CN101594184A - 一种光线路终端 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光线路终端，包括光接收组件和处理器；所述光接收组件根据接收到的光信号产生响应电流，所述响应电流经电流镜像器处理后传输至电流－电压转换电路，通过所述转换电路将电流信号转换为电压信号传输至一开关电路；开关电路在其控制端接收到有效的触发控制信号时导通，将电流－电压转换电路输出的电压信号传输至一储能电路进行采样保持，进而连接所述的处理器，通过处理器对接收到的光信号的平均光功率进行监控。本发明的光线路终端通过对接收到的光信号进行采样保持，可以实现对平均接收光功率的准确计算和监测，尤其适用于对上行突发模式下每个突发信号包的平均光功率进行监控和精确测量，使目前的光线路终端具备突发监控功能。

Description

一种光线路终端
技术领域
本发明属于光通讯技术领域，具体地说，是涉及一种可以支持数字突发接收诊断功能的光线路终端。
背景技术
近年来，人们对高带宽的要求趋于明显，各种增值业务不断发展，比如视频会议、高清影像、实时游戏、IPTV等应用，也不断促进人们对高带宽的需求。
一般来说，现代通信网可以分为：核心网和接入网，而接入网形象地被称为“最后一公里”。而就目前的市场而言，在众多的解决方案中，光纤到户(FTTH)的出现便被认为是宽带接入“最后一公里”的终极解决方案。而在FTTH的众多方案中，无源光网络(PON)又备受关注，成为了目前主流的光接入方式。PON技术在几年内经历了APON、BPON到目前的EPON、GPON，且随着以太网技术在城域网中的普及以及宽带接入技术的发展，人们更多关注1Gbit/s以上宽带的PON技术，即EPON和GPON。
GPON的全称为Gigabit-capable PON，也就是吉比特级数的无源光网络，其传输速率最大可达2.5Gbps，并且支持多种业务，包括ATM、Ethernet、TDM、CATV等，可以说是目前功能最完善的PON网络技术，也是一种非常经济、面向宽带的网络接入方式。
GPON由于能够提供更高的速率、较高的接入性能和网络效率、较强的灵活性和可伸缩性等关键优势，所以更能满足宽带的网络接入应用。具体优势如下：
1、速率高：GPON相比其他无源光网络技术提供了更宽的数据速率范围，可支持对称和不对称的多种线路速率，最大支持速率可达2.488Gbps(下行数据流)和1.244Gbps(上行数据流)，能够满足现有及未来可能出现的各种业务对带宽的需要。
2、效率高：GPON在1.25Gbps速率下提供100％效率显然比EPON效率仅为50％的网络更具吸引力，GPON的解决方案可以使得用户拥有更高的带宽。
3、可伸缩性强：GPON通过ATM和GFP两种协议承载不同类型的用户数据。其上行、下行帧长均为125us。下行采用广播方式，上行采用时分多址(TDMA)接入技术。上行帧由复用的突发传输时隙组成，每帧包括一个或多个光网络单元ONU的传输时隙，通过下行帧的上行带宽映射域指示相应ONU的上行数据发送，这使GPON能够承载日益增多的各种协议和技术，包括支持很多TDM和数据业务，以及支持存储区域网络和数据视频等新型应用。
GPON***组成与其他PON***一致，也是由OLT(Optical LineTermination，光线路终端)、ODN(Optical Distribution Network，光分配网络)和ONU/ONT(Optical Network Unit/Optical Network Termination，光网络单元/光网络终端)组成。要实现GPON网络，对GPON OLT模块的设计成为关键技术之一。
