本發(fā)明實施例涉及光通信領域，特別涉及一種OLT光模塊及OLT。

背景技術：

PON(passive optical network，無源光網(wǎng)絡)作為光接入系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛地部署，并成為了國際通信聯(lián)盟的標準規(guī)范。

PON通常包括位于中心局的OLT(optical line termination，光線路終端)、多個位于用戶端的ONU(optical Network Unit，光網(wǎng)絡單元)和位于兩者之間的光分配網(wǎng)絡。當ONU向OLT發(fā)送上行突發(fā)信號時，多個ONU之間以時分復用的模式工作，OLT會控制每個ONU在不同的時間發(fā)送上行突發(fā)信號。由于光纖線路上還存在外界干擾，為了準確接收每個ONU發(fā)送的上行突發(fā)信號，OLT需要對ONU的上行突發(fā)信號進行基于RSSI(Received Signal Strength Indicator，接收信號強度指示)的光功率采樣，對得到的接收光功率值進行判斷。若接收光功率值位于恰當?shù)拈撝捣秶鷥?nèi)，則認為是一段上行突發(fā)信號。由于每個ONU離OLT的遠近不同，OLT還同時根據(jù)接收光功率值調(diào)整上行突發(fā)信號的接收門限。

OLT包括OLT系統(tǒng)設備和OLT光模塊。在ONU向OLT注冊成功后，OLT系統(tǒng)設備會控制ONU在分配的時隙中發(fā)送上行突發(fā)信號，同時OLT系統(tǒng)設備中的MAC芯片在對應的時隙向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號，OLT光模塊根據(jù)MAC_Triger對上行突發(fā)信號進行光功率采樣。但是，若ONU與OLT之間的光鏈路衰減較大或較小，會導致ONU無法在OLT上進行注冊。在未注冊成功時，OLT系統(tǒng)設備不會向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號，導致OLT光模塊也無法對上行突發(fā)信號進行光功率采樣。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決ONU未注冊成功時，OLT系統(tǒng)設備不會向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號，導致OLT光模塊也無法對上行突發(fā)信號進行光功率采樣的問題，本發(fā)明實施例提供了一種OLT光模塊及OLT。所述技術方案如下：

第一方面，提供了一種OLT光模塊，所述OLT光模塊包括：光信號接收端、跨阻放大器TIA、限幅放大器、D觸發(fā)器、微控制單元MCU、第一開關管、鏡像電流芯片和采樣保持電路；

所述光信號接收端與所述TIA的輸入端相連，所述TIA的差分輸出端與所述限幅放大器的輸入引腳相連；

所述限幅放大器的SD輸出引腳與所述D觸發(fā)器的時鐘引腳CLK相連，所述限幅放大器的SD輸出引腳與所述MCU的輸入引腳相連；

所述D觸發(fā)器的輸出引腳Q與所述第一開關管的控制端相連，所述D觸發(fā)器的復位引腳CLR與所述MCU的輸出引腳相連；

所述鏡像電流芯片的輸入端與所述光信號接收端相連，所述鏡像電流芯片的輸出端與所述第一開關管的輸入端相連；

所述第一開關管的輸出端與所述采樣保持電路的輸入端相連，所述采樣保持電路的輸出端與所述MCU的采樣引腳相連。

第二方面，提供了一種OLT，所述OLT包括：OLT系統(tǒng)設備和OLT光模塊，所述OLT系統(tǒng)設備與所述OLT光模塊通過總線相連；

所述OLT光模塊如上第一方面所述的OLT光模塊。

本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

通過在OLT光模塊中提供D觸發(fā)器、MCU、第一開關管和鏡像電流芯片等器件所構成的檢測電路；解決了ONU未注冊成功時，OLT系統(tǒng)不會向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號，導致OLT光模塊無法對上行突發(fā)信號進行光采樣的問題；達到了即便OLT光模塊未接收到MAC_Triger信號，限幅放大器上的SD信號也能觸發(fā)D觸發(fā)器將第一開關管進行導通，使得采樣保持電路和MCU能夠對光信號接收端接收到的光信號進行光功率采樣的效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明一個實施例提供的PON的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施例提供的OLT光模塊的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明一個實施例提供的突發(fā)檢測過程中的信號時序圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方式作進一步地詳細描述。

