CN102891717B - 适用于光模块的加强型的状态监控,存储和报告 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光模块及其方法。此光模块和方法有益于提供光模块运行趋势的更准确信息，预测将发生的光模块故障并在故障前提供光模块的详细信息。所述光模块一般包括（1）至少一个（i）接收器，用于接收光信息和（ii）一个发射器，用于发送光信息，（2）电路，用于为接收器和/或发射器的一个或多个运行参数进行数据采样，（3）逻辑单元，用于在采样数据上执行一个或多个统计运算来生成统计信息，和（iv）一个或多个存储器，用于存储采样数据和统计信息。

Description

适用于光模块的加强型的状态监控,存储和报告

技术领域

 本发明涉及光数据通讯及网络技术领域。更具体地说，本发明的实施例适用于利用存储数据和/或统计分析来监控光学器件运行参数的方法，算法，架构，电路，软件和/或***。

背景技术

 光模块通过在光链路中以光形式发送和接收数据，比如光纤链路。光发射器包括驱动激光或二极管（例如发光二极管(LED)）的激光驱动电路，用于在光线链路上根据接收的光信号生成光脉冲。光接收器包括一个接收光信号的光敏二极管。所述光信号随后转换为电信号。这样，光模块转换（i）光信号到模拟和/或数字电信号，（ii）电信号到光信号。

为了判定光模块是否运转正常就必须监控各种运行参数。随后生成标记来显示运行参数的状态。在传统方法中，标记显示被监控的实时（例如，当前的）参数值是否大于或小于预设阈值。比如，标记会显示当前温度值稍大于预设温度值（例如，高温警告阈值）。在某些实施例中，标记会显示当前温度值显著大于预设温度值（例如，高温报警阈值）。因此，传统光模块监控参数以生成标记，显示当前参数值在何时高或低于预设运行值。

 传统光模块可显示或提供一个或多个标记，显示与预设阈值相关的受监控参数的当前值。但是，传统光模块不会随时提供与被监控参数相关的信息。即，生成的标记提供关于实时或当前参数值的信息，且用户不能够随时掌握模块运行或性能的情况（例如，可能具有周期依赖性的参数），发现潜在的问题。

 本“背景技术”部分仅用于提供背景信息。“背景技术”中的陈述并不意味着本“背景技术”部分公开的内容构成了本发明公开的现有技术，并且本“背景技术”的任何部分，包括本“背景技术”本身，都不能构成本发明公开的现有技术。

发明内容

本发明的实施例适用于在光器件中存储和/或评估数据和统计信息，并生成与此类统计信息相关的报警和警告的方法，算法，架构，电路，软件和/或***。

本发明一方面是针对光模块，其包括：（1）至少一个（i）接收器，用于接收光信息和（ii）一个发射器，用于发送光信息，（2）电路，用于为接收器和/或发射器的一个或多个运行参数进行数据采样，（3）逻辑单元，用于在采样数据上执行一个或多个统计运算来生成统计信息，和（4）一个或多个存储器，用于存储采样数据和统计信息。运行参数包括温度，电压，电流，光功率，输出功率，调幅，频率，放大增益，频道间隔和波长中至少一个。

此外，统计信息还可能包括最大值，最小值，平均值，和/或一段或多段预设时间内一个或多个运行参数中至少一个的标准差值。

本发明另一方面还涉及一种用于在电子器件中监控一个或多个参数的方法。本方法一般包括：（1）随时监控一个或多个电子器件运行参数来确定多个参数值，（2）在一个或多个存储器中存储所述多个参数值，（3）根据所述多个参数值计算统计信息，（4）将统计信息与存储于存储器中的一个或多个对应阈值比较，（5）在统计信息超过一个或多个所述相关阈值时生成一个状态指示或标记。在其他的实施例中，所述方法还包括：用一个对应的最近或当前参数值覆盖至少一个先前存储的参数值，和/或用最近或当前的统计信息覆盖先前存储的统计信息。在另一些实施例中，所述方法还包括：以慢于存储所述当前参数值的速率更新一个或多个先前存储的参数值，和/或以慢于存储所述最近或当前统计信息的速率更新先前存储的统计信息。

本发明的实施例优选地提供了一种实时，在预设时间间隔内或在光模块的整个运行期内监控光模块的方法。存储被监控的运行参数的当前值和运行参数平均值（预设时间间隔内），并将它们与预设阈值比较以判定光模块的部件和/或电路是否在可接受的范围内运行。即，本发明可提供更准确的光模块运行趋势信息，预报潜在的模块故障，且可通过在故障发生前提供光模块的详细信息来实现黑匣子功能，来增强故障分析能力。

本发明的所有优点都会通过下文中对各个实施例的详细描述得到体现。

附图说明

图1为与本发明实施例相关的典型光模块***的原理框图。

图2为与本发明实施例相关的典型光模块硬件的原理框图。

图3为与本发明实施例相关的典型统计生成和状态指示控制结构的原理框图。

图4为与本发明实施例相关的典型光和/或光电模块的原理框图。

图5为与本发明实施例相关的典型生成统计信息和状态指示方法的流程图。

具体实施例

详细说明

本发明的各种实施例都会有详细的参照。参照的例证会在附图中得到阐释。本发明会用随后的实施例说明，但本发明不仅限于这些实施例的说明。相反的，本发明还意欲涵盖，可能包括在由附加权利要求规定的本发明的主旨和范围内的替换方案，修订条款和等同个例。而且，在下文对本发明的详细说明中，指定了很多特殊细节，以便对本发明的透彻理解。但是，对于一个所属技术领域的专业人员来说，本发明没有这些特殊细节也可以实现的事实是显而易见的。在其他实例中，都没有详尽说明公认的方法，程序，部件和电路，以避免本公开的各方面变得含糊不清。

随后的一部分详细说明需要用到过程，程序，逻辑块，功能块，处理，和其他代码上的操作符号来表示，数据位，或计算机，处理器，控制器和/或存储器中的数据流方面的术语。数据处理技术领域的专业人员通常用这些说明和表述来把他们工作的实质有效地传达给所属技术领域的其他专业人员。此处的，过程，程序，逻辑块，功能，方法等等通常都被看作导向期望的和/或预期的结果的步骤或指令中的继发事件。步骤通常包括物理数量的物理操作。虽然未必，但这些数量通常以在计算机或数据处理***中的电子，磁力，光，或存储的，转移的，组合的，对照的量子信号及其他***控的形式表现。对普通用途而言，事实证明，参考这些信号，如位，流，值，要素，符号，特征，项，数字或类似的事物，和它们在计算机程序或软件中的表现形式，如代码(可以是目标代码，源代码或二进制代码)给这类说明和表述带来了便利。

不管怎样，我们都应该考虑到所有这些及类似的术语都与适当的物理量和/或信号有关，并且它们仅仅是适用于这些量和/或信号的符号而已。除非有特别说明和/或否则就如下所述一样显而易见，用贯穿本申请的论述术语诸如“处理”，“操作”，“处理”，“计算”，“判定”，“操纵”，“转化”或者诸如此类的涉及电脑或数据处理***的动作或步骤，或类似装置（如，电气，光学或量子计算，处理装置或电路）来处理或转换数据表示物理量（如，电子）都是允许的。这类术语涉及，在电路，***或构造（比如，寄存器，存储器，其他这样的信息存储，传输或显示装置等等）的部件范围内，把物理量处理或转换成在相同或者不同***或构造的其他部件范围中类似的物理量。

