一种带OTDR监控的光电收发模块的制作方法

本实用新型涉及一种通信模块，特别涉及一种带OTDR监控的光电收发模块。

背景技术：

传统的光电转换模块均只带有数据通信功能，当光纤链路发生断点情况时，无法实时的判定，需要网络维护工程人员携带OTDR仪表(Optical Time Domain Reflectometer，光时域反射仪)前往现场进行勘测，才能判定断点的具体位置，在处理问题的时间和成本上无法让用户认可。

技术实现要素：

为了解决以上的问题，本实用新型提供一种带OTDR监控的光电收发模块。

本实用新型公开了一种带OTDR监控的光电收发模块，包括：外壳以及设置于所述的外壳内的光电收发模块本体，所述的外壳的一侧设置光口结构，所述的光电收发模块本体包括与电源管理单元均相连接的I2C(Inter-Integrated Circuit，内部整合电路)管理单元、数据链路通信单元，所述的I2C管理单元与所述的光口结构相连接，所述的数据链路通信单元用于实现光信号与电信号相互转换，所述的I2C管理单元用于处理所述的电信号，还包括设置于所述的数据链路通信单元及I2C管理单元之间的OTDR监测单元，所述的OTDR监测单元用于实时监测数据链路通信状态。

进一步地，所述OTDR监测单元包括微处理器芯片、采样电路、滤波放大电路、信号转换电路、检测电路，其中，所述的采样电路、信号转换电路、滤波放大电路、检测电路均与所述的微处理器芯片相连，

其中，采样电路用于对数据链路的电信号进行采样；

滤波放大电路用于所述的电信号进行滤波放大；

信号转换电路用于对所述的电信号转换成数字信号；

检测电路用于对数字信号进行异常检测；

微处理器芯片用于当检测结果异常时，将异常结果通过所述的I2C管理单元上报。

进一步地，所述的数据链路通信单元包括：光电接收及发送探测器、跨阻放大器、反馈电路以及波分复用器，其中，所述的光电接收及发送探测器完成光信号与电信号的互换；所述的跨阻放大器用于对所述的电信号进行放大整形；所述的反馈电路用于对所述的光信号进行反馈，形成反馈信号输入到所述的采样电路以校正采样电路的采样值；所述的波分复用器用于将接收到的总光进行分波。

进一步地，所述的I2C管理单元包括外部I2C单元和内部I2C单元，所述的外部I2C单元实现所述的光电转换模块与外界设备的通信功能，所述的内部I2C单元实现内部数据链路单元5个监控量的实时监控和所述的OTDR监测单元的实时监控协调工作。

进一步地，所述的外壳包括包括底座装置、顶盖装置、解锁装置，所述的顶盖装置用于盖合所述的底座装置，所述的解锁装置通过螺丝活动固定所述的底座装置及顶盖装置。

实施本实用新型的一种带OTDR监控的光电收发模块，具有以下有益的技术效果：

区别于现有技术中光纤链路无法得到实时监测的不足，此带OTDR监测的光电转换模块具备常规光通信业务功能外，还具备光时域反射仪OTDR功能，能通过网管端实时监测光纤链路的断点故障，做到异地排查，并能提前预测可能存在的断点隐患，进一步促进光网络智能化的发展。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一种带OTDR监控的光电收发模块的外观图；

图2为本实用新型一种带OTDR监控的光电收发模块电路模块图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

OTDR是利用光线在光纤中传输时的瑞利散射和菲涅尔反射所产生的背向散射而制成的精密的光电一体化仪表，它被广泛应用于光缆线路的维护、施工之中，可进行光纤长度、光纤的传输衰减、接头衰减和故障定位等的测量。

此带OTDR监测的光电转换模块解决了传统光电模块遇到的问题，并能提前进行预判，网络维护工程人员通过异地的网管可以看出光纤链路的什么位置可能存在断纤的可能性，从而提前进行维护，减少事后处理所带来的时间和成本的浪费，更利于网络智能化、低成本化的方向发展。

请参阅图1及图2，本实用新型的实施例，一种带OTDR监控的光电收发模块1，包括：外壳10以及设置于外壳10内的光电收发模块本体20，外壳10的一侧设置光口结构30，光电收发模块本体20包括依次相连的I2C管理单元40、数据链路通信单元50及电源管理单元60，I2C管理单元40与光口结构30相连接，数据链路通信单元50用于实现光信号与电信号相互转换，I2C管理单元40用于处理电信号，还包括设置于数据链路通信单元50及I2C管理单元40之间的OTDR监测单元70，OTDR监测单元70用于实时监测数据链路通信状态。

