專利名稱：光功率測量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光功率測量裝置及方法。
技術(shù)背景無源光網(wǎng)絡(luò)(Passive Optical Network,以下簡稱PON)才支術(shù)是一種 點到多點的光纖接入技術(shù)，它由局側(cè)的光線路終端(Optical Line Terminal, 以下簡稱OLT)、用戶側(cè)的光網(wǎng)絡(luò)單元(Optical Network Unit,以下簡稱 ONU)或者光網(wǎng)絡(luò)終端(Optical Network Terminal,簡稱ONT)以及光分 配網(wǎng)絡(luò)(Optical Distribution Network,以下筒稱0DN)組成。所謂"無 源"，是指ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器 (Splitter)等無源器件組成，其管理維護的成本較低。如圖1A所示，為 PON系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，主要采用了樹型的拓樸結(jié)構(gòu)。如圖1B所示，為PON系統(tǒng)下刊^t據(jù)發(fā)送示意圖，在PON系統(tǒng)中，OLT到 ONU的數(shù)據(jù)傳輸方向為下行方向，采用時分復(fù)用(Time Division Multiplexing,簡稱TDM)方式，即下行數(shù)據(jù)發(fā)送是連續(xù)的，OLT將信息連 續(xù)的廣播給每個ONU,各個ONU選擇屬于自己的數(shù)據(jù)接收。如圖1C所示，為 PON系統(tǒng)上行數(shù)據(jù)發(fā)送示意圖，ONU到OLT的數(shù)據(jù)傳輸為上行方向，采用時分 多址(Time Division Multiple Access,簡稱TDMA )方式，即上行數(shù)據(jù)發(fā) 送是突發(fā)的，不同ONU占用不同的上行時隙，多個ONU通過時分復(fù)用的方式 共享上行鏈路。每個上行時隙間有避免沖突的保護時間間隔。在PON系統(tǒng)的部署和運行過程中，為了更準(zhǔn)確的定位數(shù)據(jù)傳輸中的故障 發(fā)生點及故障原因，在OLT和ONU端都需要測量本地發(fā)射和本地接收的光功率，通過測量到的光功率大小的變化，來檢測光發(fā)射端及傳輸過程中可能出 現(xiàn)的問題。如圖2A所示，為現(xiàn)有光功率檢測電路示意圖。電源1通過鏡像電流源2 為光電模塊3提供電源。鏡像電流源2用于將光電模塊3中的光電轉(zhuǎn)換器31 支路上的光電流鏡像到光功率測量裝置4中；當(dāng)光電轉(zhuǎn)換器31中無光信號入 射時，通過鏡像電流源2的電流信號^艮微弱，鏡像到光功率測量裝置4中的電 流也很微弱；當(dāng)光電轉(zhuǎn)換器31有光信號入射時，通過鏡像電流源2的電流信 號會增大，其變化幅度和入射光功率成正比。入射光信號產(chǎn)生的光電流經(jīng)光 電轉(zhuǎn)換器31進(jìn)入數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路32,實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)或增益控制，保證P0N 的正常通信。光功率測量裝置4測量入射光的光功率值。在該光功率檢測電路中，鏡像電流源2的響應(yīng)時間和入射光功率的大小 有關(guān)，入射光功率大時，通過鏡像電流源2的電流大，響應(yīng)時間短；入射光 功率小時，通過鏡像電流源2的電流小，響應(yīng)時間長。在需要對入射光的功 率值進(jìn)行快速測量的時候，該光功率檢測電路將無法達(dá)到要求。如圖2B所示，為現(xiàn)有光功率檢測另一電路示意圖。電源1為光電模塊 3'提供電源，光電轉(zhuǎn)換器31'將入射光信號轉(zhuǎn)換成電流信號，電流信號被數(shù) 據(jù)恢復(fù)電路32'中的跨阻抗放大器(Trans Impedance Amplifier,以下簡稱 TIA) 321'放大。TIA32T輸出兩路差分放大信號， 一路輸入限幅放大器 (Limited Amplifier,以下簡稱LA) 322'進(jìn)行二次;故大，另外一鴻-輸入光 功率測量裝置4'進(jìn)行光功率測量。通常TIA321'要將兩路差分信號同時輸入LA322',而在該光功率檢測電 路中，TIA321'只將其中的一路輸入LA322、另外一路輸入功率測量電路4'， 進(jìn)行光功率測量。這樣使進(jìn)入LA322'的信號幅度減小一半，導(dǎo)致光電模塊的 接收靈敏度下降，限制了光電模塊3'的使用范圍。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實施例提供一種光功率測量裝置及方法，在不影響光電模塊接收 靈敏度的情況下，以實現(xiàn)對光功率的快速測量。本發(fā)明實施例提供了一種光功率測量裝置，包括光電轉(zhuǎn)換器，用于將 入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣電阻，用于將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號； 放大單元，用于放大該電壓信號；功率計算單元，用于根據(jù)放大后的電壓信 號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率。