本發(fā)明涉及一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)固話網(wǎng)、電視廣播網(wǎng)、Internet數(shù)據(jù)網(wǎng)為代表的電信服務(wù)有了越來越高的需要，但不同網(wǎng)絡(luò)的重復(fù)投資造成資源的浪費(fèi)，以及管理的成本增加，基于三網(wǎng)融合技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了給接入網(wǎng)性能的提高；PON(無源光網(wǎng)絡(luò))作為接入網(wǎng)絡(luò)最引人關(guān)注的技術(shù)，在這幾年已經(jīng)深入人心，一些地區(qū)已經(jīng)有了相當(dāng)規(guī)模的應(yīng)用，其寬帶化、綜合化的接入特征成為各大運(yùn)營商進(jìn)行全業(yè)務(wù)運(yùn)營的重要手段之一，得到了普遍重視。因此光貓的需求將會(huì)越來越大，而如何高效、快捷的調(diào)試，對(duì)光貓的產(chǎn)量的提升起到了至關(guān)重要的作用，而GPON比EPON速率更高，得到了更廣泛的應(yīng)用。

但GPON接收端的靈敏度要求也比EPON更高，GPON BOSA接收端的光電探測器基本采用APD（雪崩光電二極管）；其基本原理是：在PN結(jié)光電二極管中，隨著置于PN結(jié)上的反向偏壓的增加，耗盡層內(nèi)的電場強(qiáng)度也增加，當(dāng)反向偏壓增加到一定值時(shí)，進(jìn)入耗盡層的光生載流子被電場加速而獲得足夠大的動(dòng)能，當(dāng)其與晶格碰撞時(shí)使價(jià)帶中的電子激發(fā)到導(dǎo)帶而產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。這些電子空穴對(duì)又被電場加速而獲得足夠大的動(dòng)能，又可產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)；依次類推，耗盡層內(nèi)的載流子數(shù)目劇增，發(fā)生雪崩效應(yīng)，從而使反向結(jié)電流倍增。在雪崩光電二極管擊穿電壓以下，產(chǎn)生的載流子總數(shù)是一定的，而在擊穿電壓以上，產(chǎn)生的載流子數(shù)量原則上是無限的。

APD工作過程中，在超過最佳靈敏度電壓前，APD偏壓增大時(shí)，接收靈敏度越來越好；超過最佳靈敏度電壓后，由于噪聲原因，接收靈敏度越來越差；故APD在最佳靈敏度電壓下工作非常重要，而APD的最佳靈敏度電壓不是一個(gè)固定值，它會(huì)隨著溫度的變化有相應(yīng)的改變，因此，需要對(duì)APD在不同溫度下的工作電壓進(jìn)行補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)，包括靈敏度調(diào)試終端、GPON光貓和溫度傳感器；所述的溫度傳感器用于采集GPON光貓中雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)溫度,溫度傳感器的輸出端與靈敏度調(diào)試終端連接；靈敏度調(diào)試終端還與GPON光貓雙向連接；所述的GPON光貓用于執(zhí)行靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令，并采集雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)電流傳輸給靈敏度調(diào)試終端；所述的靈敏度調(diào)試終端用于控制GPON光貓中的雪崩光電二極管APD電壓以步進(jìn)方式增加，并生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表, 在不同的溫度下對(duì)雪崩光電二極管APD的工作電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

所述的靈敏度調(diào)試終端包括電壓漸進(jìn)控制模塊、擊穿電壓檢測模塊、最佳靈敏度電壓計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊、調(diào)試列表生成模塊和溫度補(bǔ)償模塊；電壓漸進(jìn)控制模塊用于控制GPON光貓中的雪崩光電二極管APD電壓以步進(jìn)方式增加；擊穿電壓檢測模塊，用于通過GPON光貓采集的實(shí)時(shí)電流，檢測GPON光貓中雪崩光電二極管APD的擊穿電壓；最佳靈敏度電壓計(jì)算模塊用于根據(jù)所述的擊穿電壓計(jì)算最佳靈敏度電壓；數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊用于將計(jì)算的到的最佳靈敏度電壓與溫度傳感器采集到的當(dāng)前溫度值關(guān)聯(lián)；調(diào)試列表生成模塊用于根據(jù)關(guān)聯(lián)的最佳靈敏度電壓數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表；所述的溫度補(bǔ)償模塊用于根據(jù)APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表,在不同的溫度下對(duì)雪崩光電二極管APD的工作電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使其處于最佳靈敏度工作電壓。

所述的GPON光貓包括PON MAC芯片、激光器驅(qū)動(dòng)芯片、升壓電路、鏡像電路和雪崩光電二極管APD；所述的靈敏度調(diào)試終端與PON MAC芯片連接、PON MAC芯片與激光器驅(qū)動(dòng)芯片連接；激光器驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與升壓電路連接，升壓電路的輸出端與鏡像電路連接，鏡像電路的第一輸出端與雪崩光電二極管APD，鏡像電路的第二輸出端與激光器驅(qū)動(dòng)芯片連接。