請參考圖1，其示出了本發(fā)明一個實施例提供的PON的結構示意圖。該PON包括：OLT和多個ONU。

OLT位于中心局，中心局可以是電信運行商所在的大樓。OLT包括有OLT系統(tǒng)設備12和OLT光模塊14。OLT系統(tǒng)設備12與OLT光模塊14之間通過總線相連，比如IIC總線。OLT系統(tǒng)設備12用于實現(xiàn)對ONU的管理、維護和測距。OLT光模塊14用于實現(xiàn)光信號和電信號的轉換、光信號的發(fā)送、光信號的接收、與OLT系統(tǒng)設備12的通信等功能。

OLT與ONU之間通過ODN(Optical Distribution Network，光分配網(wǎng)絡)相連。ONU為OLT與ONU之間提供光傳輸手段，其主要功能是完成光信號功率的分配，ONU是有光纖光纜、光連接器和光分路器等無源光元件組成的無源光配線網(wǎng)。示意性的，ODN中包括光分路器，OLT通過光分路器與32個或64個或128個ONU相連。

ONU位于用戶端，比如，ONU是位于用戶家中的“光貓”。ONU用于處理光信號并為多個小企業(yè)用戶和居民住宅用戶提供業(yè)務接口。ONU的網(wǎng)絡側是光接口而用戶側是電接口，因此ONU需要有光/電和電/光轉換功能。ONU通常與用戶家中的電話、電視或路由器等設備相連。

新連接或者非在線的ONU需要向OLT注冊，該注冊過程由OLT發(fā)起完成。當ONU注冊成功時，OLT會向ONU分配地址信息、發(fā)送下行數(shù)據(jù)、以及控制ONU向OLT發(fā)送上行數(shù)據(jù)。

當OLT向ONU發(fā)送下行數(shù)據(jù)時，OLT將下行數(shù)據(jù)廣播到各個ONU；各個ONU根據(jù)自身的地址信息，接收與自身有關的下行數(shù)據(jù)。

當ONU向OLT發(fā)送上行數(shù)據(jù)時，由于上行數(shù)據(jù)往往數(shù)據(jù)量小且時間規(guī)律性不高，各個ONU以時分復用模式工作。也即，由OLT向各個ONU分配時隙，ONU在分配到的時隙中向OLT發(fā)送上行數(shù)據(jù)，該上行數(shù)據(jù)的具體體現(xiàn)形式為上行突發(fā)信號(光信號)。

請參考圖2，其示出了本發(fā)明一個實施例提供的OLT光模塊的結構示意圖。該OLT光模塊可以實現(xiàn)成為圖1所示的OLT光模塊。該OLT光模塊包括：光信號接收端21、跨阻放大器TIA、限幅放大器LA、D觸發(fā)器22、微控制單元MCU、第一開關管N1、鏡像電流芯片23和采樣保持電路24；

光信號接收端21是PIN型光電二極管或APD(Avalanche Photo Diode，雪崩光電二極管)。

光信號接收端21與跨阻放大器TIA(trans-impedance amplifier)的輸入端TIA_IN相連。

跨阻放大器TIA具有兩個差分輸出端TIA_OUT。跨阻放大器TIA的兩個差分輸出端TIA_OUT與限幅放大器LA(Limiting Amplifer)的輸入引腳DIN相連。可選地，跨阻放大器TIA的差分輸出端通過耦合電容與限幅放大器LA的輸入引腳DIN相連。也即，跨阻放大器TIA的一個差分輸出端TIA_OUT通過耦合電容C1與限幅放大器LA的輸入引腳DIN相連，跨阻放大器TIA的另一個差分輸出端TIA_OUT通過耦合電容C2與限幅放大器LA的輸入引腳DIN相連?？蛇x地，耦合電容C1還通過電阻R1與限幅放大器LA的基準電壓引腳Vref相連，耦合電容C1還通過電阻R2與限幅放大器LA的基準電壓引腳Vref相連。

限幅放大器LA的SD輸出引腳與D觸發(fā)器22的時鐘引腳CLK相連，限幅放大器的SD輸出引腳還與MCU的輸入引腳P0.2相連?？蛇x地，限幅放大器LA的電源引腳與電源VCC相連，限幅放大器LA的兩個輸出引腳DOUT用于與OLT系統(tǒng)設備相連。

D觸發(fā)器22的輸出引腳Q與第一開關管N1的控制端相連，D觸發(fā)器22的復位引腳CLR與MCU的輸出引腳P0.1相連?？蛇x地，第一開關管N1是NMOS管。

