功率与激光器的工作温度息息相关，及不同温度下激光器具有不同的斜效率。通常情况下，光模块需要在其工作温度范围内基本保持出光光功率恒定，而根据激光器这一特性，光模块中需要APC(自动光功率控制)来实现这一功能。光模块中的APC(AutoPowerControl,自动功率控制)部分，按结构可分为硬件APC和软件APC。硬件APC需要根据PD(光功率)的反馈，由硬件电路自动对激光器的偏流(Bias)进行调整，维持输出光功率稳定，从而实现APC功能。软件APC通常又可分为开环模式和闭环模式。开环模式中没有实时的出光光功率作为反馈，而是通过设定的温度补偿后的激光器偏流，来实现APC控制；闭环模式下，需要由MCU对当前光功率进行采样，作为反馈值，再由软件算法(PID,步进法)计算出当前激光器所需要的Bias值，由MCU控制激光器驱动电流来实现APC功能。MSA(MultiSourceAgreement,多源协议)中对光模块的发光时间以及光的大小有具体的要求，相应地凸显出现有技术有下面缺陷：1.硬件APC响应快，不需要软件介入，但需要增加硬件电路或是使用带APC功能激光器驱动器，前期需针对不同的激光器调试其反馈和放大的参数，在TXDIS/LPMODE取消时，容易出现光过冲；2.软件开环APC，由于没有反馈作为实时光功率的参考，在激光器老化后容易出现出光功率下降等问题；3.软件闭环APC，由于需要MCU对光功率反馈进行采样，实时性差，响应慢，动态控制偏差大，在TXDIS/LPMODE取消时，采样周期长，APC调整时间长，易出光过冲。因此，提出能够满足需求的新的光模块快速APC方案，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种实现光模块快速APC的的控制方法及装置，本专利技术提供的技术方案提供一种实现光模块快速APC的控制方法，所述光模块采用激光器LD作为光源，采用两段式APC调整，包括将控制过程分为两个阶段，第一阶段快速调整阶段，第二阶段为平滑调整阶段；APC快速调整阶段中，当光模块在启动时，对当前光模块工作温度进行采样，并根据预先保存的各个温度所属要的Bias电流，提取出当前温度下所需要的Bias电流；对激光驱动单元进行控制，输出所需Bias电流；激光器在Bias电流的作用下，产生接近目标光功率的激光；APC平滑调整阶段中，对当前发光光功率进行采样并作为反馈，比对反馈和目标值，计算出当前差值，若误差大于允许范围，则采用逐步逼近的方式对Bias电流进行增减，直至误差达到允许范围之内。而且，在光模块启动时和TXDIS/LPMODEDe-Assert时采用两段式APC调整。而且，保存不同温度点对应激光器Bias的数据信息，实现方式为将光模块对应工作温度取每2度一个间隔，记录对应的Bias值并保存。本专利技术还提供一种实现光模块快速APC的控制装置，包括微控制器单元(MCU)、背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)、激光器(LD)和温度采样单元，微控制器单元(MCU)分别连接背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)和温度采样单元，激光器驱动单元(LDD)连接激光器(LD)，在微控制器单元(MCU)中设置软件APC控制单元；软件APC控制单元采用两段式APC调整实现控制，包括将控制过程分为两个阶段，第一阶段快速调整阶段，第二阶段为平滑调整阶段；APC快速调整阶段中，当光模块在启动时，对当前光模块工作温度进行采样，并根据预先保存的各个温度所属要的Bias电流，提取出当前温度下所需要的Bias电流；对激光驱动单元进行控制，输出所需Bias电流；激光器在Bias电流的作用下，产生接近目标光功率的激光；APC平滑调整阶段中，对当前发光光功率进行采样并作为反馈，比对反馈和目标值，计算出当前差值，若误差大于允许范围，则采用逐步逼近的方式对Bias电流进行增减，直至误差达到允许范围之内。而且，在光模块启动时和TXDIS/LPMODEDe-Assert时采用两段式APC调整。而且，保存不同温度点对应激光器Bias的数据信息，实现方式为将光模块对应工作温度取每2度一个间隔，记录对应的Bias值并保存。而且，对当前发光光功率进行采样的实现方式为，背光检测单元(PD)将实时发射光功率通过光电探测转换成电流信号，将电流信号转换成电压信号，然后微控制器单元(MCU)将所得电压信号转变成数字信号，得到对应的光功率值Txpower_Feedback。