基于gpon-olt突发接收光功率的检测系统及应用方法_2

文档序号:9891096阅读:来源:国知局
,其中,所述输出电压VouT经模数转换器件转换后,得到一与ATO接收到的 光信号相对应的的数字功率值ADC。
[0035] 优选的是,其中,所述校准基于直线校准公式W实现,所述直线校准公式为:
[0036] Y=KX+B
[0037] 其中,Y:为ATO接收到的光信号所对应的光功率值,X为模数转换后与ATO接收到的 光信号相对应的数字功率值ADC,K为斜率SLOPE, B为补偿值OFFSET。
[003引优选的是,其中,所述K、B的值基于采集至少两组校准点P皿、PIN2、ADC1、ADC2W获 得。
[0039] 本发明至少包括W下有益效果:其一,本发明的检测系统,相比于传统的检测电 路,至少节省了 1个镜像源电路、2个运算放大器及多颗电阻电容的设计,功耗和成本得到显 著控制,且电路结构简单,减少元器件误差带来的影响,并节省电路面积,降低风险和成本。
[0040] 其二,本发明基于GP0NJ)LT采用的线性TIA,其采用RF检波器检测数据信号幅度, 使得本检测系统相对于传统的检测电路具有W下的有益效果:
[0041] 1、因 RF检波器自身带有的溫度补偿电路,且因避免使用了运放、镜像源等电路,可 W有效避免溫度漂移而对监控精度的影响;
[0042] 2、因 RF检波器的输出与mW为单位的输入幅度呈对数关系,故采样得到的ADC原始 数据,可w保证更大接收光范围的精度,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;
[00创 3、因 RF检波器的引入,使得本系统不受ATO及电路容性影响,可W实现极快速的高 精度采样,可W达到30ns内完成采样,大大改善了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。
[0044] 其Ξ,发明还提供一种应用检测系统的方法,其中包括校准的方式,使得其完成对 GP0N-0LT突了接收光光功率的监测,W利于光通信的更好实施。
[0045] 本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现,部分还将通过对本 发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
【附图说明】
[0046] 图1为传统的GP0N-0LT突发接收光功率检测电路的电路结构示意图;
[0047] 图2为本发明的基于GP0N-0LT突发接收光功率的检测系统的电路结构示意图;
[0048] 图3为本发明的检测系统中的RF检波器AD8319的输出电压与输入功率的关系图。
【具体实施方式】
[0049] 下面结合附图对本发明做进一步的详细说明,W令本领域技术人员参照说明书文 字能够据W实施。
[0050] 应当理解,本文所使用的诸如"具有"、"包含"W及"包括"术语并不配出一个或多 个其它元件或其组合的存在或添加。
[0051] 图2示出了根据本发明的一种基于GP0N-0LT突发接收光功率的检测系统实现形 式,包括:
[0052] 光电转换单元,其包括一通过光纤1与光源2连接的光学组件3, W对接收到的光信 号进行光电转换;
[0053] 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4, 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;
[0化4] 控制单元5;
[0055] 模数转换器件6;
[0056] 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。采用运种方案因其 基于GP0N_0LT采用的线性TIA,采用了 RF检波器来检测数据信号的幅度,进而使得本检测系 统相对于传统的检测电路具有W下的有益效果:其一,因 RF检波器自身带有的溫度补偿电 路,可W有效避免溫度漂移而对监控精度的影响;其二,因 RF检波器的输出与输入幅度呈对 数关系,可W保证更大接收光范围的精度,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;其立,因 RF检波器的引入,使得本系统不受APD及电路容 性影响,可W达到30ns内完成采样,大大改善了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;另外相比于传统的检测电路,本发明的检测系统至少节 省了 1个镜像源电路、2个运算放大器及多颗电阻电容的设计,功耗和成本得到显著控制,具 有功耗低、稳定性好、精度高、应用范围大、效率高的有利之处。并且,运种方式只是一种较 佳实例的说明,但并不局限于此。在实施本发明时,可w根据使用者需求进行适当的替换和 修改。
[0057] 在另一种实例中,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 7,W将接收到的光信号转换成相对应的电流信号;
[0058] 所述ATO通过一跨阻放大器TIA 8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。采用运种方案只是其中一种最佳的 配比方式,其适当的替换也能达到同样的功效,具有更好的适应性和应用范围的有利之处。 并且,运种方式只是一种较佳实例的说明,但并不局限于此。在实施本发明时,可W根据使 用者需求进行适当的替换和修改。
[0059] 在另一种实例中,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。采用运种方案具有可实施效果好,稳定性强, 适应性好的有利之处。并且,运种方式只是一种较佳实例的说明,但并不局限于此。在实施 本发明时,可W根据使用者需求进行适当的替换和修改。
[0060] 在另一种实例中,还包括一开关电路9,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。采用运种方案通过开关电路来控制射频检测器与模数转换器的导通状 态,而开关电路的工作状态又通过采样触发信号进而通过MCU的控制W实现,具有可实施效 果好,可控性高的有利之处,而其对控制单元及开关电路的限定,只是其中一种最佳的组合 方式,W使具有低功耗,低成本的效果,也可W做适当的更换,如所述MCU可W采用CPU、单片 机、终端机中的任意一种,具有功耗低,成本可控,结构简单的有利之处。并且,运种方式只 是一种较佳实例的说明,但并不局限于此。在实施本发明时,可W根据使用者需求进行适当 的替换和修改。
[0061] 上述方案还可W进一步地由应用所述检测系统的方法来实现,包括W下步骤:
[0062] 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;
[0063] 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;
[0064] 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。
[0065] 由于GP0N_0LT采用的TIA(前置跨阻放大器)通常为线性TIA,即放大器输出信号幅 度与接收光信号幅度成正比。而光信号中"Γ和"0"的光功率比值是恒定的,因此输入光信 号幅度与输入光信号强度成正比关系,从而得到"放大器输出信号幅度与接收光信号强度 成正比关系"的结论。基于此结论,可W采用RF检波器检测"放大器输出信号幅度",经计算 和校准,得到"接收光信号强度(及接收光功率)"。采用运种方案通过RF检波器来实现电压 信号幅度到电流功率值的转换计算,使其具有可实施效果好,可控性好,稳定性强的有利之 处。并且,运种方式只是一种较佳实例的说明,但并不局限于此。在实施本发明时,可W根据 使用者需求进行适当的替换和修改。
[0066] 在另一种实施例中,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。采用运种方案通过模拟开关电路和采样信号来实现 对GP0N-0LT的突发接收光功率的采样,具有可实施效果好,可控性强的有利之处。并且,运 种方式只是一种较佳实例的说明,但并不局限于此。在实施本发明时,可W根据使用者需求 进行适当的替换和修改。
[0067] 在另一种实例中,所述射频功率检波器型号被配置为AD8319时,WAD8319RF检波 器为例给出相应的计算过程及公式,RF即是射频的意思,根据AD8319资料,AD8319的传递函 数可W用W下公式表示:
[0068] V〇UT=XxV 化 OPE/DECxl〇glO(VlN/VlNTERCEPT)=XxVsLOPE/dBx20xl〇glO(VlN/VlNTERCEPT)
[0069] 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
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