此外，在本申请的背景下，术语“电线”，“接线”，“线”，“信号”，“导体”和“总线”涉及任何已知的结构，构造，排列，技术，方法和/或步骤，用于在电路中物理上地从一个点转移信号到另一个点。并且，除非已经注明，否则，从就只能从此处的大前提下使用，术语“已知的”，“赋予的”，“某种”和“预先约定的”来提及值，数量，参数，约束，条件，状态，过程，程序，方法，实践或他们的组合，理论上是可变的，但是这种可变往往是提前设定，并且在那之后，一使用便不可改变的。同样地，为了方便起见，虽然术语“时间”，“比率”，“周期”和“频率”通常是可交换的并且可以交替使用，但是赋予他们的含义通常是在此类技术上公认的。并且，为了简便，术语“数据”，“数据流”，“比特”，“位串”和“信息”可能会交替使用，如术语“链接到”，“联结到”和“和”（指间接或者直接的连接，联结或相通），但是赋予他们的含义通常是在此类技术上公认的。

 本发明就其不同方面将在下文中将结合典型实施例详细说明。

典型光模块

涉及本发明实施例的光模块包括：（1）至少一个（i）接收器，用于接收光信息和（ii）一个发射器，用于发送光信息，（2）电路，用于为接收器和/或发射器的一个或多个运行参数进行数据采样，（3）逻辑，用于在采样数据上执行一个或多个统计运算来生成统计信息，和（4）一个或多个存储器，用于存储采样数据和统计信息。

图1阐述了与本发明实施例相关的典型***100和光模块104. 可将光模块104（例如，光纤模块）耦合到主机102或其他外部器件。主机102可以是主处理器，电路板，独立的光网络器件（例如，中继器，光学开关，机顶盒等）或任何其他包含配套控制器或处理器的部件或器件。

主机102可通过通信接口122与光模块104连接。通信接口122可以是串行接口并用于在主机102和光纤模块104间提供双向通信（例如，通过接口控制器114实现）。或者，通信接口122可以是运送多位信号的并行接口。

光模块104可包括微控制器（MCU）120，时钟电路130，电池135，光接收器140，光发射器150和数据存储器160.例如，光接收器140可以是光电二极管或任何其他器件，用于接收光信号145并将接收到的光信号转化为电信号。

光发送器150可包含发光二极管（LED），激光二极管，或任何其他用于在光信号媒介155（例如，光纤链路）上生成光脉冲（例如，光信号）的配套器件。光信号155和145可在独立的光链路上发射，或也可以是常规光纤链路或其他配套光连接的一部分（例如，光波导，多模光纤[MMF],单模光纤[SMF]等）。此外，单纤双向光复用器，单纤三向光复用器，或其他多光模块设置都可由两个或以上的光发送器150和/或光接收器140构成（例如，两个或以上带有单个光电接收器的光电发送器）。

模拟电信号124在模数转换器（ADC）106和光发送器150间，和光接收器140和ADC106间发送。模拟电信号124可以电的形式容纳光信号信息，ADC106可在随后将这些电信号从模拟转到数字模式，便于MCU120中的数字处理。MCU120还可包含接口控制器114，逻辑单元15（例如，中央处理器[CPU]或微处理器）110，计数器170，和存储器（例如，指令存储器108和/或地址和指针存储器112）。通常MCU120通过主机通信接口122接收与发送与主机102的通信。在另外的实施例中，ADC106，指令存储器108，和/或地址和指针存储器112都是独立单元，用于通过独立个体接口与MCU120电子通信。

在某些实施例中，存储器108包括非易失性存储器（例如，指令存储器108）和易失性存储器（例如，地址和指针存储器112[见图2]）.一般来说，阈值都存储在易失性存储器中。在一些应用中，考虑到性能因素，指令可存储在所述易失性存储器中（例如，RAM）或其他高速存储器。此外，出于效率原因，各种数据（例如，配置数据和/或初始阈值）都可以存储在ROM或其他非易失性存储器，诸如当所述存储数据不变或相对很少变化时。非易失性存储器包括电可擦可编程只读存储器（EEPROM），闪速EEPROM，磁阻随机存储器（MRAM），激光可编程存储器（例如，熔基），或其他任何配套的ROM或非易失性存储。例如，易失性存储器包括静态随机存储器（SRAM），动态RAM（DRAM），或任何其他配套的RAM或易失性存储元件，用于在通电时维持存储状态及在没有施加特殊电压或使用特殊程序的情况下也能够被擦写（例如，传统的非易失性存储器擦和/或写程序）。

当所述光模块通电或持续通电（例如，没有外部电源）和从外部电源接收电力时，时钟电路130就可向光模块104提供时钟信号。在这样一个实施例中，时钟电路130电连于电池135，在未接收到外部电源时提供电力（例如，当所述光模块因故障或动力故障暂时断电时）。一般来说，时钟电路130的频率是10 kHz 到300 MHz左右（例如，32.7 kHz, 3.57 MHz, 4.43 MHz, 10 MHz, 14.3 MHz，或任何能够实现计数器170的运行正常和稳定）。计数器170可接收所述时钟信号，并计算信号循环的次数，按照出预定周期（例如，1秒，10秒，1分钟等）消耗时间。此外，通过使用电池135，外部电源可以取消，且生产日期可记录（例如，存储在数据存储器160中），光模块104的工作时间也可持续更新（例如，将时钟电路130与数据存储器160搭配使用）。

如下所述的，并如图2和3所示，数据存储器160保存参数数据，统计消息，阈值，错误效验码（选择性地），百分比变化，百分比差异，运行状态和固定阀值。对于百分比变化和百分比差异在判定运行状态中的作用的详细描述可在美国专利申请No. 13/371,313, 申请日2012年2月20日 (代理律师参考号. SP-118-L)中找到，其中相关部分在此一并作为参考。所述统计信息可通过通信接口122提供给主机102。

用于光模块的典型微控制器

图2举例说明了与本发明实施例相关的典型光模块（例如，图1所示光模块104）微处理器120。ADC106可通过光信息信号124与光发送器和光接收器（例如，图1所示光接收器140和光发送器150）连通。在一些实施例中，ADC106用于监控第一运行参数（例如，与光发送器150和/或光接收器140运行相关的参数数据），而第二ADC（未显示）用于监控异于第一运行参数的第二运行参数。在另一些实施例中，所述典型微控制器120可包含N个ADC用于监控N个运行参数，其中N是任何大于O的正整数（例如，2，3，5，10等）。所述不同的ADC可在相同或不同的速率上运行。CPU110可利用控制信号216与ADC106通过转换器206相互作用。寄存器202可通过从转换器206捕获输出数据容纳用于ADC106的输出。有时，一个多路输出选择器（未显示）或一组寄存器可替代寄存器202，以便使转换器206能以较高速率输出数据。比如，数据能以顺序或循环模式从转换器206输出到一组寄存器中。以多路输出选择器为例，转换器206的数据输出可通过各种多路输出选择器输出发送到CPU110或发送到任意寄模块光模块中的其他地方。

比如，寄存器202可包含与光发送器116和/或光接收器118(见，例如，图1)的运行有关的参数数据。如上所述，寄存器202，在图2中为单寄存器，也可是一组寄存器，或其他用于从ADC106捕捉大量数据的大存储器部分。比如，各种参数数据都可以串行或并行方式获取。因此，尽管转换器206的输出通常是多位的（例如，n位，其中n为大于2的整数，比如4，6，8，10，12，16，32等），但是所述寄存器202的数据输出可以是串行或并行的。为了CPU110能检索此参数数据，CPU110必须激活数据存取控制信号224.作为对控制信号224的回应，来自寄存器202的数据可通过ADC输出信号/总线218输出。

