CN110933535A - 一种基于pon光模块光功率异常的自动筛选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，包括以下步骤：将PON光模块上电使其处于工作状态，当该PON光模块处于常温状态时，检测该PON光模块的TX上报功率，记为第一TX上报功率；将经过步骤S1处理后的PON光模块置于老化室中进行升温处理，在该升温处理的过程中检测该PON光模块的TX上报功率，记为第二TX上报功率；当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率正常，当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值不在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率异常。本发明可自动判断高温下光模块的故障状态，给出判断结果并且记录异常状态。

Description

一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法
技术领域
本发明属于通信设备参数测试技术领域，具体涉及一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法。
背景技术
目前的国内市场以及国际市场，高带宽、高速率和多种业务融合的光纤通信方向已经开始应用。在众多的解决方案中，光纤到户(Fiber To The Home，FTTH)的出现便被认为是宽带接入的终极解决方案，FTTH在国内市场已经大面积应用。而在FTTH众多方案中，吉比特无源光网络(Gigabit Passive Optical Network，GPON)应用广泛。GPON中的光网络单元(Optical Net Unit，ONU)作为一种上网介质，也成为了人们日常生活当中常见的物品。旺盛的市场需求，需要相对应的生产力来满足要求。但是，ONU的生产并不容易，在光网络单元投入使用前，需要对光收发模块接口组件(Bi-Directional Optical Sub-Assembly，BOSA)进行校准及测试，光参数直接影响到性能的优劣，进而影响产品通讯性能和用户体验。
相关技术中，对于光网络单元的校准测试，通常通过Telnet控制方式连接待测光网络单元，对不同光网络单元按PON类型和对应生产厂家提供的APD查找表选择不同的测试软件进行校准和测试。但是，对于PON光模块光功率异常与否，现阶段相关技术还没有较好的方法，导致PON光模块的光功率已经异常，而用户无法知晓，导致光功率异常的PON光模块继续使用，进而引发PON光模块更大故障。
因此，需要一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，用于解决现有技术中的问题，如：对于PON光模块光功率异常与否，现阶段相关技术还没有较好的方法，导致PON光模块的光功率已经异常，而用户无法知晓，导致光功率异常的PON光模块继续使用，进而引发PON光模块更大故障。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，包括以下步骤：
S1：将PON光模块上电使其处于工作状态，当该PON光模块处于常温状态时，检测该PON光模块的TX上报功率，记为第一TX上报功率；
S2：将经过步骤S1处理后的PON光模块置于老化室中进行升温处理，在该升温处理的过程中检测该PON光模块的TX上报功率，记为第二TX上报功率；
S3：当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率正常，当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值不在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率异常。
优选的，在步骤S1和步骤S2中，检测PON光模块的TX上报功率的具体方法为：
在ONU中，BOSA通过其内部的背光探测器采集光信号，并通过BOSA内部的光电二极管PD转换为电流信号，输入到前置放大器放大为电压信号，驱动芯片的主放大器接收到所述电压信号后进行二次放大，然后驱动芯片输出解调电数据信号到主芯片；所述主芯片接收到解调电数据信号后，将其MPD管脚的电模拟信号以调制信号的形式经差分线到驱动芯片，所述驱动芯片处理接收的该调制信号后会驱动BOSA中的半导体激光器LD向OLT发射出相应速率的调试光信号，最后由OLT直接显示TX上报功率。
