专利名称：提高小光监控精度的采集装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及光通信技术，尤其涉及一种提高小光监控精度的采集装置。
背景技术：
目前的国内市场以及国际市场，高带宽、高速率和多种业务融合的光纤通信已经开始应用。在众多的解决方案中，同步数字体系(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)/同步光纤网(SONET, Synchronous Optical Network)技术由于采用光导纤维传输，国内市场已经大面积应用。其中，SONET定义了同步和等时信息的传输，而SDH光端机容量较大，可以将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络，在接入网中应用SDH/S0NET技术，采用光模块传输数据信息，可以将核心网中的巨大带宽优势和技术优势带入接入网领域，充分利用SDH同步复用、标准化的光接口、强大的网管能力、灵活网络拓扑能力和高可靠性。在SDH/S0NE网络中，不同的用户，对光模块传输的光信号的监控精度需求差别较大，例如，有的用户对灵敏要求很高，接近无光的-37分贝毫瓦(dbm)，因而，需要提高小光监控精度的采集装置(光模块)中的光采样器对传输光进行采样处理，从而对光监控精度进行监控。图1为现有光模块结构示意图。参见图1，该光模块包括:光接收次单元(R0SA，Receiver Optical Subassembly)、米样微处理单兀(MCU, Micro Control Unit)以及米样电阻，其中，采样电阻的一端接地，另一端分别与光接收次单元的输出端以及采样微处理单元的输入端相连；米样微处理单元的输出端输出米样得到的光信号；光接收次单元的输入端接收输入的光信号。光接收次单元，用于接收光信号，进行光电转换，转换为相应的电流信号，输出至采样微处理单元；采样微处理单元，用于采集采样电阻上的电压信号，进行模数转换，转换为数字值，获取该数字值对应的光功率值，并根据预先设置的校准曲线计算公式，将光功率值转换为监控光功率值后输出。其中，监控精度计算公式为:P = IOxla (―；
一 10式中，P为监控光功率值(dBm)，用于表征光功率；D为光功率值(uw)，其中，P与D均用于表征光功率，实际应用中，由于监控光功率值dBm表示P应用较为广泛，因而，一般采用监控光功率值dBm表征光功率。[0016]由上述可见，现有的光模块，通过对光进行采样、模数转换，并依据监控精度计算公式计算出光监控精度，从而可以对输入光的光监控精度进行监控，但由于实际应用中，输入光的范围较宽，例如，可达_37dbm -1Odbm,而米用单一的米样电路对光电转换后的电流信号进行采样，使得对于光功率较小的输入光，采样误差较大，从而增大了监控误差。例如，当监控的输入光为-30dbm时，监控误差可达±3db，当监控的输入光为-37dbm时，产生的监控误差更大。
实用新型内容本实用新型的实施例提供了一种提高小光监控精度的采集装置，提高输入小光的监控精度。根据本实用新型的一个方面，提供了一种提高小光监控精度的采集装置，该装置包括:光接收次单元、采样微处理单元、控制微处理单元、第一采样电阻以及第二采样电阻，其中，第二采样电阻的一端接地，另一端分别与第一采样电阻的一端以及控制微处理单元的输入端相连；第一采样电阻的另一端分别与采样微处理单元以及光接收次单元的输出端相连；控制微处理单元由程序控制输出高阻状态或低电平；采样微处理单元从第一采样电阻处进行电压采样，并转换为数字量；光接收次单元输出与接收光大小成预先设置比例的监控电流。较佳地，所述装置进一步包括:第二控制微处理单元以及第三采样电阻，其中，第三采样电阻的一端接地，另一端分别与第二采样电阻的一端以及第二控制微处理单元相连。较佳地，所述控制微处理单元为单刀单掷开关、互补金属氧化物管、晶体二极管或
三极管。由上述可见，本实用新型实施例的提高小光监控精度的采集装置，提高小光监控精度的采集装置包括:光接收次单元、采样微处理单元、控制微处理单元、第一采样电阻以及第二采样电阻，其中，第二采样电阻的一端接地，另一端分别与第一采样电阻的一端以及控制微处理单元相连；第一采样电阻的另一端分别与采样微处理单元以及光接收次单元的输出端相连；采样微处理单元的输出端输出采样得到的电流信号；光接收次单元的输入端接收输入的光信号，进行光电转换后，通过输出端输出。这样，根据光功率对光信号进行分段，每一分段的光信号对应相应的米样电路，以对米样得到的小功率光信号对应的电流信号进行有效放大，使得采样得到的电流信号变化范围较小，因而，更能分辨较小值的电流信号，从而提升了采样精度，提高了对输入小光的监控精度。
