基于gpon-olt突发接收光功率的检测系统及应用方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种在XX情况下使用的xx(上位概念）。更具体地说，本发明设及一种 用在XX情况下的基于GP0N-0LT突发接收光功率的检测系统。
【背景技术】
[0002] 无源光网络(P0N)为一种点到多点的接入技术，指信号从源头到目的节点均是通 过无源设备进行传输，运些无源设备主要包括光纤光缆、光分路器W及一些连接器件等。无 源光网络系统主要由局端的化T(化tical Line Terminal,光线路终端）、用户端的0肌 (Optical 化twork Unit,光网络单元）W及0DN(0ptical Distribution 化twork，光配线 网）组成，其传输下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可W灵活地组成树形、星型、 总线型等拓扑结构，在光分支点只需要使用一个简单的光分路器即可。由于P0N系统有W上 的一些特点，所W具有节省光缆资源、节省机房投资、建网速度快、综合建网成本低、维护简 单等优点，是解决接入网"最后一公里"、实现FTTx最具吸引力的技术。
[0003] 无源光网络可W分为基于ATM传输协议的AP0N(ATM-Passive Optical化twork， ATM无源光网络）、基于W太网的EPON化thernet Passive Optical化twork，W太网无源光 网络）W及加 itW上速率的GP0N(Gigabit-capable Passive Optical 化twork，千兆比特 无源光网络)Ξ种。GP0N相比于ΑΡΟΝ、EP0N能够提供更高的速率、更高的接入性能、较强的灵 活性而被广泛应用。
[0004] GP0N系统中0NU上行传输突发数据包，对化Τ模块而言，如何快速的恢复上行传输 的数据并快速精确的监控出接收光功率的强度，就显得至关重要。由于GP0N协议所制定的 标准极为严格，如何快速、准确、可靠的检测接受光功率的大小，就成为GP0N 0LT的技术难 点。无源光网络(Ρ0Ν)为一种点到多点的接入技术，指信号从源头到目的节点均是通过无源 设备进行传输，运些无源设备主要包括光纤光缆、光分路器W及一些连接器件等。无源光网 络系统主要由局端的0LT(0ptical Line Terminal,光线路终端）、用户端的0NU(0ptical 化twork Unit,光网络单元）W及0DN(0ptical Dist;r;Lbution化twork，光配线网）组成，其 传输下行采用广播方式、上行采用时分多址方式，可W灵活地组成树形、星型、总线型等拓 扑结构，在光分支点只需要使用一个简单的光分路器即可。由于P0N系统有W上的一些特 点，所W具有节省光缆资源、节省机房投资、建网速度快、综合建网成本低、维护简单等优 点，是解决接入网"最后一公里"、实现FTTx最具吸引力的技术。
[0005] 无源光网络可W分为基于ATM传输协议的AP0N(ATM-Passive Optical化twork， ATM无源光网络）、基于W太网的EPON化thernet Passive Optical化twork，W太网无源光 网络）W及加 itW上速率的GP0N(Gigabit-capable Passive Optical 化twork，千兆比特 无源光网络)Ξ种。GP0N相比于ΑΡΟΝ、EP0N能够提供更高的速率、更高的接入性能、较强的灵 活性而被广泛应用。
[0006] GP0N系统中0NU上行传输突发数据包，对化Τ模块而言，如何快速的恢复上行传输 的数据并快速精确的监控出接收光功率的强度，就显得至关重要。由于GP0N协议所制定的 标准极为严格，如何快速、准确、可靠的检测接受光功率的大小，就成为GPON OLT的技术难 点。
[0007]现有的技术中，为了按照主流厂商对于GP0NJ)LT突发接收光功率检测的要求，需 要在化igger(采样触发)时序来临后25ns内，实现300-350ns的对突发光功率的检测，在接 收光范围内，检测精度要求+/-3地，而现有的GP0N_0LT突发接收光功率检测方法，通常采用 镜像电流源和采样保持电路实现，其电路基本框图如图1所示。
[000引但是，现有的方法虽然具有高精度、易调试等优势，但具有如下缺陷：
