一种对光模块的收端光功率进行校准的方法技术

本发明专利技术公开了一种对光模块的收端光功率进行校准的方法，所述光模块为接收端组件采用APD雪崩光电二极管的SFP小型可热插拔光电收发模块。本发明专利技术通过提供一种针对使用APD雪崩光电二极作为接收端组件的SFP光模块产品，对该光模块收端光功率进行校准的方法，因其采用二次函数曲线逼近对数曲线的方法来拟合校准收端光功率的方法，使得其在保证了协议精度为±3dB要求甚至超过协议要求的监控精度；同时对于光模块中的MCU微控制器而言，因其只需要进行平方运算，校准系数只有三个常量，解决了传统的复杂对数运算而导致的MCU微控制器无法满足时序，资源的浪费，增大负荷等问题，具有提高MCU微控制运算及运行效率的有益效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种在光信号传输情况下使用的光模块。更具体地说，本专利技术设及一 种用在光信号传输情况下的光模块收端光功率校准方法。
技术介绍
按照SFF-8472协议规定，光模块需要在不同的接收端光功率输入下，实时采样接 收端光功率并上报给设备，W此达到监控和诊断光模块是否正常工作、链路衰减是否正常 的目的。因此光模块生产过程中需要对收端光功率进行校准，从而使得光模块在不同光功 率输入的情况下能准确监控并上报。协议规定监控的光功率精度为±3地，部分设备厂家要 求的精度为±1. 5地甚至更高，因此，如何提高光模块收端光功率的监控精度尤为重要。 普通带数字诊断功能的SFP光模块多采用线性的PIN光电二极管作为接收端组 件，然而随着光通信技术的发展，长距离传输的迫切要求使得SFP光模块采用了具有非线 性特性的ATO雪崩光电二极管器件，且其使用更加广泛。 对于采用PIN光电二极管作为接收端组件的光模块其传统的线性校准方法是，通 过控制衰减器的衰减分别输入到光模块一个强光和一个弱光，再分别采样两个点的光电流 值，得到两组数据（PWRi、PWR2和I1、12)，从而计算出一次函数（PWR=k?I+b)中的两个参 数k和b，将该两个参数写入下位机完成校准。光模块正常工作时，实时采样接收端的光电 流值，再根据上述公式计算出此时的光功率值，按照协议要求写入A2 区域，完成 监控值上报。 对于采用ATO雪崩光电二极管作为接收端光组件的光模块，由于其具有非线性特 性，导致传统的线性校准方法无法满足精度要求。尤其是ATO器件，其I-P曲线的指数关系 更是无法直接采用传统的线性校准方式，如果采用传统线性方法进行校准，无法保证±3地 的精度要求，因此只能采用如下介绍的对数关系进行校准，W使其达到协议精度的要求。 光模块选择使用ATO雪崩光电二极管作为接收端组件的原因，主要是为了利用雪 崩倍增效应使光电流倍增后提高接收灵敏度，而ATO雪崩光电二极管需要有一定的反向偏 压才能产生相应的倍增效应，因此ATO雪崩光电二极管的正常工作电压始终在临近击穿电 压（Vbr)附近，当收端光功率很小时（PWR<-20地m)，光电流变化也很小，当收端光功率大到 一定程度后，输出的光电流将会呈指数型增长，通过坐标关系可W绘制出如图1所示的图 表。 APD雪崩光电二极输出光电流（I)和输入光功率（PWR)的关系可W用如下公式表 示：[000引 I=k?a?+b(公式 1) 对于光模块而言，其需要通过接收端的电路实时采样光电流，通过公式2计算出 此时的光功率，并更新到SFF-8472协议规定的邸PROM字节。 PWR=k?logal+b(公式 2) 由公式2可知，接收端光功率PWR和光电流的关系（P-I)如图2,呈对数关系。 采用对数关系进行光模块的校准，其校准虽然能达到协议精度要求，但却在光模 块正常工作时，其每一次光功率的监控上报均需要进行对数运算，才能实现。然而出于成本 和封装的考虑，光模块多采用MCU微控制器或者集成巧片完成其需要的计算功能，但MCU微 控制器对于浮点型运算的支持很有限，如果采用公式2进行对数运算，会占用MCU微控制器 太多资源，增加了MCU微控制器的负荷，影响其运算及运行速度。
技术实现思路