本發(fā)明實施例提供了一種光功率測量方法，包括將入射光信號轉(zhuǎn)換為 電流信號；將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大該電壓信號；根據(jù)放大后的電 壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明實施例的光功率測量裝置及方法，實現(xiàn)了 快速的光功率測量，測量裝置的響應(yīng)時間不隨入射光功率的大小而變化，且 光功率測量裝置不會對光電模塊的接收靈敏度產(chǎn)生影響。下面通過具體實施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。


圖1A為P0N系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖1B為P0N系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)發(fā)送示意圖；圖1C為P0N系統(tǒng)上行數(shù)據(jù)發(fā)送示意圖；圖2A為現(xiàn)有光功率檢測電路示意圖；圖2B為現(xiàn)有光功率檢測另一電路示意圖；圖3為本發(fā)明光功率測量裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4A為本發(fā)明光功率測量裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4B為本發(fā)明光功率測量裝置實施例二的另 一結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明光功率測量裝置實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明包括光功率測量裝置的光網(wǎng)絡(luò)單元實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明包括光功率測量裝置的光線路終端實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明光功率測量方法實施例的流程示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例的方案是入射光信號功率的不同，采樣電阻兩端的電壓差 也不同，通過獲取采樣電阻兩端的電壓差，再根據(jù)電壓差和實際光功率的對 應(yīng)關(guān)系，計算出入射光的光功率數(shù)值，實現(xiàn)光功率測量。如圖3所示，為本發(fā)明光功率測量裝置實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖，該光功 率測量裝置包括光電轉(zhuǎn)換器8，用于將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣 電阻5，用于將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大單元6，用于放大電壓信號， 與采樣電阻5相連接；功率計算單元7,用于根據(jù)放大后的電壓信號與實際 光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率，與放大單元6相連接。其工作過程為不同功率的入射光經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器8將產(chǎn)生不同大小的 電流信號，電流信號在經(jīng)過如圖3中的采樣電阻5時，會在采樣電阻5兩端 產(chǎn)生電壓差，其電壓差值和入射光功率相對應(yīng)。放大單元6從采樣電阻5上 釆集電壓信號，并將其放大到適合測量的范圍之內(nèi)，將放大后的電壓信號輸 出給功率計算單元7,該功率計算單元7根據(jù)輸入其中的放大后的電壓信號 和實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，得到此時入射光功率。上述電壓信號和實際光功率的對應(yīng)關(guān)系是由如下方式得到的。用一個較 為精準(zhǔn)的功率測量儀器測量一可調(diào)光源的光功率值，該可調(diào)光源照射上述光 功率測量裝置中的光電轉(zhuǎn)換器8，功率計算單元7得到可調(diào)光源輸出的光功 率值的對應(yīng)電壓值，取一些典型電壓值和光功率值做成一個電壓值/入射光功 率值對應(yīng)表，該過程稱為校準(zhǔn)過程。再將該功率計算單元7用于測量實際入 射光功率時，只要根據(jù)上述對應(yīng)表找到放大后的實際電壓值，再對應(yīng)找到光 功率值即可。當(dāng)然，實際測量中入射光經(jīng)采樣放大后的實際電壓值并不能夠完全在對應(yīng)表中找到，這時，可在該對應(yīng)表中找到實際電壓值所在區(qū)間，再利用插值方法計算這個實際電壓值對應(yīng)的實際入射光功率值。例如如表一 所示的電壓值/入射光功率值對應(yīng)關(guān)系，當(dāng)?shù)玫降膶嶋H電壓值為1.3v時，找 到其在對應(yīng)表中的區(qū)間l~2v，然后利用等比例法計算對應(yīng)的光功率值，即T^7、-5丄，，實際光功率為1.06mW。