所述的鏡像電路輸出的電流即GPON光貓采集的電流，由激光器驅(qū)動(dòng)芯片檢測，并通過PON MAC芯片傳輸給靈敏度調(diào)試終端。

所述的一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法，包括以下步驟：

S1.關(guān)斷GPON光貓中雪崩光電二極管APD的光接收通道；

S2.靈敏度調(diào)試終端控制GPON光貓以設(shè)定步進(jìn)逐步增加雪崩光電二極管APD的電壓；

S3.GPON光貓執(zhí)行靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令，并采集雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)電流傳輸給靈敏度調(diào)試終端；

S4.通過GPON光貓采集的實(shí)時(shí)電流檢測雪崩光電二極管APD的最佳靈敏度電壓，根據(jù)最佳靈敏度電壓和對(duì)應(yīng)溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表。

所述的步驟S3包括以下子步驟：

S301.PON MAC芯片接收靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令；

S302.PON MAC芯片依次通過激光器驅(qū)動(dòng)芯片、升壓電路和鏡像電路，控制雪崩光電二極管APD的電壓以步進(jìn)方式逐步增加；

S303.鏡像電路對(duì)電流進(jìn)行鏡像后，一路輸出給雪崩光電二極管APD，另一路輸出給激光器驅(qū)動(dòng)芯片；

S304.激光器驅(qū)動(dòng)芯片檢測來自與鏡像電路的實(shí)時(shí)電流，并通過PON MAC芯片傳輸給靈敏度調(diào)試終端。

所述的步驟S4包括以下步驟：

S401.靈敏度調(diào)試終端在接收到的實(shí)時(shí)電流達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，保存雪崩光電二極管APD的電壓，記為擊穿電壓；

S402.靈敏度調(diào)試終端根據(jù)擊穿電壓計(jì)算最佳靈敏度電壓；

S403.靈敏度調(diào)試終端將最佳靈敏度電壓和溫度傳感器采集到的對(duì)應(yīng)溫度值關(guān)聯(lián)，并根據(jù)最佳靈敏度電壓和對(duì)應(yīng)溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表。

在APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表生成后，還包括一個(gè)溫度補(bǔ)償步驟S5，所述的溫度補(bǔ)償步驟S5包括以下子步驟；

S501.在GPON光貓的工作過程中，溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測GPON光貓中雪崩光電二極管APD的溫度，并傳輸給靈敏度調(diào)試終端；

S502.靈敏度調(diào)試終端根據(jù)采集到的溫度，在APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表中查找對(duì)應(yīng)的最佳靈敏度電壓；

S503.靈敏度調(diào)試終端輸出控制指令，使GPON光貓中的雪崩光電二極管APD在對(duì)應(yīng)的最佳靈敏度電壓下工作。

本發(fā)明的有益效果是：通過控制GPON光貓中的雪崩光電二極管APD電壓以步進(jìn)方式增加，并通過GPON光貓采集的實(shí)時(shí)電流檢測雪崩光電二極管APD的最佳靈敏度電壓，根據(jù)最佳靈敏度電壓和對(duì)應(yīng)溫度值，并生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表作為依據(jù)，在不同的溫度下對(duì)雪崩光電二極管APD的工作電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使其處于最佳靈敏度工作電壓,效果好、成本低且方便快捷。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)原理框圖；

圖2為GPON光貓的原理框圖；

圖3為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖1所示，一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)，包括靈敏度調(diào)試終端、GPON光貓和溫度傳感器；所述的溫度傳感器用于采集GPON光貓中雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)溫度,溫度傳感器的輸出端與靈敏度調(diào)試終端連接；靈敏度調(diào)試終端還與GPON光貓雙向連接；所述的GPON光貓用于執(zhí)行靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令，并采集雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)電流傳輸給靈敏度調(diào)試終端；所述的靈敏度調(diào)試終端用于控制GPON光貓中的雪崩光電二極管APD電壓以步進(jìn)方式增加，并生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表, 在不同的溫度下對(duì)雪崩光電二極管APD的工作電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償。

在本申請中的實(shí)施例中,溫度傳感器以芯片的形式設(shè)置于GPON光貓內(nèi)部，且處于雪崩光電二極管APD的附近。

所述的靈敏度調(diào)試終端包括電壓漸進(jìn)控制模塊、擊穿電壓檢測模塊、最佳靈敏度電壓計(jì)算模塊、數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊、調(diào)試列表生成模塊和溫度補(bǔ)償模塊；電壓漸進(jìn)控制模塊用于控制GPON光貓中的雪崩光電二極管APD電壓以步進(jìn)方式增加；擊穿電壓檢測模塊，用于通過GPON光貓采集的實(shí)時(shí)電流，檢測GPON光貓中雪崩光電二極管APD的擊穿電壓；最佳靈敏度電壓計(jì)算模塊用于根據(jù)所述的擊穿電壓計(jì)算最佳靈敏度電壓；數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)模塊用于將計(jì)算的到的最佳靈敏度電壓與溫度傳感器采集到的當(dāng)前溫度值關(guān)聯(lián)；調(diào)試列表生成模塊用于根據(jù)關(guān)聯(lián)的最佳靈敏度電壓數(shù)據(jù)和當(dāng)前溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表；所述的溫度補(bǔ)償模塊用于在不同的溫度下對(duì)雪崩光電二極管APD的工作電壓進(jìn)行電壓補(bǔ)償，使其處于最佳靈敏度工作電壓。