光发射器116和/或光接收器118的参数数据（例如，与运行相关的）可提供给ADC输出寄存器202和/或由CPU110（通过ADC输出信号/总线218）在预设频率和/或按需存取。比如，转换器206可在ADC106和/或CPU110正常运行期间周期性地更新寄存器202。当数据存取控制信号224处于激活状态时，CPU110可以某一频率通过ADC输出信号218从寄存器202接收周期性更新数据。同时，参数数据也以相同频率发送到ADC输出寄存器202（例如，来自光发送器116和/或光接收器118）。比如，此参数更新速率可在1ms到100ms变化（比如，50ms左右）,或基于ADC106和CPU110的运行频率和寄存器202的设计（例如，是否为组寄存器的一部分，是否包含多路输出选择器等）以此范围内或之外的任意其他更新速率变化。某些实施例也可支持多种参数数据更新速率（例如，不同速率用于不同的参数），包括用于参数周期性更新的一个或多个所述参数的可变更新速率。例如，时钟电路130可向CPU110提供时钟信号，这样CPU110以预定间隔更新参数数据。在另一方面，计数器170保持与时钟信号计算相关的计算，这样就可确定与预定间隔相关的时间长度（例如，一秒，一分钟，一小时，一天，一周，一月等）。

在一些应用中，此参数数据更新速率可由制造商或用户制定。比如，制造商可制定数据更新速率适应于正在接收监控的各个参数。比如，虽然偏压电流和激光温度的更新可以较频繁（例如，每1-10微秒更新一次），但是电压或时间得更新则不那么频繁（例如，每1分钟，1小时或1天更新一次）。或者，各种被支持的更新速率可通过图形界面（GUI）供用户选择。同样，当可以选择或者确定一个指定参数数据更新速率时，也可根据需求更新参数数据，比如回应主机102请求的回应。在某些情况下，可在做出选择（例如，用户控制选项）后，根据需求周期性判定指定的参数数据或仅更新指定的参数数据。在其他情况下，按需更新参数数据本质上可作为对其他周期性参数数据更新模式的替代或补充。因此，参数数据可通过寄存器202和ADC输出信号218周期性和/或按需更新，而且这些参数数据更新模式还取决于特定应用，某些参数和制造商和/或用户设置。

可通过接口信号226从指令存储器108检索（例如，取得和/或反复取得）指令。CPU110也可通过总线210连接地址和指针存储器112。地址和指针存储器112可以是比所述数据存储器160更小和更快的存储器（例如，具有更小容量/密度且配置在高频率运行）。在一个实施例中，地址和指针存储器112包括高速缓冲存储器。所述高速存储器也可依照需求存储其他信息。比如，地址和指针存储器112可存储某些参数数据和关联的阈值。所述某些参数数据和关联的阈值最有可能被CPU110请求用于运行状态判定。

在此类特定配置中，地址和指针存储器112可向接口控制器114提供输出信号222。从ADC输出218接收的参数数据可通过总线210送到数据存储器160存储。此外，地址和指针存储器112可向数据存储器160提供地址/指针信号222.所述数据存储器随后通过总线224向接口控制器114提供被请求的数据（即，在由地址/指针信号222确定的地址或位置）。数据存储器160可包含复数个寄存器或可分配用于参数数据，统计信息，目标值，阈值，错误效验码，比较结果等存储的其他易失性存储器。而且，数据存储器160可划分为任意数量的分区或作其他的安排（例如，不同页面的存储器或甚至是不同存储器的集成电路[ICs]）。

在一个实施例中，用户可将预定数量的参数和/或阈值存储于地址和指针存储器112中，这样就可将相关的状态指示（比如，运行警报或警告）或相关的统计信息在比未利用地址和指针存储器112的方法更短的时间内提供给主机102。虽然“警告”状态指示可表明***可用，但是其中所述***不能确保或保证的连续的可用性。“警报”状态指示代表***可能即将关闭。因此，所述状态指示可表明***在某种程度上由于所述相关参数数据在预定方向上超过指定阈值而面临故障运行或关机的风险。比如，所述状态指示可由指示符表示，比如“正常”，“超限”，“低于极限”，“警告”，“警报”，和警告和警报指示的高低变化（比如，“高位警告”，“高位警报”等）。参数数据和相关阈值和统计信息可根据覆盖经过时间（比如，新近写入或存入数据存储器160的参数数据，阈值，和/或统计信息）或请求经过时间（比如，主机102新近请求的参数数据，阈值，和/或统计信息）存入地址和指针存储器112。用此方法，地址和指针存储器112可有效地用于减少运行状态指示和/或统计信息读取时间来服务主机102的请求。

总线210和222中的每个都可以是独立的串行总线或多位总线，且总线210可支持单向或双向传讯。数据存储器160接收来自计数器170的计时信号。所述计时信号包含实时时钟信息（比如，秒，分钟，小时等）。CPU110也接收来自时钟电路130的时钟信号。时钟电路130可由电池135供电（比如，当未提供外接电源时）。CPU110也可通过总线210发送控制信号控制对参数数据，阈值或来自数据存储器160的错误效验码（ECC）的存取，以便从中计算和/或确定运行状态指示和统计信息。此类对来自数据存储器160的参数数据和阈值的存取可周期性执行和/或根据需求请求执行，比如来自主机102的请求（比如，获取运行状态和/或修改或设定一个或多个阈值）。例如，数据存储器160可由CPU110使用且以与ADC输出信号218更新基本相同的速率或以更高或更低的速率提供参数数据和阈值。

对状态指示或状态信息（例如，正常运行状态或警报或警告）和/或统计信息的请求可通过主机通信接口122由接口控制器114接收。所述运行状态和/或统计信息请求（比如，来自主机102的）可包含用于所述阈值和/或统计信息寄存器的标识符。寄存器208可存储输入阈值和/或统计信息寄存器标识符和相关的输出阈值和/或标识符。或者，独立寄存器可用于存储输入标识符信息和输出阈值和/或统计信息。控制器214可利用指令信号220发送请求到CPU110.CPU110可随后将标识符从状态指示和/或统计信息请求关联或映射到数据存储器160内的一个或多个特定存储器位置，其中对应的参数数据，相关的阈值和/或统计信息便位于所述位置上。比如，CPU110可保存表格（比如，地址和指针存储器112），用于将阈值和/或统计信息寄存标识符从状态指示和/或统计信息请求映射到数据存储器160中适当的存储位置上（比如，图3所示阈值寄存器312和统计寄存器116），这样CPU110便可检索用于请求状态指示计算的相应的参数数据，阈值，和/或统计信息（详见，例，美国专利申请No. 13/070,358，申请日2011年3月23日 [代理律师案卷号 No. SP-024-U], 美国专利申请No. 13/075,092, 申请日2011年3月29日 [代理律师案卷号 No. SP-035-U], 美国专利申请 No. 13/348,599, 申请日2011年1月11日 [代理律师案卷号No. SP-119-L]，和美国专利申请 No. 13/371,313，申请日2012年2月10日 [代理律师案卷号No. SP-118-L],其中相关部分都通过引用出现在此)。此表格可包含一组指针寄存器（例如，在地址和指针存储器112中），当通过命令信号220接收到状态指示和/或统计信息请求时，所述指针存储器可供使用。

一旦CPU110通过指令信号/总线220接收到运行状态和/或统计信息请求，CPU110就可通过信号210发送存储器读取请求到数据存储器160.一旦将主机通信接口122上接收到的请求，指令或他们的衍生（比如，运行状态和/或统计信息标识符）通过指令信号220发送到CPU110,CPU110就可通过总线210向数据存储器160和地址和指针存储器112发送读取指令。作为此过程的组成部分，CPU110可将作为运行状态和/或统计信息请求的组成部分而从主机102接收到的信息有效地转化为存储待存取的参数数据，相关阈值和/或统计信息的真实存储器位置，以便计算被请求的状态指示和/或统计信息。运行状态和/或统计信息可随后通过存储器输出信号224或（来自地址与指针存储器112的）存储器输出信号222从数据存储器160发送。

或者，运行状态指示和/或统计信息可由CPU110发送到接口控制器114。无论如何，接口控制寄存器208都会接收运行状态指示和/或统计信息。所述运行状态指示和/或统计信息随后可通过主机通信接口122提供给主机102。如上所述，接口控制寄存器208也可用于存储输入状态标识和/或统计信息。在这种情况下，寄存器208可能足够宽（例如，32位宽，64位宽, 128位等宽）来容纳这样的输入请求信息和输出状态和/或统计信息。或者，独立寄存器（例如，寄存器208和209，各自位宽为16位，32位，64位等）可用于存储输入信息请求和输出状态指示和/或统计信息数据。此外，于此所述的不同寄存器和存储位置也可用同样的存储器模块或其他类似的存储结构合并到一起。