所用的得到實際光功率的插值算 1.2 — 1 頭際光功率_1法可以有多種。表一:電壓值/v1234光功率值/mW11. 21. 82. 4在本實施例中，采樣電阻5的插入并不影響光信號的接收靈敏度，其響 應(yīng)時間也不會隨入射光功率的大小而變化，可以實現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的光功率測 量。如圖4A所示，為本發(fā)明光功率測量裝置實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖，該光功 率測量裝置包括上述的光電轉(zhuǎn)換器8、采樣電阻5、放大單元6及功率計算單 元7，其中放大單元6具體包括NPN三極管61,用于放大采樣電阻5轉(zhuǎn)換 的電壓信號，NPN三極管61的基極、集電極與采樣電阻5的兩端相連接；穩(wěn) 壓管62，用于減少NPN三極管61上的壓降，與NPN三極管61的發(fā)射極相連 接； 一個或多個串接電阻63,用于與采樣電阻5及穩(wěn)壓管62構(gòu)成NPN三極 管61的直流偏置，與穩(wěn)壓管62相串接。工作過程為電源為光電轉(zhuǎn)換器8，即雪崩光電二極管(Avalanche Photodiode,以下簡稱APD)8提供電源，APD8將入射光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 電流信號。在電源和APD8之間插入一采樣電阻5,其兩端分別接一NPN三極 管61的基極和集電極。NPN三極管61的發(fā)射極和地之間依次連有穩(wěn)壓管62、 電阻631和電阻632;采樣電阻5、電阻631、電阻632和穩(wěn)壓管62構(gòu)成NPN三極管61的直流偏置，使NPN三極管61可工作在線性放大區(qū)。由于APD81 正常工作時需要30 ~ 80V的電壓，超過了 一般NPN三極管61的電壓承受范圍， 所以需要用穩(wěn)壓管62來減少NPN三極管61上的壓降，并且通過增加穩(wěn)壓管 62，減小了整個裝置的功耗。電阻631和電阻632組成NPN三極管61的發(fā)射 極電阻，放大后的電壓信號從電阻631和電阻632之間輸出。采用兩個電阻 631和電阻632,是因為電阻631和電阻632阻值之和的大小影響NPN三極 管61的直流工作點，可供選擇的范圍很小，如果采用一個電阻，其阻值有可 能和后面功率計算單元7所需阻值不匹配，但采用兩個電阻后，既可以滿足 工作點對總阻值的要求，又可以在不改變總阻值的前提下，通過改變電阻631 和電阻632之間的比例關(guān)系，很好的匹配后面的功率計算單元7。無光入射APD8時，采樣電阻5上只有偏置電流通過，其兩端的電壓差為 一個固定值，NPN三極管61工作在直流偏置狀態(tài)；有光入射APD8時，APD8 產(chǎn)生的光電流通過采樣電阻5，使其兩端的電壓差發(fā)生變化，變化量和入射 光信號產(chǎn)生的光電流成正比。采樣電阻5兩端電壓的變化，改變了NPN三^L 管61的工作點，使通過電阻631和電阻632的電流發(fā)生變化，變化量和入射 光功率的大小成反比。電阻632上的電壓信號被功率計算單元7中的ADC71 采樣；P0N中的MAC模塊72可以準(zhǔn)確的知道何時有光入射光電轉(zhuǎn)換器，所以 可用于控制ADC71的采樣時間；ADC71將采樣數(shù)值輸入RAM73進(jìn)行緩存；也 可以讓ADC71 —直對輸入的信號進(jìn)行采樣，MAC模塊72控制RAM73的寫使能， 即只存儲用于光功率測量的采樣數(shù)值；CPU74將RAM73中存儲的采樣數(shù)值讀 出，根據(jù)該采樣數(shù)字信號值和實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，得到此時入射光的光 功率。該對應(yīng)關(guān)系也可以根據(jù)上述表一的方式得到。如圖4B所示，為本發(fā)明光功率測量裝置實施例二的另一結(jié)構(gòu)示意圖，該 光功率測量裝置包括上述實施例一的光電轉(zhuǎn)換器8、采樣電阻5、；故大單元6 及功率計算單元7，其中放大單元6具體包括PNP三極管61.用于放大采 樣電阻5轉(zhuǎn)換的電壓信號，PNP三極管61'的基極、發(fā)射極與采樣電阻5的兩端相連接；穩(wěn)壓管62',用于減少PNP三極管61'上的壓降，與PNP三極管 61'的集電極相連接； 一個或多個串接電阻63'，用于與采樣電阻5及穩(wěn)壓管 W構(gòu)成PNP三極管61'的直流偏置，與穩(wěn)壓管62'相串接。工作過程為電源為光電轉(zhuǎn)換器8，即雪崩光電二才及管(Avalanche Photodiode，以下筒稱APD)8提供電源，APD8將入射光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的 電流信號。在電源和APD8之間插入一采樣電阻5，其兩端分別接一PNP三極 管61'的基極和發(fā)射極。PNP三極管61'的集電極和地之間依次連有穩(wěn)壓管 6^、電阻631'和電阻632';采樣電阻5、電阻63F、電阻632'和穩(wěn)壓管62' 構(gòu)成PNP三極管61'的直流偏置，使PNP三極管61'可工作在線性放大區(qū)。