GPON***中上行传输突发数据包对光线路终端OLT模块而言，如何准确快速地接收突发数据至关重要。由于GPON协议所制定的标准较为严格，且在2008年底，主流的电信运营商提出GPON OLT模块必须要增加数字接收信号强度指示(RSSI)功能，这大大增加了GPON OLT模块的设计难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的光线路终端设备，以实现光线路终端在上行突发模式下对每个突发信号包的平均光功率进行精确检测。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种光线路终端，包括光接收组件和处理器；所述光接收组件根据接收到的光信号产生响应电流，所述响应电流经电流镜像器处理后传输至电流-电压转换电路，通过所述转换电路将电流信号转换为电压信号传输至一开关电路；所述开关电路在其控制端接收到有效的触发控制信号时导通，将所述电流-电压转换电路输出的电压信号传输至一储能电路进行采样保持，进而连接所述的处理器，通过所述处理器对接收到的光信号的平均光功率进行监控；其中，所述触发控制信号由管理所述光线路终端的***端在管理人员需要进行平均接收光功率检测时输出提供给光线路终端。
具体来说，对于所述触发控制信号高低电平时序的配置，采用以下配置方式实现：
在光线路终端接收到光信号之后、且在该光信号的最短工作包长度之内被置为有效状态，并维持所述有效状态到下次光信号输入之前结束。
进一步的，在所述电流-电压转换电路中包含有一高速运放芯片，所述高速运放芯片的同相输入端连接电流镜像器的输出端，并通过电阻连接所述高速运放芯片的输出端；所述高速运放芯片的反相输入端连接参考电压，高速运放芯片的输出端连接所述开关电路的开关通路。
为了补偿因高速运放芯片输入引脚产生的寄生电容对电路工作引起的不稳定因素，在所述高速运放芯片的同相输入端和输出端之间跨接有电容。
又进一步的，在所述开关电路中包含有一高速开关芯片，其开关通路连接在所述运放电路的输出端与储能电路之间，所述高速开关芯片的控制端接收***端发出的触发控制信号。
再进一步的，在所述储能电路中包含有一储能电容，其正极连接所述高速开关芯片的开关通路，并与所述处理器的模数转换接口相连接，或者通过模数转换器连接所述处理器的数字接口；所述储能电容的负极接地。
为了提高光线路终端对光输入信号平均光功率监控的精确度，所述电流镜像器、高速运放芯片和高速开关芯片对输入信号的处理速度应小于光输入信号的最短工作包长度。这里的最短工作包长度即指光输入信号的最短工作包的持续时间，也就是光线路终端接收到的上行突发信号的最短工作包的持续时间。对于GPON***来说，一般为300ns；对于EPON***来说，一般为1.5us。
更进一步的，为了提高光线路终端接收上行突发模式光信号的灵敏度，采用叠层方式来设计所述光线路终端中的PCB板。其中，将构建所述光线路终端的电子元件设置在PCB板的顶层或者底层上，PCB板的中间各层分别为电源层、地层和信号层；其中，布置高速信号线和其它关键信号线(通常为具有一定辐射强度的信号线)的信号层夹在两个地层之间，电源层与地层紧密耦合，以有效屏蔽辐射，抑制电磁干扰。
具体来讲，连接在所述光接收组件、电流镜像器、运放电路、开关电路、储能电路和处理器之间的信号线均为关键信号线，将其布置在夹在两个地层之间的信号层上，从而将信号辐射限制在两个地层之间；对于辐射强度弱的非关键信号线可以布置在单独的信号层上，且将该信号层与地层相邻。
所述电源层优选夹在两个地层之间，对于某些对PCB板的层数有严格限制的光线路终端来说，可以将电源层夹在地层与布置辐射强度弱的信号线的信号层之间，从而在尽量抑制电源产生的电磁辐射的同时，满足光线路终端对PCB板厚度的限制。
在本发明中，所述光线路终端可以是基于GPON***或者EPON***的光线路终端。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的光线路终端通过在光接收组件与处理器之间增设电流镜像器、电流-电压转换电路、开关电路和高速储能电路，从而可以实现对光输入信号的高灵敏度接收。通过对接收到的光信号进行采样保持，可以实现对平均接收光功率的准确计算和监测，尤其适用于对上行突发模式下每个突发信号包的平均光功率进行监控和精确测量，使目前的光线路终端具备突发监控功能。通过对这些监控量进行实时检测，可以帮助网络管理员找出光纤链路中发生故障的位置，进而简化维护工作，提高***的可靠性。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1是本发明所提出的光线路终端的PCB板的叠层结构设计方式的一种实施例的结构示意图；