可接受的阈值寄存器大小（例如，8位宽，16位宽，32位宽等），取决于CPU架构，运行***和其他设计因素（例如，参数数据的解析度的位数）等，为各个被使用的特定实施例而确定。在某些实施例中，可接受的统计信息寄存器形式（例如，位映像，无符号/有符号的整数，IEEE浮点等）也都可得到支持。而且，任何数据存储器160的适宜容量（例如，至少2kB,几kB,16kB或更高）都可由特定实施例支持。同样，任何存储器的适宜存储器技术或类型（例如，闪存，串行EEPROM，SRAM, DRAM等）都可得到特定实施例的支持。此外，如上所述，地址和指针存储器112可以是相对于数据存储器160来说，更小和更快的存储器。

不同的寄存器和/或分配的存储器部分都可在地址和指针存储器112中找到或复制，以支持对可能存储于此的参数数据，统计信息，阈值，和/或状态指示行进更快的存取。

图3举例说明了与本公开实施例相关的典型统计生成和状态指示控制结构300。所述控制结构300可用于根据受监控的参数值计算和存储统计信息，且还可基于受监控的参数值和统计信息生成状态指示（例如，警报和警告）。在一些实施例中，控制结构300可计算统计信息用作时间（例如，使用时钟电路和计数器）。

控制结构300可提供更为准确的光模块动态信息，预测即将发生的光模块故障，且可用作黑匣子，通过提供光模块在故障前的详细信息来加强故障分析。

如同所示，统计生成和状态指示控制结构300可包含时钟电路130，电池135（可选），CPU110，ADC106（未显示）内的ADC寄存器202，接口控制器114和数据存储器160。如上所述，ADC输出寄存器202可以由一组寄存器替代单个寄存器来实现，而运行参数寄存器308可形成此组寄存器作为ADC输出寄存器202的替换方案。数据存储器160包含参数寄存器308，阈值寄存器312，状态指示寄存器316，固定阈值和ECC寄存器318和统计寄存器360，其中每个都将在下文中做出详细的说明。此外，CPU110包含错误效验码（ECC）模块340，计数器170，比较器306和307，和包括统计逻辑单元380的统计生成和状态指示控制器302。

统计逻辑单元380可包含多个统计判定和/或计算模块(例如，平均值逻辑模块371，标准差值逻辑模块372，最大值逻辑模块373，最小值逻辑模块374，数据速率逻辑模块或计算器375和均方根[RMS]值模块376)，用于根据接收到的参数值来执行统计计算或分析。平均值逻辑模块371一般用于确定在预定时间间隔内或数个（例如、预定数量）取样内受监视参数的平均值。

标准差值逻辑模块372通常用于在预定时间间隔或预定采样数内判定受监控或采样到的参数值的标准差值。最大值和最小值逻辑模块373和374通常用于在预定时间间隔或预定采样数内分别判定一个或多个运行参数的最大值和最小值。速率模块或速率计算器375通常用于在每个单位时间（例如，每分钟，每小时，每天等）判定一个或多个受监控参数值的速率（例如，增减或减少的速率）。RMS值模块通常用于在预定时间间隔或预定采样数内判定一个或多个运行参数的RMS值。此外，图3所示总线和/或信号320，322，324，325，326，328，334，361，363和365可表示图2所示总线210的更为详细的版本。

在一个实施例中，数据存储器160包含参数寄存器308，用于存储自ADC106接收的受监控参数的值。CPU110中的统计生成和状态指示控制器302可激活信号224通过ADC输出信号/总线218读取ADC输出寄存器202的参数数据内容。统计生成和状态指示控制器302可在随后将与光模块运行相关的被使用参数数据通过总线328写入到参数寄存器308。参数寄存器308可包含第一组参数寄存器310-0A, 310-0B, 310-0C (未显示),…310-0N，第二组参数寄存器310-1A, 310-1B, 310-1C (未显示),… 310-1N，第三组参数寄存器310-2A, 310-2B, 310-2C (未显示),… 310-2N等等组成的M组参数寄存器310-MA, 310-MB, 310-MC (未显示),… 310-MN，其中M+1是受监控参数数据的数量，而N是采样和/或时间周期的数量，其中在所述采样和/或时间周期中所述M+1个运行参数受到监控。M可以是0或任何正整数，且N可以是大于2的任何整数。比如，N可对应4个预设时间周期和/或采样（即，N=4）,在此情况下采样时间为250毫秒；N可等于6，在此情况下采样时间为10秒；N可等于10，在此情况下采样时间为6分钟；N可等于24，在此情况下采样时间为1小时，等。

在一个实施例中，寄存器310-0A可用于为第一受监控参数存储最近的参数值，寄存器310-0B可用于为第一受监控参数存储第二最近的参数值，寄存器310-0C可用于为第一受监控参数存储第三最近的参数值等。下文将详细说明，在某些实施例中，控制器302可从各组寄存器中确定和/或选择一个或多个亚组的寄存器（比如，由寄存器310-1A到310-1D[未显示]形成的第一亚组，由寄存器310-1E到310-1H[未显示]形成的第二亚组，等），用于不同速率上参数数据的存储。

阈值寄存器312用于存储阈值，所述阈值则用于判定参数寄存器308中的特定运行参数或统计寄存器360中的统计信息是否超过至少一个相应的阈值（比如，在预定方向）。所述阈值可用数值或百分数存储（比如，初始或预定目标值间的百分比差值；详见，美国专利申请No. 13/371,313, 申请日2012年2月20日，[代理律师案卷号No. SP-118-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）。如同所示，阈值寄存器312包含一组阈值寄存器314-0A, 314-0B,… 314-0Q，第二组阈值寄存器314-1A, 314-1B,… 314-1Q，第三组阈值寄存器314-2A, 314-2B,… 314-2Q，…直到第P组阈值寄存器314-PA, 314-PB,… 314-PQ，其中P+1为运行和/或统计参数的数量，而状态信息就是为了它们而受监控，同时Q为应用于不同参数的阈值数量。P可以是0或任何正整数，而Q可以是任何正整数。

比如，寄存器314-0A可用于为第一运行参数存储与高位警告状态指示相关的阈值，寄存器314-0B可用于为第一运行参数存储与高位警报状态指示相关的阈值，等。此类阀值可包括用于参数值的绝对阀值，例如高或低阀值（例如，用于运行电压或电源电压），警报和警告阀值（例如，用于激光器温度，光接收器温度等），高或低警告和警报阀值和统计阀值。.此类统计阈值可包含一个或多个平均值阈值（例如，高位和低位阈值），一个或多个最大值阈值，和/或最小值阈值（比如，一个或多个警告和/或警报阈值，用于提示参数超过最大阈值或低于最小阈值），一个或多个RMS值阈值，最大和最小速率阈值，等。更具体得说，阈值寄存器314-2A可为预定运行参数存储第一平均值阈值，阈值寄存器314-2B可为预定运行参数存储第二平均值阈值，阈值寄存器314-2C可为预定运行参数存储最大值阈值，阈值寄存器314-2D可为预定运行参数存储最小值阈值，等。

此外，在其他实施例中，所述统计阈值可包含预定时间内用于特定统计值的阈值（比如，参数寄存器308中根据一组或亚组参数数据计算得出的统计值），比如一秒，一分钟，一小时，一天，一周，等。例如，阈值寄存器314-2E可在第一预定时间内为特定运行参数存储平均值阈值（比如，一分钟），阈值寄存器314-2F可在第二预定时间内为特定运行参数存储平均值阈值（比如，一小时），阈值寄存器314-2G可在第三预定时间内为特定运行参数存储平均值阈值（比如，一天），阈值寄存器314-2H可在第四预定时间内为特定运行参数存储平均值阈值（比如，一周），等。

