專利名稱：提高小光監(jiān)控精度的采集裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光通信技術，尤其涉及一種提高小光監(jiān)控精度的采集裝置。
背景技術：
目前的國內市場以及國際市場，高帶寬、高速率和多種業(yè)務融合的光纖通信已經(jīng)開始應用。在眾多的解決方案中，同步數(shù)字體系(SDH, Synchronous Digital Hierarchy)/同步光纖網(wǎng)(SONET, Synchronous Optical Network)技術由于采用光導纖維傳輸，國內市場已經(jīng)大面積應用。其中，SONET定義了同步和等時信息的傳輸，而SDH光端機容量較大，可以將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡，在接入網(wǎng)中應用SDH/S0NET技術，采用光模塊傳輸數(shù)據(jù)信息，可以將核心網(wǎng)中的巨大帶寬優(yōu)勢和技術優(yōu)勢帶入接入網(wǎng)領域，充分利用SDH同步復用、標準化的光接口、強大的網(wǎng)管能力、靈活網(wǎng)絡拓撲能力和高可靠性。在SDH/S0NE網(wǎng)絡中，不同的用戶，對光模塊傳輸?shù)墓庑盘柕谋O(jiān)控精度需求差別較大，例如，有的用戶對靈敏要求很高，接近無光的-37分貝毫瓦(dbm)，因而，需要提高小光監(jiān)控精度的采集裝置(光模塊)中的光采樣器對傳輸光進行采樣處理，從而對光監(jiān)控精度進行監(jiān)控。圖1為現(xiàn)有光模塊結構示意圖。參見圖1，該光模塊包括:光接收次單元(R0SA，Receiver Optical Subassembly)、米樣微處理單兀(MCU, Micro Control Unit)以及米樣電阻，其中，采樣電阻的一端接地，另一端分別與光接收次單元的輸出端以及采樣微處理單元的輸入端相連；米樣微處理單元的輸出端輸出米樣得到的光信號；光接收次單元的輸入端接收輸入的光信號。光接收次單元，用于接收光信號，進行光電轉換，轉換為相應的電流信號，輸出至采樣微處理單元；采樣微處理單元，用于采集采樣電阻上的電壓信號，進行模數(shù)轉換，轉換為數(shù)字值，獲取該數(shù)字值對應的光功率值，并根據(jù)預先設置的校準曲線計算公式，將光功率值轉換為監(jiān)控光功率值后輸出。其中，監(jiān)控精度計算公式為:P = IOxla (―；
一 10式中，P為監(jiān)控光功率值(dBm)，用于表征光功率；D為光功率值(uw)，其中，P與D均用于表征光功率，實際應用中，由于監(jiān)控光功率值dBm表示P應用較為廣泛，因而，一般采用監(jiān)控光功率值dBm表征光功率。[0016]由上述可見，現(xiàn)有的光模塊，通過對光進行采樣、模數(shù)轉換，并依據(jù)監(jiān)控精度計算公式計算出光監(jiān)控精度，從而可以對輸入光的光監(jiān)控精度進行監(jiān)控，但由于實際應用中，輸入光的范圍較寬，例如，可達_37dbm -1Odbm,而米用單一的米樣電路對光電轉換后的電流信號進行采樣，使得對于光功率較小的輸入光，采樣誤差較大，從而增大了監(jiān)控誤差。例如，當監(jiān)控的輸入光為-30dbm時，監(jiān)控誤差可達±3db，當監(jiān)控的輸入光為-37dbm時，產(chǎn)生的監(jiān)控誤差更大。

實用新型內容本實用新型的實施例提供了一種提高小光監(jiān)控精度的采集裝置，提高輸入小光的監(jiān)控精度。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種提高小光監(jiān)控精度的采集裝置，該裝置包括:光接收次單元、采樣微處理單元、控制微處理單元、第一采樣電阻以及第二采樣電阻，其中，第二采樣電阻的一端接地，另一端分別與第一采樣電阻的一端以及控制微處理單元的輸入端相連；第一采樣電阻的另一端分別與采樣微處理單元以及光接收次單元的輸出端相連；控制微處理單元由程序控制輸出高阻狀態(tài)或低電平；采樣微處理單元從第一采樣電阻處進行電壓采樣，并轉換為數(shù)字量；光接收次單元輸出與接收光大小成預先設置比例的監(jiān)控電流。較佳地，所述裝置進一步包括:第二控制微處理單元以及第三采樣電阻，其中，第三采樣電阻的一端接地，另一端分別與第二采樣電阻的一端以及第二控制微處理單元相連。較佳地，所述控制微處理單元為單刀單擲開關、互補金屬氧化物管、晶體二極管或