优选的，所述光电二极管PD可替换为雪崩二极管APD。
优选的，所述前置放大器在对电流信号进行放大处理时，对于小幅度电流信号采用大增益的放大倍数，而对于大幅度电流信号采用小增益的放大倍数。
优选的，所述电流信号为模拟信号，在所述电流信号输入到前置放大器放大之前，所电流信号还经过了模数转换处理。
本发明的有益技术效果是：若光模块的光功率为异常状态时，通过本方案可自动判断高温下光模块的故障状态，给出判断结果并且记录异常状态，可及时将通信链路中的光功率异常的光模块放弃使用，不会出现导致光功率异常的光模块仍继续使用，进而引发PON光模块更大故障的情况。
附图说明
图1显示为本发明的实施例1的步骤流程示意图。
图2显示为本发明的实施例1的ONU模块示意图。
图3显示为本发明的实施例1的ONU具体电路示意图。
图4显示为本发明的实施例1的模数转换逻辑框图。
图5显示为本发明的实施例2的步骤流程示意图。
具体实施方式
下面结合本发明的附图1-5对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，包括以下步骤：
S1：将PON光模块上电使其处于工作状态，当该PON光模块处于常温状态时，检测该PON光模块的TX上报功率，记为第一TX上报功率；
S2：将经过步骤S1处理后的PON光模块置于老化室中进行升温处理，在该升温处理的过程中检测该PON光模块的TX上报功率，记为第二TX上报功率；
S3：当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率正常，当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值不在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率异常。
在上述方案中，即保持背光电流即Im在常温与高温下监控值不变，记录常温及高温下出光功率Po常温及Po高温，其差值即为TE，单位dB。TE＝Po常温—Po高温，正常TE范围为±1.5dB。随着温度的升高，背光值变化趋势小，出光功率变化趋势大。光模块在使用过程中会对背光设定值进行恒定跟踪，正常情况下温度升高过程中，背光电流补偿会增大来保证TX功率的稳定性，但故障光模块背光电流补偿小，不能够支撑TX出光功率的稳定，从而使得TX功率下降。
故障样机测试数据表现如下：
Figure BDA0002297189630000031
即，50℃左右光模块随温度升高斜效率明显下降，导致出纤光功率下降(TX光功率)，同时TE不满足范围±1.5dB的要求。
优选的，在步骤S1和步骤S2中，检测PON光模块的TX上报功率的具体方法为：
如图2和图3所示，在ONU中，BOSA通过其内部的背光探测器采集光信号，并通过BOSA内部的光电二极管PD转换为电流信号，输入到前置放大器放大为电压信号，驱动芯片的主放大器接收到所述电压信号后进行二次放大，然后驱动芯片输出解调电数据信号到主芯片；所述主芯片接收到解调电数据信号后，将其MPD管脚的电模拟信号以调制信号的形式经差分线到驱动芯片，所述驱动芯片处理接收的该调制信号后会驱动BOSA中的半导体激光器LD向OLT发射出相应速率的调试光信号，最后由OLT直接显示TX上报功率。优选的，所述光电二极管PD可替换为雪崩二极管APD。优选的，所述前置放大器在对电流信号进行放大处理时，对于小幅度电流信号采用大增益的放大倍数，而对于大幅度电流信号采用小增益的放大倍数。优选的，所述电流信号为模拟信号，在所述电流信号输入到前置放大器放大之前，所电流信号还经过了模数转换处理。
在上述方案中，ONU电路主要由驱动芯片(左边)、BOSA(右边，包含有LD芯片、PD芯片)组合而成。
ONU电路发射基本原理：ONU发送工作原理简述：一定码率的电信号从主芯片以调制信号的形式经差分线到驱动芯片，驱动芯片处理收到的数据信号后会驱动半导体激光器LD发射出相应速率的调制光信号。
ONU电路接收基本原理：ONU接收到光数据信号后，BOSA通过内部的光电二极管(PD)(或雪崩二极管APD)转换为电流信号，输入到前置放大器(跨阻放大器)进行放大为电压信号，前置放大器具备AGC功能(自动增益控制)，对于输入光功率较小的光信号转换后的小幅度电流信号采用大增益的放大倍数，而对于输入光功率较大的光信号转换后的大幅度电流信号采用小增益的放大倍数，从而使其输出的电压信号幅度波动大小“等于”输入光信号功率的波动幅度。
