一种在PON远端系统中实现掉电告警的方法及电路与流程

本发明涉及掉电告警技术领域，具体涉及一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法及电路。

背景技术

目前，pon远端系统多加入了掉电告警功能，当onu的电源无法满足系统正常工作的时候，系统会自动发一个信号给局端olt设备(光线路终端)，从而告知olt设备，onu设备可能会无法正常工作，olt设备就会做出相应反应和记录。

传统的掉电告警方式多为，采用复位芯片和大量的电解电容来实现这个功能，现有的dying-gasp即掉电告警的电路通常将门限值设的比较接近输入电压，这样能够确保掉电保持时间大于4ms，使告警报文有充足的时间发送出去，但是当电网出现波动时，比较容易出现输入电压掉到dying-gasp门限值以下，却又在系统能正常工作的最低电压之上，这样系统也会报出dyng-gasp，但系统并没有掉电，即误报。故这种实现方式产生dying-gasp误报的风险比较高，而且大量的oting-gasp电解电容会引起很大的上电尖峰电流。

因此，急需提供一种精度较高的掉电告警方式，从而降低掉电告警误报情况的出现。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法及电路，利用比较器以及光电转换模块相配合，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，使得pon芯片能够精准地得知onu设备无法正常工作。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法，所述方法包括以下步骤：

依次连接比较器、光电转换模块以及pon芯片；

向所述比较器配设一分压电路；

利用所述比较器以及所述分压电路监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，所述光电转换模块向所述pon芯片发送掉电告警信号；其中，

所述警报电压为预设的满足onu设备正常工作的最低电压值，警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压临界值。

本发明是利用比较器以及光电转换模块相配合，所述比较器以及所述分压电路相配合，用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

在上述技术方案的基础上，所述配设分压电路的步骤具体包括以下步骤：

组建第一分压电路，所述第一分压电路包括并联的第一电阻、第二电阻以及第一电容；

组建第二分压电路，所述第二分压电路包括串联的第三电阻以及第四电阻；

将所述第一分压电路的输入端连接所述onu输入电压，所述第二分压电路的输入端接地，所述第二分压电路的输出端、所述第一分压电路的输出端以及所述比较器的参考端连接在一起。

在上述技术方案的基础上，当系统正常工作时，通过由第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻组成的分压电路后，会得到一个监测电平vr，即比较器参考端的电压，vr的计算公式如下：vr＝(vd-vi)*(r1//r2)/(r1//r2+r3+r4)；

其中r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻，vd为onu输入电压，而vi则为比较器的输出端输出的电压；

式中的r1//r2代表r1与r2并联后的阻值，其中r1以及r2为5.9kω，r3为3.6kω，r4为44.2kω，三种电阻均使用精密电阻。

在上述技术方案的基础上，r1以及r2为5.9kω，r3为3.6kω，r4为44.2kω；

所述比较器选用tl431可调稳压二极管；

当比较器的参考端的输入电压大于2.5v，比较器内部的三极管导通，在比较器的输出端会产生一个吸入电流，该电流会驱动光耦原边侧的发光二极管，使其发光，从而使副边侧的光敏三极管导通，此时掉电告警信号被被下拉到0v左右，故此时送给pon芯片的掉电告警信号为低电平，不触发告警信号上报；

而当比较器的参考端的输入电压小于2.5v时，tl431内部三极管不导通，此时比较器的输出端没有电流产生，无法驱动光耦原边侧的发光二极管，因此副边的光敏三极管也不能导通，此时送给pon芯片的掉电告警信号被拉高，触发掉电告警信号上报。

在上述技术方案的基础上，所述警报电压为43v，所述onu电源模块无法工作的电压临界值为38v。

本发明还公开一种在pon远端系统中实现掉电告警的电路，所述电路包括：

依次连接的比较器、光电转换模块以及pon芯片，所述比较器配设有一分压电路；

所述比较器以及所述分压电路用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，所述光电转换模块向所述pon芯片发送掉电告警信号；

所述警报电压为预设的满足onu设备正常工作的最低电压值，警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压临界值。

在上述技术方案的基础上，所述分压电路包括：

第一分压电路，所述第一分压电路包括并联的第一电阻、第二电阻以及第一电容；

第二分压电路，所述第二分压电路包括串联的第三电阻以及第四电阻；

所述第一分压电路的输入端连接所述onu输入电压，所述第二分压电路的输入端接地，所述第二分压电路的输出端、所述第一分压电路的输出端以及所述比较器的参考端连接在一起。