三極管。由上述可見，本實用新型實施例的提高小光監(jiān)控精度的采集裝置，提高小光監(jiān)控精度的采集裝置包括:光接收次單元、采樣微處理單元、控制微處理單元、第一采樣電阻以及第二采樣電阻，其中，第二采樣電阻的一端接地，另一端分別與第一采樣電阻的一端以及控制微處理單元相連；第一采樣電阻的另一端分別與采樣微處理單元以及光接收次單元的輸出端相連；采樣微處理單元的輸出端輸出采樣得到的電流信號；光接收次單元的輸入端接收輸入的光信號，進行光電轉換后，通過輸出端輸出。這樣，根據(jù)光功率對光信號進行分段，每一分段的光信號對應相應的米樣電路，以對米樣得到的小功率光信號對應的電流信號進行有效放大，使得采樣得到的電流信號變化范圍較小，因而，更能分辨較小值的電流信號，從而提升了采樣精度，提高了對輸入小光的監(jiān)控精度。

圖1為現(xiàn)有光模塊結構示意圖。圖2為本實用新型實施例提高小光監(jiān)控精度的采集裝置結構示意圖。圖3為本 實用新型實施例建立的溫度與暗電流的映射關系示意圖。[0031]圖4為本實用新型實施例提高小光監(jiān)控精度的采集裝置另一結構示意圖。圖5為本實用新型實施例監(jiān)控信號采集方法流程示意圖。圖6為本實用新型實施例采集微處理單元進行采樣處理的方法流程示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實施例，對本實用新型進一步詳細說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細節(jié)僅僅是為了使讀者對本實用新型的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細節(jié)也可以實現(xiàn)本實用新型的這些方面。本申請使用的“單元”、“裝置”、“模塊”等術語旨在包括與計算機相關的實體，例如但不限于硬件、固件、軟硬件組合、軟件或者執(zhí)行中的軟件。例如，模塊可以是，但并不僅限于:處理器上運行的進程、處理器、對象、可執(zhí)行程序、執(zhí)行的線程、程序和/或計算機。舉例來說，計算設備上運行的應用程序和此計算設備都可以是模塊。一個或多個模塊可以位于執(zhí)行中的一個進程和/或線程內，一個模塊也可以位于一臺計算機上和/或分布于兩臺或更多臺計算機之間?，F(xiàn)有的光模塊，光接收次單元接收輸入光信號，進行光電轉換，采樣微處理單元通過對光電轉換后的電流信號進行采樣、模數(shù)轉換，并依據(jù)監(jiān)控精度計算公式計算出光監(jiān)控精度，從而可以對輸入光的光監(jiān)控精度進行監(jiān)控，但由于采用單一的采樣電路對光電轉換后的電流信號進行采樣，使得對于光功率較小的輸入光，采樣誤差較大，從而增大了監(jiān)控誤差。實際應用中，影響光監(jiān)控精度的因素主要包括:采樣電路的精度以及暗電流噪聲強度，其中，采樣電路的精度與采樣微處理單元采樣得到的電流信號范圍相關，在其它條件相同的情況下下，如果采 樣得到的電流信號范圍越寬，則采樣精度越低，使得對輸入光的監(jiān)控精度也越低；暗電流噪聲是在光模塊處于靜態(tài)工作環(huán)境中，即光模塊在啟動后，光接收次單元沒有輸入光信號的情況下，也會輸出經(jīng)過光電轉換的微弱的電流信號，即暗電流，該暗電流也會影響采樣微處理單元采樣得到的電流信號值，也就是說，即使在光接收次單元中沒有接收光信號時，也會輸出微弱的電流信號，這樣，影響采樣得到的電流信號值，從而影響對輸入光的監(jiān)控精度，尤其是在輸入光信號的功率較小時，暗電流的存在，會對采樣微處理單元采樣得到的電流信號產(chǎn)生較大影響。