專利名稱：測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計，尤其涉及該光功率 計的電路模塊。
背景技術(shù)：
目前FTTx (光纖到戶、光纖到大樓、光纖到駐地等的統(tǒng)稱)網(wǎng)絡(luò)建設(shè) 正成為國內(nèi)外接入網(wǎng)建設(shè)的熱點。無源光網(wǎng)絡(luò)(P0N)接入網(wǎng)技術(shù)是業(yè)內(nèi)公 認(rèn)的FTTx的最佳解決方案，這種技術(shù)可以使多個用戶共享單根光纖，從而 使得光分配網(wǎng)(0DN)中不需要使用任何有源器件，即不需要通過光/電/光 (0/E/0)轉(zhuǎn)換，這種點到多點的構(gòu)架大大降低了網(wǎng)絡(luò)安裝、管理和維護成 本。新一代的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必然會帶來新的測試問題，這就需要有新的測試 手段。
圖1A為PON系統(tǒng)的基本構(gòu)架下行信息流的分發(fā)，圖1B為上行信息流 的匯集。PON系統(tǒng)中上行信號采用1310 nm波長，下行信號采用1490和 1550 nm波長，分別以相反方向沿同一根光纖傳輸。G. 983確保1310 nm上 行信號保持沉默，直到被l 490 nm下行信號輪詢并分配一個傳輸窗口，這 意味著1310nm上行信號為被動發(fā)光，因為必須在光線路終端(OLT)(l 490 nm下行信號)和光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) (1 310 nm上行信號)之間建立通信鏈 路才能測量1310 nm上行信號。上行方向使用時分多址(TDMA)接入方式 將多個ONU的上行信息組織成一個時分復(fù)用(TDM)信息流傳送到OLT。 TDMA 接入是把傳輸帶寬劃分成一列連續(xù)的時隙根據(jù)傳送模式的不同，預(yù)先分配 或根據(jù)用戶需要分配這些時隙給用戶。在這種結(jié)構(gòu)中上行接入必須采用突 發(fā)模式，線路上的光信號即為突發(fā)光信號，正確檢測出突發(fā)光信號就是需
3要檢測出發(fā)射機激活發(fā)光期間的平均光功率。
現(xiàn)有技術(shù)中的標(biāo)準(zhǔn)光功率計只能正確測試連續(xù)的光信號，這樣如果使 用傳統(tǒng)的光功率計(記錄一個采樣周期內(nèi)的平均光功率)將不能得到正確
的測試結(jié)果，從而給網(wǎng)絡(luò)的安裝維護帶來困難，因此需要一種能滿足PON
系統(tǒng)功率測試要求的新型光功率計。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型需要解決的技術(shù)問題是提供了一種測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功 率計，旨在解決上述的問題。
為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
本實用新型包括 一個雙向耦合器；所述的雙向耦合器對上行信號分 光后直接接入1310nm突發(fā)模塊，對下行信號分光后先用高隔離度的WDM 將波長分開后再分別接入1490nm模塊和1550nm模塊；所述的1490nm模 塊和1550nm模塊經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相接；所述的1310nm突發(fā)模塊 包括經(jīng)過高速的光探測器PIN管轉(zhuǎn)化為成比例關(guān)系的電流；再由前置的 高速寬帶放大器組成的前置放大電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，電壓信號經(jīng)過信號 整形與電壓采樣和比較電路分別相連；比較電路經(jīng)延時電路、觸發(fā)電路與 MCU相連；電壓采樣的一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相連，電壓采樣的另 一路經(jīng)觸發(fā)電路和MCU相連；所述的1490nm模塊和1550nm模塊包括 通過PIN管與前端放大電路相接后與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是能測量PON網(wǎng)絡(luò)中的連 續(xù)1490nm和1550nm光信號，而且對突發(fā)的1310nm信號也可以進行測量， 從而解決了在PON網(wǎng)絡(luò)安裝過程中的功率測量的問題，為PON網(wǎng)絡(luò)的安裝 提供了極大的便利。
圖1A為PON系統(tǒng)的基本構(gòu)架中下行信息流的分發(fā)示意圖；圖1B為PON系統(tǒng)的基本構(gòu)架中為上行信息流的匯集示意圖； 圖2為本實用新型模塊圖3為1490nm模塊和1550nm模塊圖； 圖4為1310nm突發(fā)模塊圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖與具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細(xì)描述
由圖2、圖3、圖4可見本實用新型包括 一個雙向耦合器；所述的 雙向耦合器對上行信號分光后直接接入1310nm突發(fā)模塊，對下行信號分光 后先用高隔離度的WDM將波長分開后再分別接入1490nm模塊和1550nm模 塊；所述的1490nm模塊和1550nm模塊經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相接；所述 的1310nm突發(fā)模塊包括經(jīng)過高速的光探測器PIN管轉(zhuǎn)化為成比例關(guān)系的 電流；再由前置的高速寬帶放大器組成的前置放大電路轉(zhuǎn)化為電壓信號， 電壓信號經(jīng)過信號整形與電壓采樣和比較電路分別相連；比較電路經(jīng)延時 電路、觸發(fā)電路與MCU相連；電壓采樣的一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相連， 電壓采樣的另一路經(jīng)觸發(fā)電路和MCU相連；所述的1490nm模塊和1550nm 模塊包括通過PIN管與前端放大電路相接后與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連；
所述的MCU是ARM7處理器；