OTDR监测单元70包括微处理器芯片、采样电路、滤波放大电路、信号转换电路、检测电路，其中，采样电路、信号转换电路、滤波放大电路、检测电路均与微处理器芯片相连，

其中，采样电路用于对数据链路的电信号进行采样；

滤波放大电路用于所述的电信号进行滤波放大；

信号转换电路用于对所述的电信号转换成数字信号；

检测电路用于对数字信号进行异常检测；

微处理器芯片用于当检测结果异常时，将异常结果通过I2C管理单元40上报。

其中，采样电路、信号转换电路、滤波放大电路可以集成于一体，该一体的电路模块的产品型号可为：ADS7816U，该产品可实现12位高速微功耗采样模数转换。

微处理器芯片可采用的产品型号为：STM32F429IGT6。

数据链路通信单元50包括：光电接收及发送探测器、跨阻放大器、反馈电路以及波分复用器，其中，光电接收及发送探测器完成光信号与电信号的互换；跨阻放大器用于对电信号进行放大整形；反馈电路用于对光信号进行反馈，形成反馈信号输入到采样电路以校正采样电路的采样值；波分复用器用于将接收到的总光进行分波。

I2C管理单元40包括外部I2C单元和内部I2C单元，外部I2C单元实现光电转换模块与外界设备的通信功能，内部I2C单元实现内部数据链路单元5个监控量的实时监控和OTDR监测单元70的实时监控协调工作。

外壳10包括包括底座装置、顶盖装置、解锁装置，顶盖装置用于盖合底座装置，解锁装置通过螺丝活动固定底座装置及顶盖装置。

电源管理单元60采用独立的DC-DC功能模组设计，提供给各有源单元稳定低噪的电流，其中包括5V、3.8V、3.3V、1.8V、1.2V、-5V等。

OTDR监测单元70可具体涉及：码型产生电路、快速激光驱动电路、大功率激光器、PD(PhotoDiode，光电二极管)检测、雪崩TIA、信号转换电路，滤波放大电路、ADC采样电路、计算单元等等。

本技术方案中的带OTDR监测的光电转换模块的开发，解决了目前光纤通信中光纤链路无法得到实时监测的问题。模块设计集成了数据链路通信单元和OTDR单元，在正常数据链路通信的同时能够实时地进行OTDR监测，当发生光纤链路断电故障时，及时上报。数据链路通信能扩展速率从百兆至万兆，传输距离可扩展最远达120公里，OTDR单元通过多路ADC采样达到大动态范围和高精度的要求。

其中，电信号包括EQ、LA、CDR、Driver。

EQ是指数据均衡，每个通道的输入级包括连续时间线性均衡，可进行0～12dB线性均衡调节；

LA指信号限幅放大，切具备限幅电平调整的功能，限幅电平调整用于补偿直流电平的任何偏移的输入信号，限幅电平调节电压范围可在±200mV范围内编程；

CDR指时钟和数据恢复，其根据数据信号的特点，找到采样数据的最佳时钟相位，使数据恢复稳定可靠；

Driver指输出驱动器，其具备200mVppd至1100mVppd范围的驱动能力。

检测电路主要由MCU搭建，包括PD检测、雪崩TIA功能测试。

跨阻放大器对探测器转换的电流信号进行放大整形，形成电压信号，送至后端数据信号处理单元。

反馈电路将对接收的光进行转换，为后端控制信号处理单元提供原始的采样值。

光电探测器包括接收光信号的光电二极管阵列，光电二极管阵列对应连接的跨阻/限幅放大器，光引擎将光纤带传输的光信号耦合到光电二极管阵列上，光电二极管阵列将光信号转换为电信号，传输至对应连接的跨阻/限幅放大器，并转换为差分信号，传输至电连接器，并经电连接器传输至主板。

OTDR的监控寄存器定义可按设计默认的C0/C2或用户定义的A0/A2、B0/B2。

光口结构30包括LC插芯适配器、陶瓷套筒和固定下套。

本光电收发模块1的工作过程为：

数据链路通信功能：

发射过程：主板电信号通过光电转换模块进入发射单元，信号经过发射驱动来驱动激光器发光，并将信号进行耦合，通过光口单元发射，完成电光转换。

接收过程：外部带调制信号的光信号通过光口单元LC接口进入接收PD，转换为电流信号，电流信号通过跨阻放大器转换为电压信号，并经过限幅放大后输出至主板，完成光电转换。电光与光电转换实现了数据链路的的通信功能。

OTDR监测功能：

带OTDR监测的光电收发模块上电工作后，脉冲产生电路产生的脉冲信号控制快速激光驱动电路驱动大功率激光器进行脉冲发光，脉冲信号可通过设置寄存器进行脉冲频率的调整从而实现精度和动态范围的需求取舍。光纤链路出现断点故障时，因瑞利散射和菲涅尔反射原理，光信号返回信息会发生改变，返回的光信号经过PD进行检测，并配有雪崩TIA提高接收检测的灵敏度，TIA输出的信号经过信号转换电路转为差分信号，经过滤波放大的电路对信号进行整形放大输送给ADC采样电路，ADC采样电路分为10路并行，提高采样速率和精度，采样的数据最终通过计算单元进行处理，判定得到断点故障的具体位置，通过通讯模块进行上传于后台。

区别于现有技术中光纤链路无法得到实时监测的不足，此带OTDR监测的光电转换模块具备常规光通信业务功能外，还具备光时域反射仪OTDR功能，能通过网管端实时监测光纤链路的断点故障，做到异地排查，并能提前预测可能存在的断点隐患，进一步促进光网络智能化的发展。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。