图2是GPON***上行数据包的结构示意图；
图3是本发明所提出的光线路终端内部的光输入信号监控电路的一种实施例的电路原理框图；
图4是图3中电流-电压转换电路、开关电路和储能电路的一种实施例的电路原理图；
图5是图3所示光线路终端内部传输的部分信号的时序图；
图6是本发明所提出的光线路终端中发射电路的一种实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
本发明的光线路终端为了实现对上行突发模式下光信号的接收诊断功能，需要在一定时间内(即光输入信号的最短工作包长度内)支持突发模式接收光功率的监测，在设计过程中遇到的技术难点主要在于以下两个方面：
1、对上行突发模式下的光输入信号实现高灵敏度接收；
2、对上行突发模式下的每个突发信号包的平均光功率进行精确监控。
对于突发模式下光信号的高灵敏度接收：由于基于GPON***的光线路终端(即GPON OLT)要求突发接收速率达到1.25Gbps，发射速率达到2.5Gbps，这样可能会存在发射部分对接收部分的性能有较大的影响，即产生所谓的串扰。所以，在PCB布线布局上，主要从射频线路角度上进行考虑，使走线尽量短，并且关键信号选用内层走线，其上下层为屏蔽层；电源层与地层紧密耦合。
对于突发信号包平均光功率的精确检测：光线路终端OLT需要根据GPON***的最短工作包长度，即光输入信号的最短工作包的持续时间，也就是上行突发信号的最短工作包的持续时间(对于GPON***来说，一般为300ns)，来选用合适的电流镜像器、电流-电压转换电路、开关电路和储能电路来搭建快速检测电路，通过电流镜像器接收光接收组件输出的响应电流，对其进行处理后输出至转换电路进行电流信号到电压信号的转换，进而在***端需要对光输入信号的平均光功率进行监控的时候，控制开关电路导通，以使光线路终端OLT在接收两次突发信号之间实现对光输入信号的采样保持，进而将储能电路保存的电压传送至处理器，进行光输入信号的监控校准，以实现突发模式下平均接收光功率的精确测量。
下面以支持高速率的GPON***为例，对基于GPON***的光线路终端的内部组建结构及工作原理进行详细地描述。
首先，为了提高OLT对上行光信号，特别是上行突发模式下的光信号接收的灵敏度，本实施例从PCB板的设计角度出发，提出了以下各项解决方案：
1、PCB板材：在高速互联情况下，PCB的基材和叠层对产品的性能影响深远。决定PCB基材性能的参数主要有：介电常数(ε)、损耗因子(Df)、热膨胀系数CTE(Coefficient Thermal Efficient)。在本实施例中，优选采用FR-4板材或者ROGERS材料。
2、叠层设计：采用叠层方式来设计PCB板，并且需注意：将信号层和地层相邻；尽量减小信号层和临近地层之间的介质厚度；电源层与地层紧密耦合。在本实施例中，首先对光线路终端内部的各路信号线进行分类，将传输关键信号的走线和传输非关键信号的走线分开，分别布置在不同的信号层上。其中，布置关键信号线的信号层需要夹在两个地层之间，这样可以有效地将信号辐射限制在两层地之间。这里的关键信号具体指：高速信号；在光接收组件、电流镜像器、运放电路、开关电路、储能电路和处理器之间传输的电流或者电压信号；以及其他辐射较强的电信号等等。非关键信号则具体指除关键信号以外的那些辐射强度弱的电信号。将传输所述非关键信号的信号线布置在单独的信号层上，并将所述信号层与地层相邻即可。其次，对于电源层来说，优选将电源层设置在两个地层之间，以有效抑制电磁干扰EMI，改善EMC性能。对于某些空间有限、需要对其内部PCB板的厚度进行严格限制的光线路终端来说，可以将电源层设置在地层和走非关键信号的信号层之间，以尽量抑制电源产生的电磁辐射。
3、滤波：在每个芯片供电附近使用滤波电容进行滤波，对于电压敏感元件使用磁珠与电容构成π型滤波电路进行滤波，以保证每个芯片都可以在稳定的电压下工作。
4、避免跨分割区走线：为了避免串扰，需要将光信号接收处理电路和光信号发射处理电路进行分区独立布置，从而避免发射信号对接收信号造成干扰。而对于有些信号线不可避免会跨分割区时，有效的解决方法之一就是在跨越处布置旁路电容。