在上述技术方案的基础上，所述第一电阻以及所述第二电阻的阻值为5.9kω，所述第三电阻的阻值为3.6kω，所述第四电阻的阻值为44.2kω。

在上述技术方案的基础上，当所述参考端的输入电压大于2.5v时，所述比较器的吸入电流输出端产生用于驱动所述光电转换模块向所述pon芯片发送信号的吸入电流。

在上述技术方案的基础上，所述警报电压为43v，所述onu电源模块无法工作的电压临界值为38v。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明利用比较器以及光电转换模块相配合，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

附图说明

图1为本发明实施例1中在pon远端系统中实现掉电告警的方法的步骤图；

图2为本发明实施例2中在pon远端系统中实现掉电告警的方法的步骤图；

图3为本发明实施例3中tl431芯片的内部结构图；

图4为本发明实施例3中kps2801的内部结构图；

图5为本发明实施例4中在pon远端系统中实现掉电告警的电路的结构示意图；

图6为本发明实施例5中在pon远端系统中实现掉电告警的电路的结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。

实施例1

参见图1所示，本发明实施例1提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法，该方法包括以下步骤：

s1、依次连接比较器、光电转换模块以及pon芯片；

s2、向比较器配设一分压电路；

s3、利用比较器以及分压电路监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，光电转换模块向pon芯片发送掉电告警信号；其中，

警报电压为预设的满足onu设备正常工作的最低电压值，警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压临界值。

本发明是利用比较器以及光电转换模块相配合，比较器以及分压电路相配合，用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

警报电压的设定可根据实际pon远端系统的工作需求以及设备配置进行选择，而随着警报电压的设定，分压电路以及本电路中的部分电子元件也根据具体情况进行调整。

需要说明的是比较器可以使用tl431可调稳压二极管，而光电转换模块可使用kps2801芯片；

光电转换模块的使用时是由于onu输入电压与pon芯片的地电平不共用以及信号转化所必须的部件；

比较器的作用为前后电压比较，达到预警电压而产生告警信号。

需要说明的是，onu电源模块用于向onu设备供电。

实施例2

参见图2所示，本发明实施例2提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法，该方法包括以下步骤：

s1、依次连接比较器、光电转换模块以及pon芯片；

s2、向比较器配设一分压电路；

s3、利用比较器以及分压电路监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，光电转换模块向pon芯片发送掉电告警信号；其中，

警报电压为预设的满足onu设备正常工作的最低电压值，警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压临界值；

本发明是利用比较器以及光电转换模块相配合，比较器以及分压电路相配合，用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

警报电压的设定可根据实际pon远端系统的工作需求以及设备配置进行选择，而随着警报电压的设定，分压电路以及本电路中的部分电子元件也根据具体情况进行调整。

本实施例中，配设分压电路的步骤，即步骤s2具体包括以下步骤：

s201、组建第一分压电路，第一分压电路包括并联的第一电阻、第二电阻以及第一电容；

s202、组建第二分压电路，第二分压电路包括串联的第三电阻以及第四电阻；

s203、将第一分压电路的输入端连接onu输入电压，第二分压电路的输入端接地，第二分压电路的输出端、第一分压电路的输出端以及比较器的参考端连接在一起。

实施例3

本发明实施例提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的方法，在实施例2的基础上，该方法中：

第一电阻以及第二电阻的阻值为5.9kω，第三电阻的阻值为3.6kω，第四电阻的阻值为44.2kω。

本实施例中，可将比较器一端的电压设为2.5v，当比较器的参考端的输入电压高于2.5v时，比较器的输出端会产生一个吸入电流，而当比较器的参考端的输入电压低于2.5v时，比较器的输出端没有电流产生；

由于光电转换模块使用cosmo的kps2801芯片，利用原边输入信号，施加到原边的发光二极管和电阻上产生光电转换模块的输入电流if，if驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，产生ic，进而产生vout，达到传递信号的目的；