鏡像電流芯片23的輸入端與光信號接收端21相連，鏡像電流芯片23的輸出端與第一開關管N1的輸入端相連。鏡像電流芯片23的另一端連接有高壓發(fā)生器HV。

第一開關管N1的輸出端與采樣保持電路24的輸入端相連，采樣保持電路24的輸出端與MCU的采樣引腳ADC相連。

可選地，OLT光模塊還包括：與第一開關管N1并聯(lián)的第二開關管N2；

第二開關管N2的第一端與鏡像電流芯片23的輸出端相連，第二開關管N2的第二端與采樣保持電路24的輸入端相連。

可選地，采樣保持電路24包括采樣電容Cs和運算放大器U；

采樣電容Cs的第一端與第一開關管N1的輸出端相連，采樣電容Cs的第一端還與第二開關管N2的輸出端相連，采樣電容Cs的第二端接地。運算放大器U的同相輸入端+與采樣電容Cs的第一端相連，運算放大器U的反相輸入端-與運算放大器U的輸出端相連，運算放大器U的輸出端還與MCU的采樣引腳ADC相連。

可選地，OLT光模塊還包括采樣電阻Rs。采樣電阻Rs的第一端與鏡像電流芯片23的輸出端相連，采樣電阻Rs的第二端接地。

可選地，MCU的電源引腳與電源VCC相連，MCU的接地引腳GND接地，MCU的另一輸入引腳P0.0還與第二開關管N2的控制端相連，該輸入引腳P0.0用于接收MAC_Triger信號。MAC_Triger信號是ONU注冊成功后，由OLT系統(tǒng)設備向OLT光模塊發(fā)送的觸發(fā)信號。

上述OLT光模塊的工作過程包括兩種不同的情況：一、ONU向OLT注冊成功的情況；二、ONU向OLT注冊失敗的情況。在第一種情況下，第二開關管N2用于在光信號接收端21探測到光信號且OLT光模塊接收到MAC_Triger信號時處于導通狀態(tài)，從而實現(xiàn)采樣過程；在第二種情況下，第一開關管N1用于在光信號接收端21探測到光信號且OLT光模塊未接收到MAC_Triger信號時處于導通狀態(tài)，從而實現(xiàn)采樣過程；。

下面對這兩種情況分別進行闡述：

一、ONU向OLT注冊成功的情況。

新連接或未連接的ONU會向OLT注冊。在ONU向OLT注冊成功時，OLT會控制ONU的上行發(fā)送過程。OLT系統(tǒng)設備會向ONU分配用于發(fā)送上行突發(fā)信號的時隙，當ONU向OLT發(fā)送上行突發(fā)信號后，OLT系統(tǒng)設備中的MAC芯片會根據(jù)預設的時序關系向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號。該MAC_Triger信號是低電平有效的信號。

OLT光模塊中的第二開關管N2用于在接收到該MAC_Triger信號后處于導通狀態(tài)。光信號接收端21用于在探測到光信號時，會產(chǎn)生響應電流Ipd。鏡像電流芯片23用于根據(jù)響應電流Ipd產(chǎn)生鏡像電流I，響應電流Ipd和鏡像電流I之間呈預定比例。第二開關管N2用于將鏡像電流I輸出至采樣保持電路24。具體來講，采樣電阻Rs用于將鏡像電流I轉換為充電電壓，第二開關管N2用于將充電電壓輸出至采樣電容Cs進行充電。

OLT系統(tǒng)設備中的MAC芯片會在預定時長后將MAC_Triger信號置為高電平。第二開關管N2還用于在MAC_Triger信號結束(變?yōu)楦唠娖?后處于截止狀態(tài)，采樣電容Cs停止充電。此時，采樣保持電路24進入采樣保持狀態(tài)，采樣電容Cs上的電壓值經(jīng)過運算放大器U的放大后，輸出至MCU。由于MCU也會通過輸入引腳P0.0接收到MAC_Triger信號，MCU用于在MAC_Triger信號變?yōu)楦唠娖胶髮\算放大器U放大后的電壓信號進行采樣，對采樣結果進行模數(shù)轉換，并根據(jù)模數(shù)轉換后的結果，得到本次采樣的接收光功率值。采樣完成后，采樣保持電路24中的采樣電容Cs放電，回到采樣之前的狀態(tài)。

二、ONU向OLT注冊失敗的情況。

若因為光鏈路的衰減太大或太小，導致ONU向OLT注冊失敗。OLT系統(tǒng)設備會控制ONU重新嘗試注冊，ONU會再次向OLT發(fā)送上行突發(fā)信號。但是在ONU未注冊成功時，OLT系統(tǒng)設備并不會向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號。