5、阻抗设计：对于高速信号采用双端差分100欧姆的差分信号线或者单端50欧姆的单端信号线传输。即采用差分信号进行传输时，考虑两条差分信号线的线宽以及两条信号线之间的间距，使其达到对地阻抗100±10％欧姆的要求；而采用单端信号线传输高速信号时，需要考虑信号线的宽度，使其对地阻抗达到50±10％欧姆的标准。
影响灵敏度的主要因素在于PCB的叠层和走线，对于空间有限的OLT模块可以采用如图1所示的八层板结构，即关键信号线走信号层S1，并将该信号层S1铺设在两个地层之间；非关键信号线走信号层S2，并在该层与地层之间铺设电源层；最后才考虑顶层和底层，其上设置构建所述OLT模块的电子元件，比如光接收组件、电流镜像器、运放电路、开关电路、储能电路和处理器等。各层所采用的芯材优选FR-4板材或者ROGERS材料，各层之间铺设半固化片进行隔离，如图1所示。
当然，对于那些有足够空间的OLT模块来说，可以采用更多层板结构来设计，比如十层，这时可以在图1所示的电源层与信号层S2之间增设一个地层，将电源层夹在两个地层之间，以进一步抑制电源线产生的电磁辐射。由此一来，对于信号层S2上的走线所产生的辐射干扰，也可以被屏蔽在两层地之间，从而可以进一步改善PCB的EMC性能。当然，也可以采用更多叠层来设计PCB，比如设置更多的信号层和地层，只要遵循上述的布局方式即可。
其次，为了对平均光接收功率实现准确监测，特别是对上行突发模式下的光接收信号的平均光功率实现精确监控，本实施例提出了如图3所示的监控电路结构。
要实现接收侧突发模式应用所需的平均光功率检测之所以困难，是因为PON应用中采用的是TDMA方式。由于不同的ONU到达OLT的距离不相等，而且每一个ONU的光模块发出的光信号强度不同，造成了OLT接收到的信号功率在每一个时隙都不相同，从而导致OLT容易误判。图2为ITU-T G.984.2规定的GPON数据包物理层开销(Physical-layer Overhead)，上行速率在1.244Gbps时，强制规定的总开销为96bit，由防护时间(Guard Time)32bit、前导码时间(Preamble Time)44bit和定界符时间(Delimiter Time)20bit组成。防护时间是指为避免信号包冲突，在两个连续突发信号包之间提供时间间隔；前导码是为方便提取相位以获得比特同步和接收信号幅度恢复，在突发信号包前加入前导码“101010……”；而定界符是一种用于指示突发信号包开始的特殊码型，其可用来执行字节同步。除此之外，还规定了CID(Consecutive IdenticalDigit)码最长允许72bit。
由图2可以看出：如果某个ONU距离OLT较近，OLT收到一个高强度的信号，当突然接着是某个远距离ONU发出光信号，OLT因为刚收到高强度的信号，而弱信号可能就错误的将1读成0，而不能识别。反之亦然。为此，需要实现突发接收。突发接收的关键就是要在几个比特内迅速重新建立判决门限，接收电路根据这个门限正确恢复数据。
为了实现对突发模式下平均光接收功率的准确监测，本实施例提出了如图3所示的监控电路结构，包括DC-DC转换芯片、光接收组件APD、电流镜像器、电流-电压转换电路、开关电路、储能电路和处理器等主要组成部分。
其中，DC-DC转换芯片将输入的直流电源，比如图3所示的+3.3V的直流电源转换为后级电路所需的工作电源输出，比如转换生成电流镜像器所需的工作电压输出，为电流镜像器供电。接地电容C6、C5分别连接在DC-DC转换芯片的输入端和输出端，对输入到DC-DC转换芯片的直流电源和通过DC-DC转换芯片转换输出的直流工作电源进行滤波处理，以为各模块电路提供稳定纯净的工作电源。
光接收组件APD通过其内部的光敏二极管接收通过光纤输入的光信号，进而产生与之对应的响应电流Ipd。将所述响应电流Ipd传输至电流镜像器，通过电流镜像器对输入的响应电流Ipd进行一定比例的缩放处理后输出。在本实施例中，所述电流镜像器对输入的响应电流Ipd按照5∶1的缩小比例进行处理后，通过其输出端输出Io1电流，传输至电流-电压转换电路。所述电流-电压转换电路将接收到的Io1电流转换生成一定幅值的电压信号Vo1传输至后续的开关电路。所述开关电路的开关通路连接在电流-电压转换电路的输出端与储能电路之间，控制端接收来自***端的触发控制信号，并在接收到有效的触发控制信号时控制其开关通路导通，将电压信号Vo1传输至储能电路进行采样保持。所述储能电路同时与处理器的模数转换接口ADC相连接，或者通过独立的模数转换器连接处理器的数据接口，利用所述处理器实现对平均接收光功率的监控和计算。