所述阈值可预先设定（比如，利用通过由用户利用总线330上接口控制器114使主机102提供的默认值），覆盖（比如，通过主机102），或根据第二参数值自动重写（比如，通过总线320上的控制器302）。对于根据第二参数的状态或值改变阈值的描述可在美国专利申请 No. 13/371,313,申请日2012年2月10日 (代理律师案卷号No. SP-118-L)查找到，其中相关的部分一并在此用作参考。

在有ECC的情况下，至少一个固定动态阈值和ECC寄存器137（比如，寄存器319-0, 319-1,…319-N）存储的阈值与存储于相应阈值寄存器312中的阈值相同。比如，ECC可根据阈值数据计算得出（比如，CPU110中的ECC模块340），再添加到阈值，而混合的阈值和ECC可存储在阈值寄存器312中（比如，寄存器314-15 0A）。或者，ECC模块340可根据存储于寄存器312的阈值执行错误校验计算（比如，校验和，同等判定，循环冗余校验（CRC），等），以便生成错误校验码，所述错误校验码添加至阈值并随后存储于阈值和ECC寄存器317。在某些实施例中，“存储封锁”请求可提供到控制器302（比如，通过总线332上的接口控制器114），以便锁定或固定存储于寄存器317中的内容。作为对请求的回应，将阈值寄存器312中一些或所有阈值或相应ECC复制到和/或锁闭在固定阈值和ECC寄存器317中（比如，通过总线331使用控制器302），且随后将阈值寄存器312“锁定”（即，不能进行写入操作）。在取消“存储封锁”请求后（比如，通过向控制器302发送“存储解锁”请求），阈值寄存器312可用新阈值覆盖。因此，存储在寄存器312和/或317的ECC可用于检查或判定相应阈值是否正确。对于固定阈值和ECC寄存器317的描述可在美国专利申请No. 13/371,313,申请日2012年2月10日(代理律师案卷号No. SP-118-L)查找到，其中相关的部分一并在此用作参考。

状态指示寄存器316包括第一组状态指示寄存器318-0A, 318-0B,… 318-0S，第二组状态指示寄存器318-1A, 318-1B,…318-1S，第三组状态指示寄存器318-2A, 318-2B,… 318-2S，…直到第R组状态指示寄存器318-RA, 318-RB,… 318-RS，其中R+1为受监控运行和/或统计参数的数量，而状态信息就是为了它们而受监控，同时S是为R+1个运行参数存储的状态和/或标记的数量。R可以是0或任何正整数，而S可以是任何正整数。状态指示寄存器316可用于存储比较结果（比如，参数寄存器308中参数值与通过比较器306在总线324上接收到的阈值寄存器312中的相应阈值的比较结果，或统计寄存器360中统计值与通过总线334接收的阈值寄存器324中的相应阈值的比较结果）。

比如，第一状态指示寄存器318-0A可存储（i）存储于参数寄存器310-0A的参数值与（ii）存储于阈值寄存器314-0A到314-0Q的相应阈值集合（或他们的子集，比如寄存器314-0A到314-0D）的比较结果。同样地，第二状态指示寄存器318-0B可存储（i）存储于参数寄存器310-0B的参数值与（ii）存储于阈值寄存器314-0A到314-0Q的相应阈值集合（或他们的子集）的比较结果。或者，状态指示寄存器318-0B可存储参数寄存器310-0A和不同子集阈值的不同比较的结构（比如，存储于阈值寄存器310-0E到310-0F的阈值）。同样，为统计参数（比如，平均温度）存储状态指示的状态指示寄存器可存储（i）存储于统计寄存器360的平均温度值与（ii）存储于小组阈值寄存器（比如，寄存器318-PA到318-PQ）的相应子集的阈值的比较结果。

更具体地说，为了判定状态指示，统计生成和状态指示控制器302可将数据存储器160从总线322上的一个参数寄存器308导向输出参数数据，和从总线320上的阀值寄存器213上输出将相应阈值，自动地或根据（寄存器）标识符（比如，来自地址和指针存储器112或通过接口控制器114接收的状态请求）导向输出参数数据。比较器306可接收启动信号（比如，通过总线304）并将参数数据与相应阈值比较（比如，一次一个或并行，利用并行比较器）来在比较器输出324上判定状态指示（比如，状态或系列标记），所述比较器324输出代表的是参数数据相对于阈值的相关量级。比较器306（和下文中的比较器307）可包含数字比较器，量级比较器或多个此类的比较器，用于以二进制形式（比如，15位串）接收两个或两个以上的数字（比如，用于运行参数的参数数据和一个或多个相应的阈值）用作输入并且判定参数值是否大于，小于或等于阈值。因此，比较器306可将百分比变化（比如，来自目标参数值）与百分比差异（比如，表示特定阈值的；见，例，美国专利申请 No. 13/371,313,申请日2012年2月10日, [代理律师案卷号 No. SP-118-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）比较。所述比较的结果可用于生成警报或警告状态信息。在一些实施例中，存储于状态指示寄存器316的数据可发送至控制器302（比如，通过总线361），而控制器302的计数器（未显示）可计算在预定时间间隔内生成的警报和警告的数量。

统计寄存器360包括一组寄存器362-0A, 362-0B,… 362-0Y，第二组寄存器362-2A, 362-2B,… 362-2Y,…和第X组寄存器362-XA, 362-XB,… 362-XY，其中X+1为受监控运行和/或统计参数的数量，而统计信息由于受监控运行和/或统计参数被请求或要求，而Y为统计运行和/或时间的量，且在统计运行和/或时间内各个参数都受到监控。X可以是0或任何正整数（比如，3或大于3），而Y可以是任何大于或等于2的正整数（比如，大于或等于4，6，8等）。统计寄存器360通过总线363从统计逻辑单元380接收统计信息（比如，统计计算结果）。所述统计信息可包含最大值，一个或多个速率，最小值，一个或多个平均值，均方根（RMS）值和/或一个或多个运行参数的标准差值。

比如，统计寄存器362-0A可存储第一组参数寄存器（比如，寄存器318-0A到318-0N）的平均值，统计寄存器362-0B可存储所述第一组参数寄存器的最大值，统计寄存器362-0C可存储所述第一组参数寄存器的最小值，统计寄存器362-0D可存储所述第一组参数寄存器的标准差值，等。同样，假如知道与所述第一组参数寄存器318-0A到318-0N相应的采样时间，那么就可将第一参数值的变化率存储到统计寄存器（比如，统计寄存器362-0E）。

此外，当从预定的子群参数寄存器获取新参数数据时，平均值模块371可判定所述参数数据和代表存储于统计寄存器360的参数数据的预定子群的统计信息的平均值能否更新（例如，所述统计数据，比如平均值，最小值，最大值等可用较新数据覆盖）和存储资源能否保存。比如，所述第一组参数寄存器（比如，参数寄存器318-0A到318-0N）的第一平均参数值可存储在所述第一组统计模块的寄存器中（比如，统计寄存器362-1A）。当更新或覆盖所有存储于所述第一组参数寄存器的参数值时，可将所述第一组参数寄存器的第二个参数平均值存储在统计寄存器362-1B。同样，再次更新或覆盖所有存储于所述第一组参数寄存器的参数值时，可将所述第一组参数寄存器的第三个参数平均值存储在统计寄存器362-1C。当再次更新所述参数值时，可将第四个参数平均值存储在统计寄存器362-1D。假如知道第一至第四平均值的时间周期，那么可将第五个平均值（比如，四个平均值参数值的平均值）存储在，例如，统计寄存器362-1E或新的统计模块（比如，统计寄存器362-2A到362-XA中的任何一个）。

