[发明专利]一种高精度突发接收光功率监测的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种突发接收光功率监测的系统及方法。

背景技术

无源光网络（PON-Passive Optical Network）由于消除了电信局端与用户端之间的有源设备，不需要中途的光电中继或者信号处理，因此具有建网成本低，维护简单的优点。

在网络技术方面，无源光网络系统是一种一点到多点的系统，即一个光线路终端（OLT，Optical Line Terminal）与多个光网络终端（ONT，Optical Net Terminal）通过树形光纤链路连接。无源光网络中的上行方向，从各ONT到OLT的数据传输采用时分多址（TDMA，Time Division Multiple Access）的方式,也就是突发数据包的传输；在下行方向， OLT发出的信号是广播式发给所有的多个ONT(单点发送，多点接收)，各用户需要从中取出发给自己的数据。

GEPON（Gigabit Ethernet Passive Optical Network）和GPON（Gigabit-Capable Passive Optical Network）业务是异步的，在上行业务中，给每个用户一个传输数据的时隙，即从ONT到OLT的业务不是连续的，由一个个突发数据组成。无源光网络系统由于各个ONT的位置不同、距离不同、光线路状态不同，其光纤中传输损耗就不同，造成OLT 接收到的各个数据包光功率大小各异，所以要求OLT的接收部分为突发式、高动态范围，这也是突发模式光接收机的主要特点之一。

OLT设备可以分为光电模块和系统主机两个部分，光电模块完成光电信号的转换，同时提供光电性能的监控与告警（包括接收到的突发光功率大小监控）。在无源光网络（PON）系统中，OLT的上行数据接收工作在突发模式下，由于ONT的位置不同，所以常常需要OLT的光电模块实时监控上行ONT突发的发光功率，并根据监控的异常情况上报系统主机。由于ONT的发光时隙由OLT系统分配，最短的发光时间在数百纳秒，这种特殊的工作方式决定了OLT光模块必须使用突发的光功率测量电路，在数百纳秒的时间以内获取突发的光功率值。

图6是现有技术中OLT光模块测试突发接收光功率的装置的结构示意图。如图6所示，测试突发接收光功率装置的原理是，当ONT上行突发光信号输入后，光探测器61接收光信号并转换为电流信号输出给监测电路62，监测电路62再将该信号转换为与输入光功率大小成比例的模拟电压，然后采样保持电路63会将该模拟电压保持，直到模拟数字转换电路64完成模拟数字转换处理并输出到微处理器65得到相应的监测光功率值，最后再将该值存储在对应存储单元里供系统读取。

但是在现有的接收光功率监测技术中，都存在着测量动态范围有限的问题。比如采用电流-电压型的对数放大器来进行光功率监测的技术方案，但是该方案的缺点是在强光输入时，电压信号饱和，导致强光测试精度难以满足实际的测试需求；有的采用电流型的镜像电流源来进行光功率监测的技术方案，该方案的缺点是在弱光输入时，电流信号微弱，导致弱光测试精度难以满足实际的测试需求。

发明内容

本发明针对现有技术中OLT对突发接收光功率信号监测范围不足的问题，提供了一种新的监测系统和方法，采用分段监测的方式，针对接收到的强光和弱光分别采用各自最佳的监测电路，且分别采样保持和模数转换处理，大大提高了OLT模块在监测应用时的动态工作范围和精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种高精度突发接收光功率的监测系统，包括光探测器、模拟数字转换电路、微处理器，模拟数字转换电路的输出端直接连接到微处理器，还包括强光监测电路、第一采样保持电路、弱光监测电路和第二采样保持电路，光探测器分别连接到强光监测电路和弱光监测电路的输入端，强光监测电路的输出端连接到第一采样保持电路的输入端，弱光监测电路的输出端连接到第二采样保持电路的输入端，第一采样保持电路和第二采样保持电路的输出端分别连接到模拟数字转换电路的两个输入端。

上述的强光检测电路包括镜像电流源和电流-电压转换电路，所述镜像电流源的输入端与光探测器连接，输出端与电流-电压转换电路的输入端连接，电流-电压转换电路的输出端与第一采样保持电路的输入端连接；电流-电压转换电路，将镜像电流源的电流信号转换为电压信号。电流-电压转换电路包括但不限于负载电阻和跨阻放大电路中的任一种。