为了使OLT模块只有在接收到光信号时，才产生接收数字监控量，需要外部控制所述OLT模块的***端提供一个控制信号，即所述的触发控制信号，来控制开关电路的通断时序。图5列举了光输入信号、触发控制信号等关键信号的时序。所述触发控制信号在光信号输入之后，且光信号的最短工作包长度(比如300ns)之内加入，即输入给OLT模块有效的触发控制信号，进而控制开关电路导通，将通过电流-电压转换电路输出的电压信号Vo1传输至储能电路进行采样保持，以实现OLT模块对光信号，特别是突发信号的快速接收功能。为了使储能电路对输入的每个光信号数据包所对应的电压信号Vo1实现准确采样，所述触发控制信号的时序被设置为：在OLT模块接收到光输入信号之后、且在该光输入信号的最短工作包长度之内被置为有效状态(比如跳变至高电平状态)，并维持所述有效状态到下次光信号输入之前结束，即在两次光输入信号之间恢复到无效状态，比如恢复到低电平状态。这样一来，所述开关电路在触发控制信号被置为有效状态的时间内(通常应大于1.5us)，控制其开关通路一直处于导通状态，实现储能电路对电压信号Vo1的准确采样。当储能电路上保存的电荷达到稳态值后，储能电路完成采样过程，并在两次突发信号之间将储存的电压信号Vo输出至处理器，以实现处理器对突发模式下平均接收光功率的监控及准确计算。之后，其它功能模块可以通过I2C总线来读取处理器计算并保存的光功率数据，以完成相应的功能。比如光线路终端中的监控主芯片可以通过I2C总线来访问所述的处理器，并根据读取到的光功率数据来完成数字接收信号强度指示(RSSI)等功能。
当下次突发信号到来后，开关电路在触发控制信号(其时序按照上述描述定义)的控制作用下再次导通，若此时的电压信号Vo1大于当前储能电路储存的电荷量Vo，则储能电路在原有电荷的基础上继续充电蓄能，达到此次光输入信号所对应的电压信号幅值Vo1，并在充电结束达到稳定幅值后，传输至处理器进行监控和平均光功率的计算。若此次光输入信号所对应的电压信号的幅值Vo1低于当前储能电路储存的电荷量Vo，则储能电路将储存的电荷泻放，直到其储存的电荷量Vo达到当前光输入信号所对应的电压信号幅值Vo1上，然后在充电结束达到稳定幅值后，传输至处理器进行监控和平均光功率的计算。采用这种设计方式不仅可以实现光输入信号平均功率的准确计算，而且可以提高储能电路的采样速度，使其在尽可能短的时间内稳定到当前光输入信号所对应的电压信号Vo1的幅值上，为后续处理器留出更加充裕的时间来进行光输入信号的监控以及光功率的计算工作等任务。
在本实施例中，所述电流-电压转换电路可以采用一颗高速运放芯片OP配合简单的***电路组建实现，开关电路可以采用一颗高速开关芯片K实现，储能电路可以采用一颗储能电容C10实现，如图4所示。其中，所述高速运放芯片OP的同相输入端(即引脚4)连接电流镜像器的输出端，接收电流镜像器输出的电流信号Io1；反相输入端(即引脚3)连接参考电压VREF，比如+2.5V；输出端(即引脚1)连接高速开关芯片K的开关通路，并通过相互并联的电阻R1和电容C8连接高速运放芯片OP的同相输入端。在此转换过程中，通过所述高速运放芯片OP输出的电压信号Vo1的幅值为Vo1＝VREF-Io1×R1。适当地提高参考电压VREF的幅值和跨接电阻R1的阻值，可以达到提高检测精度的设计目的。
跨接电容C8的作用在于补偿因高速运放芯片OP输入引脚产生的寄生电容对电路工作引起的不稳定因素，例如相位滞后等。
当然，也可以将连接在高速运放芯片OP的同相输入端和反相输入端上的***电路对调，此时，只需在高速运放芯片OP的输出端上增设一反相电路即可获得上述相同幅值的电压信号Vo1。所述反相电路可以采用目前已有的可以实现相位反相变换的电路结构实现，比如采用比较器设计的反相电路。