由 于APD8正常工作時需要30 ~ 8 0V的電壓，超過了 一般PNP三極管61'的電壓 承受范圍，所以需要用穩(wěn)壓管62'來減少PNP三極管61'上的壓降，并且通過 增加穩(wěn)壓管62、減小了整個裝置的功耗。電阻631'和電阻632'組成PNP三 極管61'的集電極電阻，放大后的電壓信號從電阻631和電阻632之間輸出。 采用兩個電阻631'和電阻632、是因為電阻631'和電阻632'阻值之和的 大小影響PNP三極管61'的直流工作點，可供選擇的范圍很小，如果采用一 個電阻，其阻值有可能和后面功率計算單元7所需阻值不匹配，但采用兩個 電阻后，既可以滿足工作點對總阻值的要求，又可以在不改變總阻值的前提 下，通過改變電阻631和電阻632之間的比例關(guān)系，》艮好的匹配后面的功率 計算單元7。無光入射APD8時，采樣電阻5上只有偏置電流通過，其兩端的電壓差為 一個固定值，PNP三極管61'工作在直流偏置狀態(tài)；有光入射APD8時，APD8 產(chǎn)生的光電流通過采樣電阻5，使其兩端的電壓差發(fā)生變化，變化量和入射 光信號產(chǎn)生的光電流成正比。采樣電阻5兩端電壓的變化，改變了PNP三極 管6F的工作點，使通過電阻631'和電阻6W的電流發(fā)生變化，變化量和入 射光功率的大小成反比。電阻632'上的電壓信號被功率計算單元7中的ADC71 采樣；P0N中的MAC模塊72可以準(zhǔn)確的知道何時有光入射光電轉(zhuǎn)換器，所以可用于控制ADC71的采樣時間；ADC71將采樣數(shù)值送入RAM73進(jìn)行緩存；也 可以讓ADC71 —直對輸入的信號進(jìn)行采樣，MAC模塊72控制RAM73的寫使能， 即只存儲用于光功率測量的采樣數(shù)值；CPU74將RAM73中存儲的采樣值讀出， 根據(jù)該采樣數(shù)字信號值和實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，得到此時入射光的光功率。 該對應(yīng)關(guān)系也可以才艮據(jù)上述表一 的方式得到。在本實施例中使用的三極管放大器為線性放大器，線性放大器的放大倍 數(shù)不隨入射光功率的大小而變化；該放大器的前后還可以接低通濾波器(圖 中未示出)，以濾除該光功率測量裝置中的高頻噪聲，保證光功率測量的準(zhǔn) 確度。如圖5所示，為本發(fā)明光功率測量裝置實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖，該光功 率測量裝置包括上述的光電轉(zhuǎn)換器8、釆樣電阻5、放大單元6及功率計算單 元7，其中放大單元6具體包括采樣電阻5兩端分別串接電容64 (本實施 例中為兩個電容)，電容64用于濾除采樣電阻5兩端電壓信號中的直流高壓 成分，允許交流的電壓小信號通過；對數(shù)放大器65,用于放大采樣電阻5轉(zhuǎn) 換的電壓信號，兩輸入端分別與采樣電阻5兩端串接的電容64的另 一端相連 接。電源為APD8提供電源，APD8將入射的光信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電流信號。 電源和APD8之間插入采樣電阻5，采樣電阻5的兩端通過兩個電容64分別 接對數(shù)放大器65的輸入端。由于APD8正常工作時需要30 - 80V的電壓，超 過了一般IC芯片的電壓承受范圍，因此需要用電容64濾除信號中的直流高 壓成分，只允許交流的電壓小信號通過。無光入射APD8時，APD8不產(chǎn)生光電流，采樣電阻5兩端電壓差很小， 對數(shù)放大器65輸出一個穩(wěn)定的電壓值。有光入射APD時，APD8產(chǎn)生的光電 流在采樣電阻5的兩端產(chǎn)生電壓差，電壓信號通過兩個電容64,分別耦合進(jìn) 對數(shù)放大器65的兩個輸入端，對數(shù)放大器65將此差分信號放大，輸出一個 隨入射光功率變化的電壓信號，此電壓信號被功率計算單元7中的ADC71采樣。PON中的MAC模塊72準(zhǔn)確知道此時是否有光入射，通過控制ADC71或者 RAM73,記錄需要時刻的采樣數(shù)值；CPU74將采樣數(shù)值從RAM73中讀出，根據(jù) 采樣數(shù)值和實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，得到此時入射光的光功率。該對應(yīng)關(guān)系 也可以根據(jù)上述表一的方式得到。本實施例中采用的對數(shù)放大器在入射光功率小時，放大倍數(shù)大，在入射 光功率大時，放大倍數(shù)小，這樣可以提高小功率時的光功率測量精度。本發(fā)明實施例中的光功率測量裝置可以集成在光網(wǎng)絡(luò)單元或光線^4冬端中。如圖6所示，為本發(fā)明包括光功率測量裝置的光網(wǎng)絡(luò)單元實施例的結(jié)構(gòu) 示意圖。該光網(wǎng)絡(luò)單元ONU中包括有數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路9。該光網(wǎng)絡(luò)單元 O冊中還包括光電轉(zhuǎn)換器8，用于將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣電阻5，用于將 光電轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大單元6，用于放大輸入 的電壓信號，與采樣電阻5相連接；功率計算單元7，用于根據(jù)放大后的電 壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率，與放大單元6相連接。