本實用新型實施例中，針對采樣電路單一，且對暗電流未加處理的情形，考慮設置可切換的采樣電路，用于大、小光的分段采集，并預先通過全溫區(qū)范圍內的暗電流采集，在采集得到的電流信號中，考慮暗電流，消除暗電流噪聲對采樣結果的影響，從而提高光監(jiān)控精度的監(jiān)控精度，光模塊采用該技術后，對于小至_37dbm的接收光，監(jiān)控誤差可以達到±2db，可以應用于接收端監(jiān)控精度要求較高且監(jiān)控精度要求較高的光收發(fā)模塊，從而提高光收發(fā)一體模塊接收端小光時的監(jiān)控精度。圖2為本實用新型實施例提高小光監(jiān)控精度的采集裝置結構示意圖。參見圖2，該提高小光監(jiān)控精度的采集裝置包括:光接收次單元(ROSA)、采樣微處理單元(MCU)、控制微處理單元(MCU)、第一采樣電阻以及第二采樣電阻，其中，第二采樣電阻的一端接地，另一端分別與第一采樣電阻的一端以及控制微處理單元相連；第一采樣電阻的另一端分別與采樣微處理單元以及光接收次單元的輸出端相連；控制微處理單兀在光接收次單兀輸入的光信號為大光信號時,控制輸出為OV ;在光接收次單元輸入的光信號為小光信號時，控制輸出高阻狀態(tài)；采樣微處理單元的輸出端輸出采樣得到的電流信號；光接收次單兀的輸入端接收輸入的光信號，進行光電轉換后，通過輸出端輸出。具體來說，光接收次單元，用于接收光信號，將接收的光信號進行光電轉換，轉換為電流信號后輸出，輸出與接收光大小成線性關系的監(jiān)控電流；本實用新型實施例中，ROSA將輸入的光信號轉換為電信號,輸出相應的電流信號，輸入光信號與輸出電流信號成正比，輸入光信號的光功率越大，輸出的電流信號值也越大。采樣微處理單元，用于從第一采樣電阻處進行電壓采樣，在第一采樣電阻上采集從光接收次單元輸出的電流信號，得到模數(shù)轉換值；如果得到的模數(shù)轉換值超過預先設置的模數(shù)轉換閾值，在當前為小光采集狀態(tài)下，向控制微處理單兀輸出大光控制信號，以使控制微處理單兀輸出為O伏,觸發(fā)進入大光采集狀態(tài)；在當前為大光采集狀態(tài)下，查詢預先設置的大光校準曲線，得到該模數(shù)轉換值對應的光功率，獲取監(jiān)控光功率值并輸出；如果得到的模數(shù)轉換值 不超過預先設置的模數(shù)轉換閾值，在當前為大光采集狀態(tài)下，向控制微處理單元輸出小光控制信號，以使控制微處理單元輸出為高阻狀態(tài)，觸發(fā)進入小光采集狀態(tài)；在當前為小光采集狀態(tài)下，查詢預先設置的小光校準曲線，得到該模數(shù)轉換值對應的光功率，根據(jù)該光功率以及預先設置的監(jiān)控精度計算公式，獲取監(jiān)控光功率值并輸出；本實用新型實施例中，光信號包括:大光信號以及小光信號，其中，采樣微處理單元在采集電壓信號，按照預先的設置進行模數(shù)轉換，得到模數(shù)轉換值后，將大于預先設置的模數(shù)轉換閾值的光信號定義為大光信號，小于或等于預先設置的模數(shù)轉換閾值的光信號定義為小光信號，即以模數(shù)轉換閾值為分界點。較佳地，模數(shù)轉換閾值對應的光功率可以設置為-25dBm，當然，實際應用中，也可以根據(jù)實際需要確定模數(shù)轉換閾值大小。本實用新型實施例中，考慮到實際應用中，即使在光接收次單元中沒有接收光信號時，也會輸出微弱的電流信號，即暗電流。這樣，在輸入光為小光信號時，暗電流的存在，會對采樣微處理單元采樣得到的電流信號產(chǎn)生影響，從而影響采樣精度，因而，考慮避免或降低暗電流對小光信號采樣精度的影響。當然，實際應用中，還可以在輸入光為大光信號時，也可考慮暗電流對大光彳目號米樣精度的影響。這樣，采樣微處理單元進一步用于在光接收次單元沒有輸入光信號時，在預先設置的溫度范圍內，按照預先設置的溫度步長，分別采集從光接收次單元輸出的暗電流信號，建立溫度與暗電流的映射關系。