图1为现有光模块结构示意图。图2为本实用新型实施例提高小光监控精度的采集装置结构示意图。图3为本 实用新型实施例建立的温度与暗电流的映射关系示意图。[0031]图4为本实用新型实施例提高小光监控精度的采集装置另一结构示意图。图5为本实用新型实施例监控信号采集方法流程示意图。图6为本实用新型实施例采集微处理单元进行采样处理的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。本申请使用的“单元”、“装置”、“模块”等术语旨在包括与计算机相关的实体，例如但不限于硬件、固件、软硬件组合、软件或者执行中的软件。例如，模块可以是，但并不仅限于:处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。举例来说，计算设备上运行的应用程序和此计算设备都可以是模块。一个或多个模块可以位于执行中的一个进程和/或线程内，一个模块也可以位于一台计算机上和/或分布于两台或更多台计算机之间。现有的光模块，光接收次单元接收输入光信号，进行光电转换，采样微处理单元通过对光电转换后的电流信号进行采样、模数转换，并依据监控精度计算公式计算出光监控精度，从而可以对输入光的光监控精度进行监控，但由于采用单一的采样电路对光电转换后的电流信号进行采样，使得对于光功率较小的输入光，采样误差较大，从而增大了监控误差。实际应用中，影响光监控精度的因素主要包括:采样电路的精度以及暗电流噪声强度，其中，采样电路的精度与采样微处理单元采样得到的电流信号范围相关，在其它条件相同的情况下下，如果采 样得到的电流信号范围越宽，则采样精度越低，使得对输入光的监控精度也越低；暗电流噪声是在光模块处于静态工作环境中，即光模块在启动后，光接收次单元没有输入光信号的情况下，也会输出经过光电转换的微弱的电流信号，即暗电流，该暗电流也会影响采样微处理单元采样得到的电流信号值，也就是说，即使在光接收次单元中没有接收光信号时，也会输出微弱的电流信号，这样，影响采样得到的电流信号值，从而影响对输入光的监控精度，尤其是在输入光信号的功率较小时，暗电流的存在，会对采样微处理单元采样得到的电流信号产生较大影响。本实用新型实施例中，针对采样电路单一，且对暗电流未加处理的情形，考虑设置可切换的采样电路，用于大、小光的分段采集，并预先通过全温区范围内的暗电流采集，在采集得到的电流信号中，考虑暗电流，消除暗电流噪声对采样结果的影响，从而提高光监控精度的监控精度，光模块采用该技术后，对于小至_37dbm的接收光，监控误差可以达到±2db，可以应用于接收端监控精度要求较高且监控精度要求较高的光收发模块，从而提高光收发一体模块接收端小光时的监控精度。图2为本实用新型实施例提高小光监控精度的采集装置结构示意图。参见图2，该提高小光监控精度的采集装置包括:光接收次单元(ROSA)、采样微处理单元(MCU)、控制微处理单元(MCU)、第一采样电阻以及第二采样电阻，其中，第二采样电阻的一端接地，另一端分别与第一采样电阻的一端以及控制微处理单元相连；第一采样电阻的另一端分别与采样微处理单元以及光接收次单元的输出端相连；控制微处理单兀在光接收次单兀输入的光信号为大光信号时,控制输出为OV ;在光接收次单元输入的光信号为小光信号时，控制输出高阻状态；采样微处理单元的输出端输出采样得到的电流信号；光接收次单兀的输入端接收输入的光信号，进行光电转换后，通过输出端输出。具体来说，光接收次单元，用于接收光信号，将接收的光信号进行光电转换，转换为电流信号后输出，输出与接收光大小成线性关系的监控电流；本实用新型实施例中，ROSA将输入的光信号转换为电信号,输出相应的电流信号，输入光信号与输出电流信号成正比，输入光信号的光功率越大，输出的电流信号值也越大。采样微处理单元，用于从第一采样电阻处进行电压采样，在第一采样电阻上采集从光接收次单元输出的电流信号，得到模数转换值；如果得到的模数转换值超过预先设置的模数转换阈值，在当前为小光采集状态下，向控制微处理单兀输出大光控制信号，以使控制微处理单兀输出为O伏,触发进入大光采集状态；在当前为大光采集状态下，查询预先设置的大光校准曲线，得到该模数转换值对应的光功率，获取监控光功率值并输出；如果得到的模数转换值 不超过预先设置的模数转换阈值，在当前为大光采集状态下，向控制微处理单元输出小光控制信号，以使控制微处理单元输出为高阻状态，触发进入小光采集状态；在当前为小光采集状态下，查询预先设置的小光校准曲线，得到该模数转换值对应的光功率，根据该光功率以及预先设置的监控精度计算公式，获取监控光功率值并输出；本实用新型实施例中，光信号包括:大光信号以及小光信号，其中，采样微处理单元在采集电压信号，按照预先的设置进行模数转换，得到模数转换值后，将大于预先设置的模数转换阈值的光信号定义为大光信号，小于或等于预先设置的模数转换阈值的光信号定义为小光信号，即以模数转换阈值为分界点。