所述的MCU與LCD顯示裝置相連。
本實用新型的各個電路模塊均為現(xiàn)有技術(shù)，但是，本實用新型通過改 進現(xiàn)有電路，減小了電路噪聲，并通過選用更高帶寬，低噪聲的的芯片， 提高了電路的測量范圍，并可兼容APON, BPON， EPON， GPON，從而大大提高
了本設(shè)計產(chǎn)品的性能。
本實用新型采用了當(dāng)前流行的ARM，大大提高了 MCU的工作速度，提高
了MCU的反應(yīng)速度，并降低了在關(guān)機時的耗電電流。
本實用新型采用兩頭結(jié)構(gòu)，用雙向耦合器對測試線路進行分光，對上行信號(1310nm)分光后直接接入探測器進行功率探測。對下行信號(l 490 和1 550 nm)分光后先用高隔離度的WDM將波長分開后再分別接入探測器 進行功率探測。這樣就能同時探測3個波長的光功率，并且在測量過程中 線路可保持正常通信。
由于PON網(wǎng)絡(luò)要求測試功率時必須不影響原來的通訊，因此，本實用 新型只是從傳輸光中分了一部分進行測試，而整個光纖通訊仍然能正常工 作。
對于1490nm和1550nm模塊，主要是通過以下圖3過程進行功率測量。 而對于電路里面的1310nm突發(fā)模塊主要是通過下圖4進行功率測量 圖4中，輸入的1310突發(fā)光，經(jīng)過高速的光探測器PIN管轉(zhuǎn)化為成比 例關(guān)系的電流；再由前置的高速寬帶放大器組成的前置放大電路轉(zhuǎn)化為電 壓信號，然后經(jīng)過信號整形和電壓采樣，以及比較電路，A/D轉(zhuǎn)換電路， 將采集到的電壓信號送處理器處理，并顯示測量結(jié)果。
實現(xiàn)突發(fā)光信號功率檢測的基本思想是利用信號變換、信號整形、時 序同步、延時觸發(fā)控制和信號采樣保持技術(shù)，將高頻率的突發(fā)式的光信號 變?yōu)榈皖l率的可維持的電信號脈沖電平，結(jié)合檢測處理，從而實現(xiàn)PON系 統(tǒng)中上行突發(fā)光信號功率的檢測。
電路的設(shè)計重點在于前端信號的處理，即前置放大器和整形電路部 分，它將PIN管產(chǎn)生的電流信號轉(zhuǎn)換成具有一定線性對應(yīng)關(guān)系的電壓信 號，電壓信號的質(zhì)量將直接影響到后續(xù)電路檢測的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
本實用新型的難點在于將高速的突發(fā)的信號采集并測量出來，由于信 號非常的微弱， 一般的運算放大器的帶寬又很有限，變化速率也不高，并 且PIN管本身的輸出電流也很小，因此一款合適的運算放大器成為本實用 新型的難點。
為提高電路的測量范圍和測量精度，要求電路(1)放大器的帶寬要足夠高、增益足夠大和噪聲很?。?2) PIN管的結(jié)電容、結(jié)電阻、暗電流 和噪聲盡量?。?3)要求電源紋波和噪聲盡量小，盡量降低電路噪聲，從 而提高測試范圍。為此，應(yīng)選擇帶寬高、增益大和噪聲小的運算放大器； PIN管也應(yīng)選擇帶寬高、結(jié)電容和噪聲小的，為了減小結(jié)電容和噪聲；對 于前端放大的的電信號必須進行整形以利于后續(xù)電路的處理。
為了測量的兼容性，本實用新型可以測量AP0N， BP0N, EPON， GP0N信 號，這由電路設(shè)計時要充分考慮到的。
權(quán)利要求1、一種測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計，其特征在于包括一個雙向耦合器；所述的雙向耦合器對上行信號分光后直接接入1310nm突發(fā)模塊，對下行信號分光后先用高隔離度的WDM將波長分開后再分別接入1490nm模塊和1550nm模塊；所述的1490nm模塊和1550nm模塊經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相接；所述的1310nm突發(fā)模塊包括經(jīng)過高速的光探測器PIN管轉(zhuǎn)化為成比例關(guān)系的電流；再由前置的高速寬帶放大器組成的前置放大電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，電壓信號經(jīng)過信號整形與電壓采樣和比較電路分別相連；比較電路經(jīng)延時電路、觸發(fā)電路與MCU相連；電壓采樣的一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相連，電壓采樣的另一路經(jīng)觸發(fā)電路和MCU相連；所述的1490nm模塊和1550nm模塊包括通過PIN管與前端放大電路相接后與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計，其特征在于 所述的MCU是A賜7處理器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計，其特征在 于所述的MCU與LCD顯示裝置相連。
專利摘要本實用新型涉及一種測試無源光網(wǎng)絡(luò)的光功率計，包括一個雙向耦合器；雙向耦合器對上行信號分光后直接接入1310nm突發(fā)模塊，對下行信號分光后先用高隔離度的WDM將波長分開后再分別接入1490nm模塊和1550nm模塊；1490nm模塊和1550nm模塊經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相接；1310nm突發(fā)模塊包括經(jīng)過高速的光探測器PIN管轉(zhuǎn)化為成比例關(guān)系的電流；再由前置的高速寬帶放大器組成的前置放大電路轉(zhuǎn)化為電壓信號，電壓信號經(jīng)過信號整形與電壓采樣和比較電路分別相連；比較電路經(jīng)延時電路、觸發(fā)電路與MCU相連；電壓采樣的一路經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換模塊與MCU相連，電壓采樣的另一路經(jīng)觸發(fā)電路和MCU相連；對突發(fā)的1310nm信號也可以進行測量，從而解決了在PON網(wǎng)絡(luò)安裝過程中的功率測量的問題。
文檔編號G01J1/42GK201409137SQ20092006911
公開日2010年2月17日 申請日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者洋 姜, 李亮亮, 章新園, 春 陳 申請人:上海光家儀器儀表有限公司;上海光維通信技術(shù)有限公司