除此之外，所述电流-电压转换电路也可以采用除运放芯片以外的其它电路结构形式组建实现，只要能够满足电流-电压的快速转换即可，本实施例并不仅限于以上举例。
所述高速开关芯片K的开关通路一端连接高速运放芯片OP的输出端，另一端连接储能电容C10的正极，所述储能电容C10的负极接地，通过储能电容C10连接后续的处理器。所述高速开关芯片K的控制端接收***端提供的触发控制信号Ctrl_Tri，并在所述触发控制信号Ctrl_Tri处于有效状态时，比如高电平状态时，控制其开关通路导通，进而将高速运放芯片OP输出的电压信号Vo1输出至储能电容C10进行采样保持。当保存在储能电容C10上的电荷量Vo大于当前高速运放芯片OP转换输出的电压信号Vo1时，储能电容C10将其上存储的多余电荷通过高速开关芯片K的开关通路、高速运放芯片OP向电流镜像器泻放，利用电流镜像器输出端上连接的下拉电阻将电荷泻放到地。在本实施例中，所述高速开关芯片K从关断到导通的切换时间应该尽量短，最好选择能够在10ns以内切换至导通状态的电子开关实现。
所述储能电容C10将采样保持的电压信号Vo输出至处理器的ADC端口，利用处理器内部的模数转换器实现模拟电压信号到数字信号的转换，进而执行平均接收光功率的计算，以完成数字监控的任务。
当然，对于不具备ADC端口的处理器或者ADC端口资源紧张的处理器来说，可以将储能电容C10采样保持的电压信号Vo首先传输至一独立的模数转换器进行模拟量到数字量的变换，然后将变换后的数字量传输至处理器的数字接口，以完成处理器对光输入信号的监控。
在本实施例中，所述处理器可以采用单片机实现。
为了提高OLT模块对光输入信号平均光功率监控的精确度，所述电流镜像器、高速运放芯片和高速开关芯片对输入信号的处理速度应小于光输入信号的最短工作包长度，即突发信号的最短工作包的持续时间。
图3中，所述光接收组件APD的差分数据输出端DOUT、OUT分别通过一路隔直电容C1、C2连接限幅放大器LA，以对接收到的差分信号的幅值进行放大处理后，输出至后续电路。
在本实施例中，对于OLT模块发射侧光功率的检测，可以选用常规的带自动功率控制APC的激光驱动电路，外加温度补偿电路来组建光信号发射电路，进而利用背光二极管产生的光电流的平均值来检测平均发射光功率。
要实现下行连续发射模式并符合SFF-8472标准，其关键在于如何驱动并控制激光器LD快速准确地发送需要发射的数据信号，并满足SFF-8472协议要求。在本实施例中，所述OLT模块的发射电路可以采用如图6所示的组建结构实现，包括激光器LD、激光驱动器LD Driver、稳定光功率的自动功率控制回路APCLOOP和内置有稳定消光比的温度补偿电路TC、并符合SFF-8472标准的监控主芯片MCU。
其中，激光驱动器LD Driver的两个差分信号输入端通过匹配电路PECLINPUT连接数据接收端DATA，接收局端发出的发送或者接收控制指令。当局端需要发送数据时，激光驱动器LD Driver产生偏置电流Ibias，作用于激光器LD中的发光二极管，驱动发光二极管发光。与此同时，局端发出的数据信号DATA通过匹配电路输入到激光驱动器LD Driver，进而生成电流Imod调制到偏置电流Ibias上，通过控制激光器LD中发光二极管的导通程度来改变其发光强弱，以将数据信号转变成光信号通过光纤传输出去。
在激光器LD中，光敏二极管根据发光二极管发出的光线强弱产生相应大小的背光电流Imd，通过滤波电路对背光电流Imd进行滤波整形后，通过自动功率控制回路APC LOOP反馈给激光驱动器LD Driver，以便控制激光器LD的发光功率。与偏置电流Ibias相当的电流信号Bias-MON经下拉电阻R1、R2转换为电压信号传输至监控主芯片MCU的ADC端口，进行模数转换后，以实现对偏置电流Ibias的监控校准。
为了保持稳定的平均光功率，需要利用自动功率控制回路APC LOOP。所述自动功率控制回路APC LOOP利用激光器LD封装的背光二极管产生的背光电流Imd，调节激光驱动器产生的偏置电流Ibias，使得检测到的偏置电流Ibias与其内部预先设值得参考电流相当，即成一定的比例关系，以提供恒定的光输出功率。