驱动芯片主放大器接收经前置放大器放大后的信号进行二级放大，然后驱动芯片输出解调电数据信号到MAC芯片。(限福放大器LA：把TIA输出不同幅度的模拟电压信号处理成等幅度的数字信号，同时ONU在有强光输入的时候，驱动芯片输出电信号能够维持在一定值上，处于限福状态)。
TX上报监控是由上图MPD管脚监控，MPD管脚采用的模拟信号来源于BOSA里的背光探测器，采样到的电流值进行模拟与数字的转化：
如图4所示，TX Power执行的时单点校准，即其默认offset＝0。校准量为调试OK后的当前光功率，自变量为当前输出功率下的ADC_TX_POWER，因变量当前的光功率(看成一元一次方程)。光功率以0.1uW为单位，需进行相应转换。
值得注意的是：由于光模块内部的监测量都是通过ADC采集的，CPU得到的实际上都是数字信息，我们在生产的时候需要将这些信息和真实的模拟量对应起来，这个过程就是校准，也有人称为标定。对于模拟量和数字量是线性关系的参数，采用一阶的函数拟合即可(比如发射光功率上报)，具体可以参考8472协议。
ADC_TX_POWER寄存器取决于目标显示器光电二极管的电流值。ADC_TX_POWER寄存器的前三位始终为零。这给出了一个等价的LSB值112.5μA/512＝0.22μA/bit，如下表为TX采样功率对于电流值映射的相应寄存器值：
Figure BDA0002297189630000051
实施例2：
如图5所示，在实施例1的基础上，有故障光模块在高温情况下TX实际出光功率会下降，同时TX上报功率(监控功率)会随着TX实际功率下降，因此我们可以根据TX上报功率的情况来判断实际TX功率的情况，如果TX实际功率异常(下降)，那么上报功率也会随之下降。通过判读上报TX功率的大小，可以判断实际TX功率的大小。
筛选步骤如下(以下TX功率都为上报值)：
上电半个小时后每隔半个小时去读取TX光功率上报值，判断TX功率是否大于>0.8dBm，一共判断三次(1.5小时)，如果三次的判断结果都是TX功率>0.8dBm，为正常样机。如果三次判断结果的时候，有任意一次TX功率<0.8dBm，则为故障样机，光纤信号灯状态由红灯闪烁变为红灯常亮。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将PON光模块上电使其处于工作状态，当该PON光模块处于常温状态时，检测该PON光模块的TX上报功率，记为第一TX上报功率；
S2：将经过步骤S1处理后的PON光模块置于老化室中进行升温处理，在该升温处理的过程中检测该PON光模块的TX上报功率，记为第二TX上报功率；
S3：当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率正常，当所述第一TX上报功率与所述第二TX上报功率之间的差值不在±1.5dB范围内时，则判定该PON光模块为光功率异常。
2.根据权利要求1所述的一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，其特征在于，在步骤S1和步骤S2中，检测PON光模块的TX上报功率的具体方法为：
在ONU中，BOSA通过其内部的背光探测器采集光信号，并通过BOSA内部的光电二极管PD转换为电流信号，输入到前置放大器放大为电压信号，驱动芯片的主放大器接收到所述电压信号后进行二次放大，然后驱动芯片输出解调电数据信号到主芯片；所述主芯片接收到解调电数据信号后，将其MPD管脚的电模拟信号以调制信号的形式经差分线到驱动芯片，所述驱动芯片处理接收的该调制信号后会驱动BOSA中的半导体激光器LD向OLT发射出相应速率的调试光信号，最后由OLT直接显示TX上报功率。
3.根据权利要求2所述的一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，其特征在于，所述光电二极管PD可替换为雪崩二极管APD。
4.根据权利要求2所述的一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，其特征在于，所述前置放大器在对电流信号进行放大处理时，对于小幅度电流信号采用大增益的放大倍数，而对于大幅度电流信号采用小增益的放大倍数。
5.根据权利要求2-4任意一项所述的一种基于PON光模块光功率异常的自动筛选方法，其特征在于，所述电流信号为模拟信号，在所述电流信号输入到前置放大器放大之前，所电流信号还经过了模数转换处理。
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