本专利技术和现有技术相比区别和优点在于：装置实现简单，不需要额外的硬件电路以及复杂的软件，可以实现在模块启动时和从无光模式(TXDIS/LPMODE)下恢复时的快速APC响应，并能够有效的消除光过冲。附图说明图1是本专利技术实施例的快速软件APC单元的工作流程示意图。图2是本专利技术实施例的快速软件APC单元在光模块启动时(POR)的流程示意图图3是本专利技术实施例的快速软件APC单元在光模块TXDIS/LPMODEDe-Assert的流程示意图图4是本专利技术实施例的快速软件APC单元中APC快速调整阶段的流程示意图。图5是本专利技术实施例的快速软件APC单元中APC平滑调整阶段的流程示意图。图6是本专利技术实施例的控制装置结构示意图。具体实施方式以下结合附图和实施例详细说明本专利技术技术方案。参见图6，本专利技术实施例提供一种实现光模块快速APC的控制装置，包括微控制器单元(MCU)，背光检测单元(PD)，激光器驱动单元(LDD)，激光器(LD)，温度采样单元和软件APC控制单元，微控制器单元(MCU)分别连接背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)和温度采样单元，激光器驱动单元(LDD)连接激光器(LD)。所述微控制器单元用于对背光检测单元的采样，对LDD的控制，以及软件APC控制单元的核心载体，可视为在微控制器单元(MCU)中设置软件APC控制单元；所述背光检测单元将实时发射光功率通过光电探测转换成电流信号，将电流信号转换成MCU可以采样的电压信号；所述激光器驱动单元，可由微处理器控制单元控制其输出偏流的大小；所述激光器用于将电信号转化成激光信号；所述软件APC控制单元根据当前温度和光功率反馈，计算出相应的偏置电流给所述激光器驱动单元，实现光模块的快速出光，且发射光功率符合设计和协议要求。本
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【技术保护点】
1.一种实现光模块快速APC的控制方法，所述光模块采用激光器LD作为光源，其特征在于：采用两段式APC调整，包括将控制过程分为两个阶段，第一阶段快速调整阶段，第二阶段为平滑调整阶段；/nAPC快速调整阶段中，当光模块在启动时，对当前光模块工作温度进行采样，并根据预先保存的各个温度所属要的Bias电流，提取出当前温度下所需要的Bias电流；对激光驱动单元进行控制，输出所需Bias电流；激光器在Bias电流的作用下，产生接近目标光功率的激光；/nAPC平滑调整阶段中，对当前发光光功率进行采样并作为反馈，比对反馈和目标值，计算出当前差值，若误差大于允许范围，则采用逐步逼近的方式对Bias电流进行增减，直至误差达到允许范围之内。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现光模块快速APC的控制方法，所述光模块采用激光器LD作为光源，其特征在于：采用两段式APC调整，包括将控制过程分为两个阶段，第一阶段快速调整阶段，第二阶段为平滑调整阶段；
APC快速调整阶段中，当光模块在启动时，对当前光模块工作温度进行采样，并根据预先保存的各个温度所属要的Bias电流，提取出当前温度下所需要的Bias电流；对激光驱动单元进行控制，输出所需Bias电流；激光器在Bias电流的作用下，产生接近目标光功率的激光；
APC平滑调整阶段中，对当前发光光功率进行采样并作为反馈，比对反馈和目标值，计算出当前差值，若误差大于允许范围，则采用逐步逼近的方式对Bias电流进行增减，直至误差达到允许范围之内。


2.根据权利要求书1所述的一种实现光模块快速APC的控制方法，其特征在于：在光模块启动时和TXDIS/LPMODEDe-Assert时采用两段式APC调整。


3.根据权利要求书1或2所述的一种实现光模块快速APC的控制方法，其特征在于：保存不同温度点对应激光器Bias的数据信息，实现方式为将光模块对应工作温度取每2度一个间隔，记录对应的Bias值并保存。


4.一种实现光模块快速APC的控制装置，其特征在于：包括微控制器单元(MCU)、背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)、激光器(LD)和温度采样单元，微控制器单元(MCU)分别连接背光检测单元(PD)、激光器驱动单元(LDD)和温度采样单元，激光器驱动单元(LDD)连接激光器(LD)，在微控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈睿，曾小军，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42