换而言之，第一统计寄存器可存储最近10秒内的参数值（比如，平均，最大，最小，RMS，等），第二统计寄存器可可存储最近10分钟内的参数值，第三统计寄存器可可存储最近1小时内的参数值，等。或者，所述各种统计寄存器能以大于次新统计参数值的速率或解析度存储最新统计参数值。比如，最新的最大参数值可以较高速率定期存储和/或更新（比如，0.1，1，5秒的时间间隔），以便提供所述最近的最大参数值的更多信息或更高的解析度，借此较旧的或次新的相同参数值能以较高速率定期存储和/或更新（比如，1分钟，1小时或1天的间隔）。

可根据以下典型实施例确定和存储统计信息。控制器302可向统计逻辑单元380提供存储于参数寄存器308的参数数据。所述统计逻辑单元随后可根据检索到的参数值计算统计信息。比如，利用传统平均值计算电路，平均值逻辑模块371可计算第一受监控参数的参数寄存器（比如，寄存器310-0A到310-0F）的第一子群的平均值，并向统计寄存器362-0A提供计算结果。第一子群参数寄存器310-0A到310-0F可代表一分钟，一小时，一天等时间段。此外，平均值逻辑模块371可计算第一受监控参数的第二子群参数寄存器（比如，寄存器310-0G 到 310-0L）的平均值，并向统计寄存器362-0B提供计算结果。第二子群参数寄存器可代表相同或不同的时间段作为第一预定时间段。平均值逻辑模块371可也计算第一受监控参数的所有参数寄存器（比如，寄存器310-0A到310-0N）的平均值，并向统计寄存器（比如，寄存器362-0F）提供计算结果。

统计逻辑模块372-376可用与上述平均值模块371相似的方式确定统计信息。比如，利用传统标准差值计算电路，标准差值逻辑模块372可计算第一子群参数寄存器的标准差值并向统计寄存器360提供计算结果（比如，统计寄存器362-0G），最大值逻辑模块373可确定第一子群参数寄存器的最大值并向统计寄存器362-0H提供判定结果，最小值逻辑模块374可确定第一子群参数寄存器的最小值并向统计寄存器362-0I提供判定结果，而速率逻辑模块374可计算第一子群参数寄存器的速率（比如，基于时间的数值变化）并且向统计寄存器362-0J提供计算结果。因此，每个统计逻辑模块372-376根据参数数据判定统计信息并向统计寄存器360提供计算和/或判定结果。

一旦所述统计阈值与统计信息已经发送到数据存储器160，所述统计阈值与统计信息就可发送给比较器307（比如，通过总线320和365）。比较器307可用于将存储于任意统计寄存器360的统计信息与存储于阈值寄存器312的相应统计信息相比较。更具体地说，统计生成和状态指示控制器302可命令数据寄存器160从寄存器312（比如，通过总线320）向比较器307发送阈值，同时从寄存器360（比如，通过总线365）向比较器307发送相应统计信息。所述指令可自动或根据（寄存器）标识符（比如，来自地址和指针存储器112或状态请求的标识符）执行。比如，可向比较器307发送存储于统计寄存器362-0A（比如，第一子群参数的平均值）和存储于阈值寄存器314-0A到314-0B的数据（比如，相应高低位平均值阈值）。比较器307随后可比较接收到的数据并将比较结果（比如，状态指示）发送到状态指示寄存器316。所述“平均值”状态指示可用指示符表示，例如“普通”，“高位”或“低位”。因此，假如比较器307判定第一子群参数的平均值是否大于适用于第一子群的高位平均值阈值，可生成“高位”状态指示并将其存储在状态指示寄存器316中（比如，状态指示寄存器318-2A）。

同样，比较器307可用于将存储于任何统计寄存器360的统计信息与存储于阈值寄存器312的相应统计阈值相比较。比如，可将存储于统计寄存器362-4D的统计信息（比如，第五运行参数的最大值）与阈值寄存器314-4D的相应阈值相比较。可将所述比较结果（比如，通过总线334；“高位”或“低位”状态指示符）存储于状态指示寄存器316。在另一例子中，存储在统计寄存器362-4G中的统计信息（比如，第五运行参数的速率）与阈值寄存器314-4G 到314-4H中的相应阈值相比较。因此，状态指示可用指示符表示，例如“普通”，“高位”，“低位”，“警告”，“警报”和警告与警报指示的高低位变化（比如，“低位警告”，“高位警报”等）。或者，所示指示也可以是标记或状态（见，例，美国专利申请 No. 13/348,599,申请日2012年1月11日，[代理律师案卷号No. SP-119-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）。一旦已经确定所述状态指示和统计信息并将它们存储于数据存储器160中，就可将所述状态指示和统计信息发送到外部设备（比如，主机）和/或网络（比如，通过接口控制器114）。所述状态指示和统计信息可自动或通过主机或其他外部设备的请求发送。

因此，可将本光模块视为包含一种黑匣子的光模块。所述黑匣子可在模块故障前计算和存储一个或多个运行参数的统计信息。此类统计信息可用于通过提供故障前的光模块详细信息改进故障分析。本光模块也可提供更准确的光模块运行信息，并可预测即将发生的光模块故障。

一种典型光和/或光电模块

图4所示为本发明的典型光和/或光电模块400。光和/或光电模块400用于监控至少一个与光模块运行相关的运行参数，追踪统计信息并提供相应的状态指示。如图所示，光模块400包含光电二极管405，跨阻放大器（TIA）410，增益放大器415，电气接口420，CPU110，ADC106’，地址和指针存储器112’,数据存储器160’，时钟电路130’，电池135’，调幅器和/或驱动器450和激光二极管445。

光电二极管405可以使任何用于接收光信号（比如，通过光纤接收来自光发送器的光信号，如图1中的光发送器150）和提供电信号的装置。比如，光电二极管405可以是雪崩光电二极管（APD）或P型/原型/N型（PIN）光电二极管。TIA410用于将光电二极管405接收的电流转换成相应电压。增益放大器415用于将TIA410接收的电压放大。在一些实施例中，增益放大器415为缓冲器。在另一些实施例中，增益放大器415为可变增益放大器。

电气接口420可以是任何接口，能够准确地在外部主机102’与光模块400部件（比如，统计生成和状态指示控制器302，调幅器和/或驱动器450，等）间传递数据和/或信号。

’可以是与图1-3中所述的ADC106相同或类似的ADC。

如图3所示，CPU110包含计数器170和统计逻辑模块380。即，CPU110包含平均值逻辑模块371，标准差值逻辑模块372，最大值逻辑模块373，最小值逻辑模块374，速率逻辑模块375和RMS值逻辑模块376。外部主机102’可以是与图1所示主机102相同或类似的主机（比如，主处理器，电路板，独立的光网络设备，等）。调幅器和/或驱动器450一般用于调节或提供发送到激光二极管345的驱动电流。激光二极管445（可包括在发送器光器件[TOSA]中，未显示）可包含直调式激光器(DML)，电吸收调制激光器(EML)，分布式反馈激光二极管(DFB-LD)或者其他用于通过光纤在光和/或广电网络中生成和/或发送光信号的激光器。存储器160’可以是与图1-3中所述数据存储器160相同或类似的存储器，且用于存储接收自CPU110（或CPU使用的）数据（比如，统计信息，阈值，参数值，等）和存储接受自地址和指针存储器112’的地址。地址和指针存储器112’可以是与图2所述地址和指针存储器112相同或类似的存储器。同样，时钟电路130’和电池135’可以是图1-3所述相同或类似的电路和电池。

总之，电数据信号是从外部设备（比如，主机102’）接收到的，并通过电气接口420发送到光模块400。一旦接收到所述数据信号，调幅器/驱动器450就向激光二极管445发送电信号和/或电流。