本實用新型實施例中，暗電流的采集與小光信號的采集采用同一電路，即采樣電阻為第一采樣電阻和第二采樣電阻(R1+R2)，本實用新型實施例中，暗電流是在ROSA沒有光信號輸入時，ROSA也會有很小的電流輸出，采樣MCU會采集到數(shù)據(jù)，此時的采樣值作為暗電流值，不同溫度下，無光時ROSA輸出的電流大小不同，因而，采集得到的暗電流值也不同，通過不同溫度下的暗電流采集，可以描繪出相應曲線。溫度與暗電流的映射關系可以是列表，也可以是坐標曲線。較佳地，采用坐標曲線，其中，以溫度為橫坐標，暗電流為縱坐標建立溫度與暗電流的映射關系曲線。這樣，采樣微處理單元在小光采集狀態(tài)采集得到電流信號后，對采集得到的電流信號進行暗電流修正，根據(jù)修正的電流值查詢預先設置的小光校準曲線，得到該模數(shù)轉換值對應的光功率。圖3為本實用新型實施例建立的溫度與暗電流的映射關系示意圖。參見圖3，橫坐標為溫度，縱坐標為暗電流。根據(jù)該映射關系:iT=f(T)，可以獲取各溫度下相應暗電流值，從而在計算中可以考慮其對監(jiān)控精度的影響。實際應用中，對于采樣得到的電流信號，可以采用16位的無符號二進制數(shù)((Γ65535)表示進行模數(shù)轉換得到的模數(shù)轉換值(數(shù)字值)，二進制對應的模數(shù)轉換值對應光信號的光功率大小。本實用新型實施例中，由于對小光采樣全采樣電路，使得采集微處理單元采集得到的電流信號值幅值變換范圍較小，因而，可以設置二進制數(shù)最低有效位(LSB，Least Significant Bit)對應的光功率的大小定義為0.1微瓦(uW),每一間隔單位表示光功率相差0.luW，相對于現(xiàn)有采集微處理單元采集得到的電流信號值幅值變換范圍較大的情況，每一間隔單位表示的光功率值變小，從而使得采樣精度得以提高。當然，實際應用中，也可以在得到該模數(shù)轉換值對應的光功率后，直接將該光功率信息輸出。 監(jiān)控精度計算公式為:
權利要求1.一種提高小光監(jiān)控精度的采集裝置，其特征在于，該裝置包括:光接收次單元、采樣微處理單元、控制微處理單元、第一采樣電阻以及第二采樣電阻，其中， 第二采樣電阻的一端接地，另一端分別與第一采樣電阻的一端以及控制微處理單元的輸入端相連； 第一采樣電阻的另一端分別與采樣微處理單元以及光接收次單元的輸出端相連； 控制微處理單元由程序控制輸出高阻狀態(tài)或低電平； 采樣微處理單元從第一采樣電阻處進行電壓采樣，并轉換為數(shù)字量； 光接收次單元輸出與接收光大小成預先設置比例的監(jiān)控電流。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括:第二控制微處理單元以及第三采樣電阻，其中， 第三采樣電阻的一端接地，另一端分別與第二采樣電阻的一端以及第二控制微處理單元相連。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述控制微處理單元為單刀單擲開關、互補金屬氧化物管 、晶體二極管或三極管。
專利摘要本實用新型公開了一種提高小光監(jiān)控精度的采集裝置。提高小光監(jiān)控精度的采集裝置包括光接收次單元、采樣微處理單元、控制微處理單元、第一采樣電阻以及第二采樣電阻，其中，第二采樣電阻的一端接地，另一端分別與第一采樣電阻的一端以及控制微處理單元相連；第一采樣電阻的另一端分別與采樣微處理單元以及光接收次單元的輸出端相連；控制微處理單元由程序控制輸出高阻狀態(tài)或低電平，采樣微處理單元從第一采樣電阻處進行電壓采樣，并轉換為數(shù)字量；光接收次單元用于輸出與接收光大小成預先設置比例的監(jiān)控電流。應用本實用新型，可以提高輸入小光時的監(jiān)控精度。
文檔編號H04B10/07GK203104449SQ20132000693
公開日2013年7月31日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權日2013年1月7日
發(fā)明者樊鳳梅, 丁良云, 高庭, 馬軍濤 申請人:青島海信寬帶多媒體技術有限公司