其中采樣電阻5與光電轉(zhuǎn)換器8相連接，光電轉(zhuǎn)換器8與數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制 電路9相連接，數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路9用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)或增益控制。在上述的功率計算單元7中具體可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC71,用于對放 大后的電壓信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出采樣數(shù)值；存儲單元RAM73,用于存儲 采樣數(shù)值；中央處理單元CPU74,用于根據(jù)存儲的采樣數(shù)值與實際光功率的 對應(yīng)關(guān)系得到入射光的光功率。在本實施例中，采樣電阻5的插入并不影響數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路9對數(shù)據(jù) 的正?；謴?fù)和控制，對光電轉(zhuǎn)換器8的靈l丈度沒有影響；采樣電阻5的響應(yīng) 時間也不隨入射光功率的大小而變化，所以可實現(xiàn)光功率測量的快速響應(yīng)。如圖7所示，為本發(fā)明包括光功率測量裝置的光線路終端實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該光線路終端OLT中包括有數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路9。該光線路終端 OLT中還包括光電轉(zhuǎn)換器8，用于將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣電阻5，用于將 光電轉(zhuǎn)換器8轉(zhuǎn)換的電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大單元6，用于放大輸入 的電壓信號，與采樣電阻5相連接；功率計算單元7，用于根據(jù)放大后的電 壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率，與放大單元6相連 接。其中采樣電阻5與光電轉(zhuǎn)換器8相連接，光電轉(zhuǎn)換器8與數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制 電路9相連接，數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路9用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)恢復(fù)或增益控制。在上述的功率計算單元7中具體可包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC71，用于對放 大后的電壓信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出采樣數(shù)值；存儲單元RAM73,用于存儲 采樣數(shù)值；中央處理單元CPU74，用于根據(jù)存儲的采樣數(shù)值與實際光功率的 對應(yīng)關(guān)系得到入射光的光功率。在本實施例中，采樣電阻5的插入并不影響數(shù)據(jù)恢復(fù)/控制電路82對數(shù) 據(jù)的正常恢復(fù)和控制，對光電轉(zhuǎn)換器8的靈敏度沒有影響；采樣電阻5的響 應(yīng)時間也不隨入射光功率的大小而變化，所以可實現(xiàn)光功率測量的快速響應(yīng)。如圖8所示，為本發(fā)明光功率測量方法實施例的流程示意圖，具體步驟 如下步驟IOI、將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號； 步驟102、將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；該電流信號流經(jīng)采樣電阻，，從采樣電阻的兩端獲取電壓差值信號，從 而得到電壓信號；步驟103、放大該電壓信號；對電壓信號進(jìn)行放大，具體的可以采取線性放大的方法或?qū)?shù)放大的方 法。并且，采用對數(shù)放大，在入射光功率小時，放大倍數(shù)大，在入射光功率 大時，放大倍數(shù)小，可以提高小功率時的光功率測量的精度；步驟104、根據(jù)放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率。步驟104可利用如表一所示的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，來計 算入射光的光功率，具體還可以分為如下步驟步驟1041、對放大后的電壓信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出采樣數(shù)值； 步驟1042、存儲采樣數(shù)值；步驟1043、根據(jù)存儲的采樣數(shù)值與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系得到入射光的 光功率。