此外，光电二极管210则接收光数据信号。光电二极管210将接收到的光数据信号转换为电信号（比如，电流）。所述电流随后被发送到TIA410。TIA410接收所述电信号并向增益放大器415发送信号（比如，电压）。增益放大器415将放大过的信号421提供到电器接口420。在一些实施例中，与所述信号411和/或421相关的运行数据也通过ADC106提供到CPU110。

如上所述，光和/或光电模块400用于监控至少一个模块运行的相关运行参数。所述运行参数可包含温度，电压，电流，光功率，输出功率，调幅，频率，放大器增益，频道间隔，波长，等。

比如，所述运行参数可包含提供给ADC106’的输出功率（比如，通过信号441发送的激光二极管455的输出功率）。此外，所述运行参数还可包含电压（比如，TIA410输出信号411的电压），电流（比如，来自调幅器/驱动器450的电流），增益（比如，增益放大器415通过信号421提供的增益）和/或温度（比如，激光二极管445的温度）。在多数实施例中，都将受监控运行参数发送给ADC106’。所述DC106’用于对各种测量到的参数值采样并将采样到的参数值提供给CPU110用于随后的处理。

如本文所述，一旦ADC106’采样到所述运行参数，CPU110可根据采样到的参数值确定和/或获得统计信息和状态指示。一旦获得和/或确定所述统计信息，就可将所述统计信息（对于所述采样到的参数值也一样）提供给数据存储器160’（比如，通过总线363）。比如，控制器302的数据输出可包含比较结果和/或统计信息，例如一个或多个平均值（比如，由平均值逻辑模块371提供的），一个或多个标准差值（比如，由标准差值逻辑模块372提供的），一个或多个最大值（比如，由最大值逻辑模块373提供的），一个或多个最小值（比如，由最小值逻辑模块374提供的），一个或多个速率（比如，由速率模块375提供的）和/或一个或多个RMS值（比如，由RMS模块376提供的）。在一些实施例中，可通过总线363将CPU110的输出（比如，由控制器302提供的）发送到数据存储器160’。在任何实施例中，当地址和指针存储器112’包含高速缓冲存储器时，可将控制器302的数据输出发送到数据存储器160’和/或地址与指针存储器112’的相应寄存器（未显示）。

比如，如上所述，ADC106可通过总线441对激光二极管445的输出功率进行采样，并且将输出功率值数据发送到CPU110。所述输出功率值数据可随后发送到，例如，数据存储器160’中的参数寄存器（比如，参考图3如上所述）。CPU110可将所述输出功率值数据与存储于数据存储器160’的相应阈值相比较并确定状态指示。一旦计算出来，将可将状态指示存储在状态指示寄存器中。

此外，可将所述输出功率值数据（比如，存储于数据存储器160’的寄存器中的数据）发送到统计逻辑单元380，以便随后可计算统计信息。一旦计算出来，就可将输出参数功率值的统计信息存储在数据存储器160’中（比如，存储于一个或多个统计寄存器）。当通过电器接口420从主机102接收统计信息和/或状态指示请求时，可将存储于地址与指针存储器112或数据存储器160的数据发通过总线367送到电气接口420，并随后将其发送到主机102。类似的技术和/或方法可用于根据其他参数值确定状态指示和计算统计信息。

因此，本光模块可用于生成和/或计算并存储与光模块运行参数相关的统计信息和状态指示。用户可通过数字诊断监控界面（DDMI）获取所述信息。本光模块可视为包括一种“黑匣子”的模块，其中在光模块运行期间（和故障前）可根据一个或多个运行参数获得和/或确定和存储各种统计信息。

此类统计信息可用于通过提供光模块在故障前的详细信息来改进故障分析。本发明也可提供更准确的光模块运行信息，并可预测即将发生的模块故障。

电子装置中生成统计信息和状态指示的典型方法

本发明另一方面还涉及在电子装置中监控一个或多个运行参数的方法。本方法包括（i）随时监控一个或多个电子器件运行参数来确定多个参数值，（ii）在一个或多个存储器中存储所述多个参数值，（iii）根据所述多个参数值计算统计信息，（iv）将统计信息与存储于存储器中的一个或多个对应阈值比较，和（v）在统计信息超过一个或多个所述相关阈值时生成一个状态指示或标记。本发明优选地提供了一种随时监控电子装置的方法，并最终在电子装置的整个运行时间内行进监控的方法。利用此方法可在电子装置故障前根据一个或多个运行参数获取和/或确定和存储各种统计信息，并在故障前后分析各种统计信息。

如图5所示，流程图500举例说明了为光和/或光电装置监控参数数据，生成统计信息和/或生成状态指示的典型方法。所述方法通常在流程中包括了利用各种循环的连续型处理过程，尽管它也包含了利用部分或全部流程的单程步骤。比如，在方法500中，有稳定电源输入时（比如，外部电源），所述光模块可持续地发送和/或接收光通信（比如，光网络中的来往通信），并持续地和/或定期地处理与所述参数数据相关的参数数据和/或统计信息。

所述方法始于505。在505与光模块运行相关的一个或多个光参数受到监控。比如，如图2所示，监控所述光参数可包含CPU110允许ADC106采样参数数据（比如，通过启动信号，例如信号216）。在一些实施例中，间隔250微秒，10秒，6分钟和/或1小时对所述参数数据采样一次。如图3和4所示，所述运行参数可包含温度，电压，光功率，输出功率，调幅，频率，放大器增益，频道间隔和/或波长。

在510将所述参数数据存入存储器。比如，如图2所示，可将所述参数数据从ADC106传递到数据存储器160（比如，图3所示参数寄存器308）的适当位置（比如，CPU110确定或分配的位置）。因此，一些实施例就将所述参数数据存入了指定参数值寄存器。此外，在一些实施例中，可在预定时间间隔内获取参数值，并将其存入预定和/或指定的参数寄存器。

另外，可将用于不同运行参数的值存入不同的寄存器组，而用于相同运行参数但在不同时间间隔得到值则可存入不同的寄存器子群。

在520，将存储于存储器的所述参数数据与阈值比较。一些实施例预先定义了所述阈值并将其存入存储器（比如，存入图3中的阈值寄存器312）。比如，所述存储器可包含动态分配内存（见，例，美国专利申请 No. 13/070,358，申请日2011年3月23日， [代理律师案卷号 No. SP-024-25 U]，其中相关的部分一并在此用作参考）。此外，一些实施例将所述阈值作为位减阈值存储。所述位减阈值可用所述存储阈值的不同数学表现形式（见，例，美国专利申请 No. 13/075,092, 申请日2011年3月29日,  [代理律师案卷号 No. SP-035-U]，其中相关的部分一并在此用作参考）。所述阈值可包含（i）高位阈值和低位阈值（比如，用于运行电压或电源电压），（ii）警告阈值和警报阈值（比如，用于激光温度，光接收器温度，等），和/或（iii）低位警告阈值，地位警报阈值，高位警告阈值和高位警报阈值，其中比较结果作为状态存储（见，例，美国专利申请No. 13/348,599, 申请日2012年1月11日, [代理律师案卷号 No. SP-119-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）。如上所述，所述阈值可存储作为百分比变化（比如，当所述受监控参数值存储用作目标运行条件/参数值的百分比变化）或数值（见，例，美国专利申请13/371,313，申请日2012年2月10日， [代理律师案卷号 No. SP-118-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）。

在515，确定和/或获得所述存储参数数据308的统计信息。比如，如上所述，所述统计信息可包含最大值，最小值，一个或多个平均值，一个或多个速率，一个或多个标准差值和/或受监控参数的RMS值。所述统计信息可利用控制器计算和/或确定，例如图3所示统计生成和状态指示控制器302。此外，可通过不同的子群参数寄存器（比如，图3中寄存器310-0A到310-0F）获得统计信息（比如，平均值，最大值，RMS值，等）。不同的子群参数寄存器可代表预定时间内的采样，例如一分钟，一小时，一天，一周，等。在530，将所述统计信息存入一个或多个存储器。比如，如图3所示，可将所述统计信息存入数据存储器160’的统计寄存器360。比如，可将用于第一时间段的激光二极管平均温度存入统计寄存器，可将用于第二运行参数（比如，偏压值）的RMS值存入第二统计寄存器，等。或者，第三统计寄存器可存储第一组参数寄存器（比如，寄存器318-0A 到318-0N）的最小值，第四统计寄存器可存储第一组参数寄存器的最大值，等。