如圖2所示，所述的GPON光貓包括PON MAC芯片、激光器驅(qū)動(dòng)芯片、升壓電路、鏡像電路和雪崩光電二極管APD；所述的靈敏度調(diào)試終端與PON MAC芯片連接、PON MAC芯片與激光器驅(qū)動(dòng)芯片連接；激光器驅(qū)動(dòng)芯片的輸出端與升壓電路連接，升壓電路的輸出端與鏡像電路連接，鏡像電路的第一輸出端與雪崩光電二極管APD，鏡像電路的第二輸出端與激光器驅(qū)動(dòng)芯片連接。

所述的鏡像電路輸出的電流即GPON光貓采集的電流，由激光器驅(qū)動(dòng)芯片檢測，并通過PON MAC芯片傳輸給靈敏度調(diào)試終端。

如圖3所示，所述的一種用于GPON光貓中APD的靈敏度調(diào)試系統(tǒng)的調(diào)試方法，包括以下步驟：

S1.關(guān)斷GPON光貓中雪崩光電二極管APD的光接收通道；

S2.靈敏度調(diào)試終端控制GPON光貓以設(shè)定步進(jìn)逐步增加雪崩光電二極管APD的電壓；

S3.GPON光貓執(zhí)行靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令，并采集雪崩光電二極管APD的實(shí)時(shí)電流傳輸給靈敏度調(diào)試終端；

S4.通過GPON光貓采集的實(shí)時(shí)電流檢測雪崩光電二極管APD的最佳靈敏度電壓(即最佳工作電壓)，根據(jù)最佳靈敏度電壓和對(duì)應(yīng)溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓（最佳工作電壓），生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表。

所述的步驟S3包括以下子步驟：

S301.PON MAC芯片接收靈敏度調(diào)試終端的電壓步進(jìn)命令；

S302.PON MAC芯片依次通過激光器驅(qū)動(dòng)芯片、升壓電路和鏡像電路，控制雪崩光電二極管APD的電壓以步進(jìn)方式逐步增加；

S303.鏡像電路對(duì)電流進(jìn)行鏡像后，一路輸出給雪崩光電二極管APD，另一路輸出給激光器驅(qū)動(dòng)芯片；

S304.激光器驅(qū)動(dòng)芯片檢測來自與鏡像電路的實(shí)時(shí)電流，并通過PON MAC芯片傳輸給靈敏度調(diào)試終端。

所述的步驟S4包括以下步驟：

S401.靈敏度調(diào)試終端在接收到的實(shí)時(shí)電流達(dá)到設(shè)定閾值時(shí)，保存雪崩光電二極管APD的電壓，記為擊穿電壓；

在本申請的實(shí)施例中，當(dāng)激光器驅(qū)動(dòng)芯片檢測到來自鏡像電路的實(shí)時(shí)電流（即APD的暗電流）為10uA，并傳輸給靈敏度調(diào)試終端時(shí)，認(rèn)為APD擊穿；此時(shí)APD的電壓Vbr即為擊穿電壓。

S402.靈敏度調(diào)試終端根據(jù)擊穿電壓計(jì)算最佳靈敏度電壓；

在本申請的實(shí)施例中，最佳靈敏度電壓值V=Vbr-3v。

S403.靈敏度調(diào)試終端將最佳靈敏度電壓和溫度傳感器采集到的對(duì)應(yīng)溫度值關(guān)聯(lián)，并根據(jù)最佳靈敏度電壓和對(duì)應(yīng)溫度值，計(jì)算不同溫度下的最佳靈敏度電壓，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表。

具體地,設(shè)最佳靈敏度電壓V對(duì)應(yīng)的溫度為T；

將V和對(duì)應(yīng)的T值寫入APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表后，按照溫度每升高2度，最佳靈敏度電壓增加0.1V的規(guī)律，計(jì)算-40度~120度中各個(gè)溫度值和電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，生成APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表；

即V1=V+0.1（T1-T）/2，T1取值范圍在-40度~120度，V1表示-40度~120度中每個(gè)T1的取值對(duì)應(yīng)的最佳靈敏度電壓。

在APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表生成后，還包括一個(gè)APD調(diào)試步驟S5，所述的APD調(diào)試步驟S5包括以下子步驟；

S501.在GPON光貓的工作過程中，溫度傳感器實(shí)時(shí)檢測GPON光貓中雪崩光電二極管APD的溫度，并傳輸給靈敏度調(diào)試終端；

S502.靈敏度調(diào)試終端根據(jù)采集到的溫度，在APD電壓對(duì)應(yīng)的溫度查找表中查找對(duì)應(yīng)的最佳靈敏度電壓；

S503.靈敏度調(diào)試終端輸出控制指令，使GPON光貓中的雪崩光電二極管APD在對(duì)應(yīng)的最佳靈敏度電壓下工作。