結合參考圖3，ONU向OLT發(fā)送上行突發(fā)信號ONU Packet，該上行突發(fā)信號ONU Packet是由強光(代表1)和弱光(代表0)所組成的光信號。光信號接收端21用于在探測到光信號后產(chǎn)生響應電流Ipd，跨阻放大器TIA用于根據(jù)響應電流Ipd輸出差分電信號，限幅放大器LA用于根據(jù)差分電信號輸出SD信號。具體地，限幅放大器LA用于檢測差分電信號的幅度是否大于預定門限，若差分電信號大于預定門限，則輸出SD信號；若差分電信號不大于預定門限，則不輸出SD信號。該SD信號會一路傳輸至D觸發(fā)器，另一路傳輸至MCU的輸入引腳P0.2。從圖3中可知，SD信號的產(chǎn)生時間略晚于上行突發(fā)信號ONU Packet的接收時間。SD信號是高電平有效的信號。

D觸發(fā)器用于根據(jù)SD信號控制第一開關管N1處于導通狀態(tài)。具體地，D觸發(fā)器的時鐘引腳CLK在接收到SD信號后，SD信號由低電平變?yōu)楦唠娖剿鶎纳仙貢|發(fā)D觸發(fā)器，D觸發(fā)器用于將輸出引腳Q的輸出信號由低電平變?yōu)楦唠娖?，該高電平會輸出至第一開關管N1的控制端。第一開關管N1用于在接收到高電平時處于導通狀態(tài)。

MCU用于根據(jù)SD信號開始計時。也即，MCU在輸入引腳P2.0接收到SD信號后開始計時。

另一方面，光信號接收端21產(chǎn)生響應電流Ipd后，鏡像電流芯片23用于根據(jù)響應電流Ipd產(chǎn)生鏡像電流I，響應電流Ipd和鏡像電流I之間呈預定比例。第一開關管N1用于將鏡像電流I輸出至采樣保持電路24。具體來講，采樣電阻Rs用于將鏡像電流I轉換為充電電壓，第一開關管N1用于將充電電壓輸出至采樣電容Cs進行充電。

MCU用于在計時時間達到閾值t時向D觸發(fā)器發(fā)送復位信號，如圖3中的輸出信號MCU_P0.1，D觸發(fā)器的復位引腳CLR會接收該復位信號。D觸發(fā)器用于根據(jù)復位信號控制第一開關管處于截止狀態(tài)。具體地，由于該復位信號是低電平有效的信號，D觸發(fā)器用于在接收到復位信號后，進行復位操作，將輸出引腳Q的輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖?，如圖3中輸出信號Q。第一開關管N1用于在接收到低電平時處于截止狀態(tài)，采樣電容Cs停止充電。此時，采樣保持電路24進入采樣保持狀態(tài)，采樣電容Cs上的電壓值經(jīng)過運算放大器U的放大后，輸出至MCU。其中，采樣電容Cs的電壓值如圖3中的電壓值Cs_V所示。

此外，MCU用于在計時時間達到閾值t后，對運算放大器U放大后的電壓信號進行采樣(Sample)，對采樣結果進行模數(shù)轉換，并根據(jù)模數(shù)轉換后的結果，得到本次采樣的接收光功率值。采樣完成后，采樣保持電路24中的采樣電容Cs放電，回到采樣之前的狀態(tài)。

可選地，ONU與OLT注冊所使用的上行突發(fā)信號的時長較短，MCU在計時時的閾值設置為300ns。

綜上所述，本實施例提供的OLT光模塊，通過在OLT光模塊中提供D觸發(fā)器、MCU、第一開關管和鏡像電流芯片等器件所構成的檢測電路，由D觸發(fā)器在接收到SD信號后控制第一開關管處于導通狀態(tài)，同時MCU根據(jù)SD信號進行計時且在計時達到閾值后進行采樣；解決了ONU未注冊成功時，OLT系統(tǒng)不會向OLT光模塊發(fā)送MAC_Triger信號，導致OLT光模塊無法對上行突發(fā)信號進行光采樣的問題；達到了即便OLT光模塊未接收到MAC_Triger信號，限幅放大器上的SD信號也能觸發(fā)D觸發(fā)器將第一開關管進行導通，使得采樣保持電路和MCU能夠對光信號接收端接收到的光信號進行光功率采樣的效果。

另外，由于MCU能夠在ONU未注冊成功時，計算得到ONU發(fā)送的上行突發(fā)信號的接收光功率值，從而一定程度上能夠判斷出ONU的注冊失敗原因是否由光鏈路的衰減較大或較小造成，也即能夠快速定位ONU不能向OLT注冊的原因，提高了光鏈路的故障檢測能力。

上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。

本領域普通技術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可以通過硬件來完成，也可以通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質中，上述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。