在535，将所述统计信息与存储于存储器的阈值相比较。所述阈值（比如，统计阈值）可预设并存入存储器（比如，图3所示阈值寄存器312）。所述阈值可包含平均值阈值（比如，高低位阈值），一个或多个最大值阈值（比如，预定运行参数值的上线），一个或多个最小值阈值（比如，一个或多个适用于参数低于最小值阈值的警告和/或警报阈值），一个或多个RMS值阈值，最大和最小速率阈值，等。

在540，所述方法判定所述光模块是否已经接收到读取指令或请求。所述读取指令或请求可以是从主机（比如，图4所示主机102）或其他外部设备（比如，通过图3所示接口控制器114）接收到的。所述读取指令或请求可以是适用于统计信息，阈值（比如，统计阈值），一个或多个当前参数值，一个或多个存储于存储器的受监控运行参数值的状态指示等的请求。如果接到读取指令，所述方法随后进入545，而所述光模块则向请求所述统计信息和/或数据的设备发送光模块运行的统计参数和/或其他数据。在将所述被请求的信息发送到主机或其他外部设备后，所述方法返回到505，继续监控与光模块运行相关的运行参数。

如果在540为收到读取指令，那么所述方法则在550判定统计信息和阈值间的比较结果是否在可接收范围内（比如，低于第一高位阈值并高于第一低位阈值）。比如，所述方法可包含将统计信息（比如，图3中存入统计寄存器360的统计信息）与相应阈值比较（比如，图3中存入[子]组阈值寄存器312的阈值）。如上所述，可将某些所述阈值作为百分比变化或数值存储（见，例，美国专利申请 No. 13/371,313, 申请日2012年2月10日[代理律师案卷号No. SP-118-L]，其中相关的部分一并在此用作参考）。此外，所述方法在550判定在520确定的所述比较结果（比如，存储的参数数据与参数数据阈值的比较结果）是否在可接受范围内。如果所述比较结果在可接受范围内（比如，受监控参数在高位和低位警告阈值之间），所述方法则继续监控一个或多个光模块运行参数。

但是，如果所述比较结果不在可接受范围内（比如，受监控参数大于高位警告阈值，或平均参数值小于低位平均值阈值），所述方法则在555生成相应状态指示并可将所述状态指示发送到主机或外部设备。所述状态指示可用指示符表示，例如“超限”，“低于极限”，“警告”，“警报”，和警告和警报指示的高低变化（比如，“高位警告”，“高位警报”等）。所述状态指示可自动发送到包括处于所述光模块的网络中的外部设备（比如，通过通信接口，例如DDMI）。在发送所述状态指示后，所述方法返回505，继续监控光模块运行参数。

因此，本发明可有益地提供实时，按照预定时间间隔或在光模块整个工作寿命内监控光模块的方法。本发明可提供更准确的光模块运行趋势信息，预报潜在的模块故障，且可用于通过在故障发生前提供光模块的详细信息来实现黑匣子功能，来增强故障分析能力。

总结

本发明的实施例有益地提供了一种实时，按照预定时间间隔或在光模块整个工作寿命内监控光模块的方法。存储受监控运行参数的当前值和运行参数平均值（在预定时间间隔内），并将它们与预定阈值比较来确定光模块中的部件和/或电路是否在可接受范围内运行。即，本发明可提供更准确的光模块运行趋势信息，预报潜在的模块故障，且可通过在故障发生前提供光模块的详细信息来实现黑匣子功能，来增强故障分析能力。

当以上例子不但包括寄存器的特殊实施和其他存储器设计，而且还包括比较器和其他逻辑单元，该技术领域的专业人员会承认其他技术和设计也可以使用在相关的实施例中。比如，在某些实施例中使用其他数字逻辑或元素。而且，该技术领域的专业人员会承认其他形式的信号发送和/或控制方法（比如，基于电流的信号发送，基于标记的信号发送，差分信号发送等等）也可以在相关的各种实施例中使用。

图解和说明已经详细展示了前述的本发明的特殊实施例。本公开并不限于前述实施例，并且很明显，也可以鉴于以上所述的技术，对本发明进行修改和变更。本文选定实施例并对其进行描述，以便最精确地阐述本发明的原理及它的实际应用，从而使所属专业技术领域的其他人员能最大程度的利用本发明及带有各种修改的实施例，以适用于预期的特殊用途。即，由添加至此的权利要求和它们的等效叙述所定义的本发明的范围。

Claims (18)

1.一种光模块包括：a）接收器，用于接收光信息，或一个发射器，用于发送光信息；b）电路，用于为接收器和发射器的若干个运行参数进行数据采样，其中所述运行参数包含温度，电压，电流，光功率，输出功率，调幅，频率，放大器增益，频道间隔和波长中的至少一个；c）逻辑单元，用于在若干个采样数据上执行一个或多个统计运算来生成统计信息，其中所述统计信息包含最大值，最小值，平均值，速率，和/或一个或多个运行参数中至少一个或多个标准差值；和d）一个或多个存储器，用于存储采样数据和统计信息。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括时钟电路，用于实现周期性数据采样。

3.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，还包括电池，用于在所述光模块未通电时向所述时钟电路提供电力。

4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述一个或多个存储器用于（i）用当前采样数据覆盖至少部分所述存储采样数据和/或（ii）用当前统计信息覆盖所述存储的统计信息。

5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述一个或多个存储器用于在预定时间内存储多个所述采样数据的实体。

6.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述逻辑单元用于将所述统计信息与存储于所述一个或多个存储器的一个或多个阈值比较用于生成状态指示或标记。

7.如权利要求6所述的光模块，其特征在于，还包含一个接口，用于（i）从外部设备，OLT***，或主机接收请求，还用于(ii)提供所述采样数据，所述统计信息，和/或状态指示或标记来回应请求。

8.如权利要求2所述的光模块，其特征在于，还包含一个耦合到所述时钟电路的计数器。

9.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述一个或多个存储器包含第一组存储参数的寄存器，第二组存储阈值的寄存器，和第三组存储所述统计信息的寄存器。

10.一种在电子设备中监控一个或多个参数的方法，包括：a）随时监控关于电子器件的一个或多个运行参数来确定多个参数值，其中所述运行参数包含温度，电压，电流，光功率，输出功率，调幅，频率，放大器增益，频道间隔和波长中的至少一个；b）在一个或多个存储器中存储所述多个参数值；c）根据所述多个参数值计算统计信息, 所述统计信息包含最大值、最小值，平均值，速率，和/或一个或多个运行参数的一个或多个标准差值；d）将统计信息与相应的一个或多个对应阈值比较；和e）在统计信息超过一个或多个所述相应阈值时生成一个状态指示或标记。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述一个或多个参数包含温度，电压，电流，光功率，输出功率，调幅，频率，放大器增益，频道间隔和波长中的至少一个。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述统计信息包含最大值、最小值，平均值，速率，和/或一个或多个运行参数的一个或多个标准差值。

13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，还包括（i）用一个最近或当前参数值覆盖至少一个先前存储的参数值，和/或（ii）用最近或当前的统计信息覆盖先前存储的统计信息。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括为多个不同速率下预定运行参数存储所述多个参数值中的至少一个。

15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括评估状态和/或所述运行参数的状态和/或利用所述统计信息执行故障分析。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括评估状态指示和/或标记。

17.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括根据所述故障分析识别故障机理。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括所述阈值包括低阈值，高阈值，警告阈值和报警阈值中的至少两个。