原边副边直接的驱动关联是ctr(电流传输比)，要满足ic<＝if*ctr。

本实施例中，比较器选用tl431芯片，光电转换模块选用kps2801，tl431芯片以及kps2801的内部结构图参见图3、4，经过预处理的onu输入电压接入比较器的正极，同时通过分压电路送入一个监测电平vr到比较器的参考端，比较器的输出端接入光电转换模块的原边发光二极管的负极，发光二极管的正极接电源端的模拟地，即0v；

光电转换模块副边的光敏三极管的集电极输出电平送入pon芯片作为掉电告警信号，同时外接一个上拉电阻到3.3v，该信号为高电平时，pon芯片会通过omci(光网络单元管理控制接口)通道向olt上报掉电告警消息，光电转换模块的副边发射极接数字地。

当系统正常工作时，onu输入电压为48v，通过由第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻组成的分压电路后，会得到一个监测电平vr，vr的计算公式如下：vr＝(vd-vi)*(r1//r2)/(r1//r2+r3+r4)；

其中r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻，vd为onu输入电压，而vi则为比较器的输出端输出的电压；

式中的r1//r2代表r1与r2并联后的阻值，其中r1以及r2为5.9kω，r3为3.6kω，r4为44.2kω，三种电阻均使用精密电阻；

按照公式计算，当vd为48v时，此时vr为2.79v，比较器的参考端的输入电压大于2.5v，tl431内部的三极管导通，在比较器的输出端会产生一个吸入电流，该电流会驱动光耦原边侧的发光二极管，使其发光，从而使副边侧的光敏三极管导通，此时掉电告警信号被被下拉到0v左右，故此时送给pon芯片的掉电告警信号为低电平，不触发告警信号上报；

而当比较器的参考端的输入电压小于2.5v时，tl431内部三极管不导通，此时比较器的输出端没有电流产生，无法驱动光耦原边侧的发光二极管，因此副边的光敏三极管也不能导通，此时送给pon芯片的掉电告警信号被拉高，触发掉电告警信号上报；

因此，以2.5v为临界点，借助上述公式可以算出掉电告警的触发电平为43.01v，也就是说，当onu的输入电压跌落到43v时，便会触发掉电告警信号上报；

由于该门槛电压值仅仅稍高于onu电源模块无法工作的电压值，即38v，所以大大减少了误报oting-gasp的风险。

本实施例中，当参考端的输入电压大于2.5v时，比较器的吸入电流输出端会产生用于驱动光电转换模块向pon芯片发送信号的吸入电流。

本实施例中，警报电压为43v，onu电源模块无法工作的电压临界值为38v，38v以下的电压无法使得onu电源模块无法工作。

实施例4

参见图5所示，本发明实施例提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的电路，该电路包括：

依次连接的比较器、光电转换模块以及pon芯片，比较器配设有一分压电路；

比较器以及分压电路用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，光电转换模块向pon芯片发送掉电告警信号；

警报电压为预设的满足onu设备正常工作的最低电压值，警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压；

本发明是利用比较器以及光电转换模块相配合，比较器以及分压电路相配合，用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

警报电压的设定可根据实际pon远端系统的工作需求以及设备配置进行选择，而随着警报电压的设定，分压电路以及本电路中的部分电子元件也根据具体情况进行调整。

需要说明的是比较器可以使用tl431芯片，而光电转换模块可使用kps2801芯片。

实施例5

参见图6所示，本发明实施例提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的电路，该电路包括：

依次连接的比较器、光电转换模块以及pon芯片，比较器配设有一分压电路；

比较器以及分压电路用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，光电转换模块向pon芯片发送掉电告警信号；

警报电压略高于pon远端系统中onu电源模块无法工作的电压临界值。

本发明是利用比较器以及光电转换模块相配合，比较器以及分压电路相配合，用于监测onu输入电压，当onu输入电压位于预设的警报电压以下时，比较器产生一个吸入电流，从而使得光电转换模块向pon芯片发送信号，从而使得pon芯片能够得知onu设备无法正常工作。

警报电压的设定可根据实际pon远端系统的工作需求以及设备配置进行选择，而随着警报电压的设定，分压电路以及本电路中的部分电子元件也根据具体情况进行调整。

本实施例中，分压电路包括：

第一分压电路，第一分压电路包括并联的第一电阻、第二电阻以及第一电容；

第二分压电路，第二分压电路包括串联的第三电阻以及第四电阻；

第一分压电路的输入端连接onu输入电压，第二分压电路的输入端接地，第二分压电路的输出端、第一分压电路的输出端以及比较器的参考端连接在一起。

需要说明的是，其中r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻，而r5为第五电阻，r6为第六电阻，r7为第七电阻，r4为第四电阻，c1以及c2分别为第一电容以及第二电容，dying-gasp用于表示此线路用于向pon芯片发送信号，进而进行掉电告警；