[0009] 1、电路结构复杂，使用忍片、元件偏多，功耗较大。
[0010] 2、APD、镜像源及相关电路容性大，而受ATO及各级电路容性影响造成采样延时无 法满足GP0N_0LT的严格要求，其典型采样时间为40化S左右。
[00川 3、由于ADC采集的数据与mW为单位的输入光功率呈线性关系，且需要2个同样的电 路分别实现对强光、弱光的采样，因此无法满足GP0N_0LT的收端光接收量程，而通常需要采 用对数关系的地m为单位表征光接收强度，因此ADC采集的数据最好是与mW为单位的输入光 呈对数关系。
[0012] 4、相关元器件性能受溫度影响较大，因此最终检测精度受溫度影响较大，主要是 其多级电路的形式，各分离元器件均受溫度影响，误差产生累积。
【发明内容】
[0013] 本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优 点。
[0014] 本发明还有一个目的是提供一种基于GP0N_0LT突发接收光功率的检测系统，其基 于GP0N_0LT采用的线性TIA，采用RF检波器检测数据信号幅度，改善监控精度受溫度影响 大，同时改善常规检测方法受接收端光组件容性、突发接收时序影响监控响应时间等问题， 并通过对数关系输出的电压，实现对于全接收光范围内的高精度突发光功率检测，另外因 其减少了多个器件，功耗和成本得到有效的控制。
[0015] 本发明还有一个目的是通过一种应用检测系统的方法，提高对GP0NJ)LT监控，W 便获得更好的光传输效果。
[0016] 为了实现根据本发明的运些目的和其它优点，提供了一种基于GP0N-0LT突发接收 光功率的检测系统，包括：
[0017] 光电转换单元，其包括一通过光纤与光源连接的光学组件，W对接收到的光信号 进行光电转换；
[0018] 检波单元，其包括一与光学组件的输出端连接的射频检波器件，W将其接收到的 电信号进行转换计算后得到相对应的输出电压信号；
[0019] 控制单元；
[0020] 模数转换器件；
[0021] 其中，所述射频检波器件通过模数转换器件进而与控制单元连接，W将所述输出 电压信号进行模数转换，进而得到GP0N-0LT当前的突发接收光功率值。
[0022] 优选的是，其中，所述光学组件包括一通过光纤与光源连接的雪崩光电二极管 APD，W将接收到的光信号转换成相对应的电流信号；
[0023] 所述ATO通过一跨阻放大器TIA与所述射频检波器件连接，W将接收到的所述电流 信号转换成相对应的电压信号，进而完成光电转换。
[0024] 优选的是，其中，所述射频检波器件为射频功率检波器，所述射频功率检波器的型 号为 AD8313、AD8317、AD8319 中的任意一种。
[0025] 优选的是，其中，还包括一开关电路，所述控制单元提供一采样触发信号，W在采 样时间到来时控制开关电路的工作状态，所述控制单元包括一微处理器MCU，所述开关电路 为模拟开关电路。
[0026] 本发明的目的还可W进一步地由一种应用检测系统的方法实现，包括W下步骤：
[0027] 步骤一，所述APD通过光纤接收光源输出的光信号，并将其转换成相对应的电流信 号，输出至TIA，W通过TIA将所述电流信号转换并增益成相对应的电压信号，并输出给射频 功率检波器；
[0028] 步骤二，所述射频功率检波器检测TIA输出的电压信号幅度，并根据其传递函数进 行计算，W将得到相对应的输出电压值VouT输出至模数转换器件；
[0029] 步骤Ξ，所述控制单元获取经模数转换器件转换得到的数字信号，通过校准后得 到的相应参数进行计算，W得到与所述光信号所对应的光功率值。
[0030] 优选的是，其中，在所述步骤二和步骤Ξ之间，还包括:所述控制单元在采样信号 来到时，闭合所述模拟开关电路，进而使得所述射频功率检波器与模数转换器件导通，W将 输出电压VouT输出至模数转换器件。
[0031] 优选的是，其中，所述射频功率检波器型号被配置为AD831卵寸，其传递函数为：
[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为VouT和VsET之间的反馈因子，X = Vout/Vset，VsET为AD8319电压设置点，VouT为 AD8319的输出电压，ViN为射频功率检波器检测到的电压信号输入，VsLOPE/DEc标称值为-22mV/ 地，ViNTERCEPT为X轴的截距，标称值为15地m。
[0034] 优选的是