单一的自动功率控制回路APC LOOP只能在常温下稳定消光比，高低温下的消光比稳定需要通过稳定补偿电路TC控制，通过调节电流Imod达到工业级全温区(I级-40～85摄氏度)范围内消光比恒定。MCU通过接收到的电流信号Bias_MON监控偏置电流并校准，通过接收与背光电流Imd相当的电流信号MD_MON监控发送平均光功率并校准。
另外，要符合SFF-8472标准，需要提供I2C总线访问的256字节的EEPROM，在本实施例中，采用内置有EEPROM且支持512字节传输的监控主芯片MCU实现，其主I2C总线(Master I2C)用于访问接收侧的处理器和在线控制从I2C总线(Slave I2C)。
除此之外，为了使本实施例的光线路终端具有更多的监控功能，本实施例优选采用具有温度检测、供电电压检测功能的处理器来组建光线路终端，从而实现了对模块的温度、供电电压以及突发模式下接收光功率的实时监控。与以往不带监控功能的OLT模块相比，这些监控量的检测可以帮助网络管理员找出光纤链路中发生故障的位置，进而简化维护工作。
本发明的光线路终端组建形式可以应用于基于EPON、GPON等***的光线路终端中。
应当指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种光线路终端，包括光接收组件和处理器；其特征在于：所述光接收组件根据接收到的光信号产生响应电流，所述响应电流经电流镜像器处理后传输至电流-电压转换电路，通过所述转换电路将电流信号转换为电压信号传输至一开关电路；所述开关电路在其控制端接收到有效的触发控制信号时导通，将所述电流-电压转换电路输出的电压信号传输至一储能电路进行采样保持，进而连接所述的处理器，通过所述处理器对接收到的光信号的平均光功率进行监控；其中，所述触发控制信号由管理所述光线路终端的***端输出提供。
2、根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：所述触发控制信号在光线路终端接收到光信号之后、且在该光信号的最短工作包长度之内被置为有效状态，并维持所述有效状态到下次光信号输入之前结束。
3、根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：在所述电流-电压转换电路中包含有一高速运放芯片，所述高速运放芯片的同相输入端连接电流镜像器的输出端，并通过电阻连接所述高速运放芯片的输出端；所述高速运放芯片的反相输入端连接参考电压，高速运放芯片的输出端连接所述开关电路的开关通路。
4、根据权利要求3所述的光线路终端，其特征在于：在所述高速运放芯片的同相输入端和输出端之间连接有电容。
5、根据权利要求1所述的光线路终端，其特征在于：在所述开关电路中包含有一高速开关芯片，其开关通路连接在所述运放电路的输出端与储能电路之间，所述高速开关芯片的控制端接收***端发出的触发控制信号。
6、根据权利要求5所述的光线路终端，其特征在于：在所述储能电路中包含有一储能电容，其正极连接所述高速开关芯片的开关通路，并与所述处理器的模数转换接口相连接，或者通过模数转换器连接所述处理器的数字接口；所述储能电容的负极接地。
7、根据权利要求3至6中任一项所述的光线路终端，其特征在于：所述电流镜像器、高速运放芯片和高速开关芯片对输入信号的处理速度小于光输入信号的最短工作包长度。
8、根据权利要求1至6中任一项所述的光线路终端，其特征在于：所述光线路终端中的PCB板采用叠层设计方式，构建所述光线路终端的电子元件设置在PCB板的顶层或者底层，PCB板的中间各层分别为电源层、地层和信号层；其中，布置高速信号线的信号层夹在两个地层之间，电源层与地层紧密耦合。
9、根据权利要求8所述的光线路终端，其特征在于：连接在所述光接收组件、电流镜像器、运放电路、开关电路、储能电路和处理器之间的信号线以及其他辐射强度高的信号线布置在夹在两个地层之间的信号层上；辐射强度弱的信号线布置在单独的信号层上，且该信号层与地层相邻。
10、根据权利要求8所述的光线路终端，其特征在于：所述电源层夹在两个地层之间或者夹在地层与布置辐射强度弱的信号线的信号层之间。
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