另外上述电阻的阻值以及电容的电容大小均可根据需求进行设置；

需要说明的是，c2用于防干扰，防止电压发生抖动，而r6由于是与dying-gasp的工作电平连接，即保持一个固定电平，当r7所在的线路需要用于向pon芯片发送信号时，由于r6端保持一个固定电平且与dying-gasp的工作电平相同，故而能够保证掉电告警能够正常进行，而r7仅起到寻常的串阻作用。

实施例6

本发明实施例提供一种在pon远端系统中实现掉电告警的电路，在实施例5的基础上：

第一电阻以及第二电阻的阻值为5.9kω，第三电阻的阻值为3.6kω，第四电阻的阻值为44.2kω。

本实施例中，可将比较器一端的电压设为2.5v，当比较器的参考端的输入电压高于2.5v时，比较器的输出端会产生一个吸入电流，而当比较器的参考端的输入电压低于2.5v时，比较器的输出端没有电流产生；

由于光电转换模块使用cosmo的kps2801芯片，利用原边输入信号，施加到原边的发光二极管和电阻上产生光耦的输入电流if，if驱动发光二极管，使得副边的光敏三极管导通，产生ic，进而产生vout，达到传递信号的目的；

原边副边直接的驱动关联是ctr(电流传输比)，要满足ic<＝if*ctr。

本实施例中，比较器选用tl431芯片，光电转换模块选用kps2801，经过预处理的onu输入电压接入比较器的正极，同时通过分压电路送入一个监测电平vr到比较器的参考端，比较器的输出端接入光电转换模块的原边发光二极管的负极，发光二极管的正极接电源端的模拟地，即0v；

光电转换模块副边的光敏三极管的集电极输出电平送入pon芯片作为掉电告警信号，同时外接一个上拉电阻到3.3v，该信号为高电平时，pon芯片会通过omci(光网络单元管理控制接口)通道向olt上报掉电告警消息，光电转换模块的副边发射极接数字地。

当系统正常工作时，onu输入电压为48v，通过由第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第四电阻组成的分压电路后，会得到一个监测电平vr，vr的计算公式如下：vr＝(vd-vi)*(r1//r2)/(r1//r2+r3+r4)；

其中r1为第一电阻，r2为第二电阻，r3为第三电阻，r4为第四电阻，vd为onu输入电压，而vi则为比较器的输出端输出的电压；

式中的r1//r2代表r1与r2并联后的电阻，其中r1以及r2为5.9kω，r3为3.6kω，r4为44.2kω，三种电阻均使用精密电阻；

按照公式计算，当vd为48v时，此时vr为2.79v，比较器的参考端的输入电压大于2.5v，tl431内部的三极管导通，在比较器的输出端会产生一个吸入电流,该电流会驱动光耦原边侧的发光二极管，使其发光，从而使副边侧的光敏三极管导通，此时掉电告警信号被下拉到0v左右，故此时送给pon芯片的掉电告警信号为低电平，不触发告警信号上报；

而当比较器的参考端的输入电压小于2.5v时，tl431内部三极管不导通，此时比较器的输出端没有电流产生，无法驱动光耦原边侧的发光二极管，因此副边的光敏三极管也不能导通，此时送给pon芯片的掉电告警信号被拉高，触发掉电告警信号上报；

因此，以2.5v为临界点，借助上述公式可以算出掉电告警的触发电平为43.01v，也就是说，当onu的输入电压跌落到43v时，便会触发掉电告警信号上报；

由于该门槛电压值仅仅稍高于onu电源模块无法工作的电压值，即38v，所以大大减少了误报oting-gasp的风险。

本实施例中，当参考端的输入电压大于2.5v时，比较器的吸入电流输出端会产生用于驱动光电转换模块向pon芯片发送信号的吸入电流。

本实施例中，警报电压为43v，onu电源模块无法工作的电压临界值为38v，38v以下的电压无法使得onu电源模块无法工作。

需要说明的是，如图6中所示，r5左侧的0v以及r4右侧的0v均表示接地。

本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。