本专利技术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。 本专利技术还有一个目的是通过提供一种针对使用ATO雪崩光电二极作为接收端组 件的SFP光模块收端光功率进行校准的方法，因其采用二次函数曲线逼近对数曲线的方法 来拟合校准收端光功率的方法，使得其在保证了协议精度为±3地要求甚至超过协议要求 的监控精度；同时对于光模块中的MCU微控制器而言，因其只需要进行平方运算，校准系 数只有=个常量，相对于传统的校准方法中复杂对数运算，其具有运算简单，易于实现的优 点。 本专利技术还有一个目的是通过提供一种采用本专利技术校准方法的光模块进行光功率 数字监控上报的方法，光模块在工作时，MCU微控制器计算中最复杂的环节也只设及平方运 算，不设及对数关系运算，相对于采用传统的校准方法的光模块进行光功率数字监控上报， 其解决了MCU微控制器复杂对数运算导致的MCU微控制器无法满足时序，资源的浪费，增大 负荷等问题，使得MCU微控制器运算简单，其运算负荷量显著减少，其响应及运行速度得到 显著提高。 为了实现根据本专利技术的该些目的和其它优点，提供了一种对光模块的收端光功率 进行校准的方法，所述光模块为接收端组件采用ATO雪崩光电二极管的SFP小型可热插拔 光电收发模块，包括W下步骤： 步骤一，所述光模块的ATO雪崩光电二极管接收外部设备依次输入的n个大小 不同光功率值PWR。对应的光信号，其中所述n的取值为3,所述光功率值PWR。的取值范围 为-6地m~-32地m; 步骤二，所述光模块的ATO雪崩光电二极管接收到的光信号分别转换成对应的光 电流输出给所述光模块的采样电路，所述采样电路输出对应的光电流值I。到MCU微控制 器； 步骤=，所述MCU微控制器基于光功率值PWR。^及光电流值I。，根据W下公式求 出所述光模块接收端光功率所对应的校准系数a、b、C;【主权项】1. ，所述光模块为接收端采用Aro雪崩光 电二极管的SFP小型可热插拔光电收发模块，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，所述光模块的Aro雪崩光电二极管接收外部设备依次输入的η个大小不 同光功率值PWRn对应的光信号，其中所述η的取值为3,所述光功率值PWRn的取值范围 为-6 ~_32dBm ; 步骤二，所述APD雪崩光电二极管将接收到的光信号分别转换成对应的光电流输出给 所述光模块的采样电路，所述采样电路输出对应的光电流值1"到MCU微控制器； 步骤三，所述MCU微控制器基于光功率值PWRn以及光电流值I n，根据以下公式求出所 述光模块接收端光功率所对应的校准系数a、b、c ; PlVR11 ^ a*I2n+b*In+c 步骤四，所述MCU微控制器将校准系数a、b、c以及步骤三中的公式，分别写入EEPPOM 存储器中指定的校准区域，完成校准。2. 如权利要求1所述的对光模块的收端光功率进行校准的方法，其特征在于，在步骤 一中，所述外部设备包括激光器和光衰减控制器，所述激光器产生激光信号，并通过光衰减 器将所述激光信号调整成与光功率值PWR n对应的光信号输入至所述光模块的AH)雪崩光 电二极管中。3. -种采用如权利要求1-2所述校准方法的光模块，其特征在于，包括：所述光模块的 收端包括APD雪崩光电二极管、MCU微控制器，所述APD雪崩光电二极与MCU微控制器通过 采样电路进行连接，且所述MCU微控制器还连接有EEPPOM存储器。4. 一种采用如权利要求1-2所述的光模块对其收端的光功率进行上报的方法，其特征 在于，包括以下步骤： 步骤一，所述光模块的Aro雪崩光电二极管接收光信号，并将其转换成对应的光电流 输出给采样电路，所述采样电路输出对应的光电流值I到MCU微控制器； 步骤二，所述光模块的MCU微控制器读取EEPPOM存储器校准区域中存储的光模块收端 光功率校准系数a、b、c，并基于接收到的光电流值I，采用以下公式 PffR = a · I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对光模块的收端光功率进行校准的方法，所述光模块为接收端采用APD雪崩光电二极管的SFP小型可热插拔光电收发模块，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，所述光模块的APD雪崩光电二极管接收外部设备依次输入的n个大小不同光功率值PWRn对应的光信号，其中所述n的取值为3，所述光功率值PWRn的取值范围为‑6～‑32dBm；步骤二，所述APD雪崩光电二极管将接收到的光信号分别转换成对应的光电流输出给所述光模块的采样电路，所述采样电路输出对应的光电流值In到MCU微控制器；步骤三，所述MCU微控制器基于光功率值PWRn以及光电流值In，根据以下公式求出所述光模块接收端光功率所对应的校准系数a、b、c；步骤四，所述MCU微控制器将校准系数a、b、c以及步骤三中的公式，分别写入EEPPOM存储器中指定的校准区域，完成校准。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范巍，李平，
申请(专利权)人：四川华拓光通信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51