基于gpon-olt突發(fā)接收光功率的檢測系統(tǒng)及應(yīng)用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種在XX情況下使用的xx(上位概念）。更具體地說，本發(fā)明設(shè)及一種 用在XX情況下的基于GP0N-0LT突發(fā)接收光功率的檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 無源光網(wǎng)絡(luò)(P0N)為一種點到多點的接入技術(shù)，指信號從源頭到目的節(jié)點均是通 過無源設(shè)備進(jìn)行傳輸，運(yùn)些無源設(shè)備主要包括光纖光纜、光分路器W及一些連接器件等。無 源光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要由局端的化T(化tical Line Terminal,光線路終端）、用戶端的0肌 (Optical 化twork Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元）W及0DN(0ptical Distribution 化twork，光配線 網(wǎng)）組成，其傳輸下行采用廣播方式、上行采用時分多址方式，可W靈活地組成樹形、星型、 總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在光分支點只需要使用一個簡單的光分路器即可。由于P0N系統(tǒng)有W上 的一些特點，所W具有節(jié)省光纜資源、節(jié)省機(jī)房投資、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低、維護(hù)簡 單等優(yōu)點，是解決接入網(wǎng)"最后一公里"、實現(xiàn)FTTx最具吸引力的技術(shù)。
[0003] 無源光網(wǎng)絡(luò)可W分為基于ATM傳輸協(xié)議的AP0N(ATM-Passive Optical化twork， ATM無源光網(wǎng)絡(luò)）、基于W太網(wǎng)的EPON化thernet Passive Optical化twork，W太網(wǎng)無源光 網(wǎng)絡(luò)）W及加 itW上速率的GP0N(Gigabit-capable Passive Optical 化twork，千兆比特 無源光網(wǎng)絡(luò))Ξ種。GP0N相比于ΑΡΟΝ、EP0N能夠提供更高的速率、更高的接入性能、較強(qiáng)的靈 活性而被廣泛應(yīng)用。
[0004] GP0N系統(tǒng)中0NU上行傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)包，對化Τ模塊而言，如何快速的恢復(fù)上行傳輸 的數(shù)據(jù)并快速精確的監(jiān)控出接收光功率的強(qiáng)度，就顯得至關(guān)重要。由于GP0N協(xié)議所制定的 標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格，如何快速、準(zhǔn)確、可靠的檢測接受光功率的大小，就成為GP0N 0LT的技術(shù)難 點。無源光網(wǎng)絡(luò)(Ρ0Ν)為一種點到多點的接入技術(shù)，指信號從源頭到目的節(jié)點均是通過無源 設(shè)備進(jìn)行傳輸，運(yùn)些無源設(shè)備主要包括光纖光纜、光分路器W及一些連接器件等。無源光網(wǎng) 絡(luò)系統(tǒng)主要由局端的0LT(0ptical Line Terminal,光線路終端）、用戶端的0NU(0ptical 化twork Unit,光網(wǎng)絡(luò)單元）W及0DN(0ptical Dist;r;Lbution化twork，光配線網(wǎng)）組成，其 傳輸下行采用廣播方式、上行采用時分多址方式，可W靈活地組成樹形、星型、總線型等拓 撲結(jié)構(gòu)，在光分支點只需要使用一個簡單的光分路器即可。由于P0N系統(tǒng)有W上的一些特 點，所W具有節(jié)省光纜資源、節(jié)省機(jī)房投資、建網(wǎng)速度快、綜合建網(wǎng)成本低、維護(hù)簡單等優(yōu) 點，是解決接入網(wǎng)"最后一公里"、實現(xiàn)FTTx最具吸引力的技術(shù)。
[0005] 無源光網(wǎng)絡(luò)可W分為基于ATM傳輸協(xié)議的AP0N(ATM-Passive Optical化twork， ATM無源光網(wǎng)絡(luò)）、基于W太網(wǎng)的EPON化thernet Passive Optical化twork，W太網(wǎng)無源光 網(wǎng)絡(luò)）W及加 itW上速率的GP0N(Gigabit-capable Passive Optical 化twork，千兆比特 無源光網(wǎng)絡(luò))Ξ種。GP0N相比于ΑΡΟΝ、EP0N能夠提供更高的速率、更高的接入性能、較強(qiáng)的靈 活性而被廣泛應(yīng)用。
[0006] GP0N系統(tǒng)中0NU上行傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)包，對化Τ模塊而言，如何快速的恢復(fù)上行傳輸 的數(shù)據(jù)并快速精確的監(jiān)控出接收光功率的強(qiáng)度，就顯得至關(guān)重要。由于GP0N協(xié)議所制定的 標(biāo)準(zhǔn)極為嚴(yán)格，如何快速、準(zhǔn)確、可靠的檢測接受光功率的大小，就成為GPON OLT的技術(shù)難 點。
[0007]現(xiàn)有的技術(shù)中，為了按照主流廠商對于GP0NJ)LT突發(fā)接收光功率檢測的要求，需 要在化igger(采樣觸發(fā))時序來臨后25ns內(nèi)，實現(xiàn)300-350ns的對突發(fā)光功率的檢測，在接 收光范圍內(nèi)，檢測精度要求+/-3地，而現(xiàn)有的GP0N_0LT突發(fā)接收光功率檢測方法，通常采用 鏡像電流源和采樣保持電路實現(xiàn)，其電路基本框圖如圖1所示。
[000引但是，現(xiàn)有的方法雖然具有高精度、易調(diào)試等優(yōu)勢，但具有如下缺陷：
[0009] 1、電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使用忍片、元件偏多，功耗較大。