较佳地，模数转换阈值对应的光功率可以设置为-25dBm，当然，实际应用中，也可以根据实际需要确定模数转换阈值大小。本实用新型实施例中，考虑到实际应用中，即使在光接收次单元中没有接收光信号时，也会输出微弱的电流信号，即暗电流。这样，在输入光为小光信号时，暗电流的存在，会对采样微处理单元采样得到的电流信号产生影响，从而影响采样精度，因而，考虑避免或降低暗电流对小光信号采样精度的影响。当然，实际应用中，还可以在输入光为大光信号时，也可考虑暗电流对大光彳目号米样精度的影响。这样，采样微处理单元进一步用于在光接收次单元没有输入光信号时，在预先设置的温度范围内，按照预先设置的温度步长，分别采集从光接收次单元输出的暗电流信号，建立温度与暗电流的映射关系。本实用新型实施例中，暗电流的采集与小光信号的采集采用同一电路，即采样电阻为第一采样电阻和第二采样电阻(R1+R2)，本实用新型实施例中，暗电流是在ROSA没有光信号输入时，ROSA也会有很小的电流输出，采样MCU会采集到数据，此时的采样值作为暗电流值，不同温度下，无光时ROSA输出的电流大小不同，因而，采集得到的暗电流值也不同，通过不同温度下的暗电流采集，可以描绘出相应曲线。温度与暗电流的映射关系可以是列表，也可以是坐标曲线。较佳地，采用坐标曲线，其中，以温度为横坐标，暗电流为纵坐标建立温度与暗电流的映射关系曲线。这样，采样微处理单元在小光采集状态采集得到电流信号后，对采集得到的电流信号进行暗电流修正，根据修正的电流值查询预先设置的小光校准曲线，得到该模数转换值对应的光功率。图3为本实用新型实施例建立的温度与暗电流的映射关系示意图。参见图3，横坐标为温度，纵坐标为暗电流。根据该映射关系:iT=f(T)，可以获取各温度下相应暗电流值，从而在计算中可以考虑其对监控精度的影响。实际应用中，对于采样得到的电流信号，可以采用16位的无符号二进制数((Γ65535)表示进行模数转换得到的模数转换值(数字值)，二进制对应的模数转换值对应光信号的光功率大小。本实用新型实施例中，由于对小光采样全采样电路，使得采集微处理单元采集得到的电流信号值幅值变换范围较小，因而，可以设置二进制数最低有效位(LSB，Least Significant Bit)对应的光功率的大小定义为0.1微瓦(uW),每一间隔单位表示光功率相差0.luW，相对于现有采集微处理单元采集得到的电流信号值幅值变换范围较大的情况，每一间隔单位表示的光功率值变小，从而使得采样精度得以提高。当然，实际应用中，也可以在得到该模数转换值对应的光功率后，直接将该光功率信息输出。 监控精度计算公式为:
权利要求1.一种提高小光监控精度的采集装置，其特征在于，该装置包括:光接收次单元、采样微处理单元、控制微处理单元、第一采样电阻以及第二采样电阻，其中， 第二采样电阻的一端接地，另一端分别与第一采样电阻的一端以及控制微处理单元的输入端相连； 第一采样电阻的另一端分别与采样微处理单元以及光接收次单元的输出端相连； 控制微处理单元由程序控制输出高阻状态或低电平； 采样微处理单元从第一采样电阻处进行电压采样，并转换为数字量； 光接收次单元输出与接收光大小成预先设置比例的监控电流。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置进一步包括:第二控制微处理单元以及第三采样电阻，其中， 第三采样电阻的一端接地，另一端分别与第二采样电阻的一端以及第二控制微处理单元相连。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述控制微处理单元为单刀单掷开关、互补金属氧化物管 、晶体二极管或三极管。
专利摘要本实用新型公开了一种提高小光监控精度的采集装置。提高小光监控精度的采集装置包括光接收次单元、采样微处理单元、控制微处理单元、第一采样电阻以及第二采样电阻，其中，第二采样电阻的一端接地，另一端分别与第一采样电阻的一端以及控制微处理单元相连；第一采样电阻的另一端分别与采样微处理单元以及光接收次单元的输出端相连；控制微处理单元由程序控制输出高阻状态或低电平，采样微处理单元从第一采样电阻处进行电压采样，并转换为数字量；光接收次单元用于输出与接收光大小成预先设置比例的监控电流。应用本实用新型，可以提高输入小光时的监控精度。
文档编号H04B10/07GK203104449SQ20132000693
公开日2013年7月31日 申请日期2013年1月7日 优先权日2013年1月7日
发明者樊凤梅, 丁良云, 高庭, 马军涛 申请人:青岛海信宽带多媒体技术有限公司