[0010] 2、APD、鏡像源及相關(guān)電路容性大，而受ATO及各級電路容性影響造成采樣延時無 法滿足GP0N_0LT的嚴(yán)格要求，其典型采樣時間為40化S左右。
[00川 3、由于ADC采集的數(shù)據(jù)與mW為單位的輸入光功率呈線性關(guān)系，且需要2個同樣的電 路分別實現(xiàn)對強(qiáng)光、弱光的采樣，因此無法滿足GP0N_0LT的收端光接收量程，而通常需要采 用對數(shù)關(guān)系的地m為單位表征光接收強(qiáng)度，因此ADC采集的數(shù)據(jù)最好是與mW為單位的輸入光 呈對數(shù)關(guān)系。
[0012] 4、相關(guān)元器件性能受溫度影響較大，因此最終檢測精度受溫度影響較大，主要是 其多級電路的形式，各分離元器件均受溫度影響，誤差產(chǎn)生累積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu) 點。
[0014] 本發(fā)明還有一個目的是提供一種基于GP0N_0LT突發(fā)接收光功率的檢測系統(tǒng)，其基 于GP0N_0LT采用的線性TIA，采用RF檢波器檢測數(shù)據(jù)信號幅度，改善監(jiān)控精度受溫度影響 大，同時改善常規(guī)檢測方法受接收端光組件容性、突發(fā)接收時序影響監(jiān)控響應(yīng)時間等問題， 并通過對數(shù)關(guān)系輸出的電壓，實現(xiàn)對于全接收光范圍內(nèi)的高精度突發(fā)光功率檢測，另外因 其減少了多個器件，功耗和成本得到有效的控制。
[0015] 本發(fā)明還有一個目的是通過一種應(yīng)用檢測系統(tǒng)的方法，提高對GP0NJ)LT監(jiān)控，W 便獲得更好的光傳輸效果。
[0016] 為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的運(yùn)些目的和其它優(yōu)點，提供了一種基于GP0N-0LT突發(fā)接收 光功率的檢測系統(tǒng)，包括：
[0017] 光電轉(zhuǎn)換單元，其包括一通過光纖與光源連接的光學(xué)組件，W對接收到的光信號 進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換；
[0018] 檢波單元，其包括一與光學(xué)組件的輸出端連接的射頻檢波器件，W將其接收到的 電信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換計算后得到相對應(yīng)的輸出電壓信號；
[0019] 控制單元；
[0020] 模數(shù)轉(zhuǎn)換器件；
[0021] 其中，所述射頻檢波器件通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器件進(jìn)而與控制單元連接，W將所述輸出 電壓信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而得到GP0N-0LT當(dāng)前的突發(fā)接收光功率值。
[0022] 優(yōu)選的是，其中，所述光學(xué)組件包括一通過光纖與光源連接的雪崩光電二極管 APD，W將接收到的光信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電流信號；
[0023] 所述ATO通過一跨阻放大器TIA與所述射頻檢波器件連接，W將接收到的所述電流 信號轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電壓信號，進(jìn)而完成光電轉(zhuǎn)換。
[0024] 優(yōu)選的是，其中，所述射頻檢波器件為射頻功率檢波器，所述射頻功率檢波器的型 號為 AD8313、AD8317、AD8319 中的任意一種。
[0025] 優(yōu)選的是，其中，還包括一開關(guān)電路，所述控制單元提供一采樣觸發(fā)信號，W在采 樣時間到來時控制開關(guān)電路的工作狀態(tài)，所述控制單元包括一微處理器MCU，所述開關(guān)電路 為模擬開關(guān)電路。
[0026] 本發(fā)明的目的還可W進(jìn)一步地由一種應(yīng)用檢測系統(tǒng)的方法實現(xiàn)，包括W下步驟：
[0027] 步驟一，所述APD通過光纖接收光源輸出的光信號，并將其轉(zhuǎn)換成相對應(yīng)的電流信 號，輸出至TIA，W通過TIA將所述電流信號轉(zhuǎn)換并增益成相對應(yīng)的電壓信號，并輸出給射頻 功率檢波器；
[0028] 步驟二，所述射頻功率檢波器檢測TIA輸出的電壓信號幅度，并根據(jù)其傳遞函數(shù)進(jìn) 行計算，W將得到相對應(yīng)的輸出電壓值VouT輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器件；
[0029] 步驟Ξ，所述控制單元獲取經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號，通過校準(zhǔn)后得 到的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行計算，W得到與所述光信號所對應(yīng)的光功率值。
[0030] 優(yōu)選的是，其中，在所述步驟二和步驟Ξ之間，還包括:所述控制單元在采樣信號 來到時，閉合所述模擬開關(guān)電路，進(jìn)而使得所述射頻功率檢波器與模數(shù)轉(zhuǎn)換器件導(dǎo)通，W將 輸出電壓VouT輸出至模數(shù)轉(zhuǎn)換器件。
[0031] 優(yōu)選的是，其中，所述射頻功率檢波器型號被配置為AD831卵寸，其傳遞函數(shù)為：
[0032] V〇UT = X X VsLOPE/DEC X l〇glO(VlN/VlNTERCEPT) =X X V化OPE/dB X 20 X l〇glO(VlN/VlNTERCEPT)
[0033] 其中，X為VouT和VsET之間的反饋因子，X = Vout/Vset，VsET為AD8319電壓設(shè)置點，VouT為 AD8319的輸出電壓，ViN為射頻功率檢波器檢測到的電壓信號輸入，VsLOPE/DEc標(biāo)稱值為-22mV/ 地，ViNTERCEPT為X軸的截距，標(biāo)稱值為15地m。
[0034] 優(yōu)選的是