本實施例的光功率測量方法，通過采樣電阻的采樣來獲得與入射光的光 信號對應(yīng)的電壓信號，并不影響采樣后其他電路對入射光信號的數(shù)據(jù)的正常 恢復(fù)和控制，對光電轉(zhuǎn)換的靈敏度亦沒有影響；采樣電阻的響應(yīng)時間也不隨 入射光功率的大小而變化，所以可實現(xiàn)光功率測量的快速響應(yīng)。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其 限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或 者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種光功率測量裝置，其特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換器，用于將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣電阻，用于將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大單元，用于放大所述電壓信號；功率計算單元，用于根據(jù)所述放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算所述入射光的光功率。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述電壓信號 為從所述采樣電阻兩端獲取的電壓差值信號。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述放大 單元為線性放大單元或?qū)?shù)放大單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述線性放大 單元包括三極管，用于放大所述采樣電阻轉(zhuǎn)換的所述電壓信號，所述三極管的兩 端分別與所述采樣電阻的兩端相連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述線性放大 單元還包括穩(wěn)壓管，用于減少所述三極管的壓降，所述穩(wěn)壓管的一端與所述三極管 的第三端相連接；一個或多個串接電阻，用于與所述采樣電阻及所述穩(wěn)壓管構(gòu)成所述三極 管的直流偏置，與所述穩(wěn)壓管的另一端相串接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述對數(shù)放大 單元包括對數(shù)放大器，用于對所述電壓信號進(jìn)行對數(shù)放大。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的光功率測量裝置，其特征在于，所述對數(shù)放大 單元還包括多個電容，用于濾除所述釆樣電阻兩端電壓信號中的直流高壓信號，允 許交流的電壓小信號通過，所述多個電容分別串接于所述采樣電阻的兩端，與所述對數(shù);改大器的兩輸入端相連接。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5、 6或7所述的光功率測量裝置，其特征在 于所述功率計算單元包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對所述放大后的電壓信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出采樣數(shù)值；存儲單元，用于存儲所述采樣數(shù)值；中央處理單元，用于根據(jù)所述存儲的采樣數(shù)值與所述實際光功率的對應(yīng) 關(guān)系得到所述入射光的光功率。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的光功率測量裝置，其特征在于所述功率計算單 元還包括媒質(zhì)接入控制模塊，用于控制所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器對所述放大后的電壓信號 進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換的時間，或控制所述存儲單元存儲所述采樣數(shù)值的時間。
10、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 4、 5、 6、 7或9所述的光功率測量裝置，其特 征在于，所述光功率測量裝置集成在光網(wǎng)絡(luò)單元或光線路終端中。
11、 一種光功率測量方法，其特征在于，包括 將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；將所述電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號； 放大所述電壓信號；根據(jù)所述放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算所述入射光 的光功率。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光功率測量方法，其特征在于，所述將所述 電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號包括從所述電流信號流經(jīng)的采樣電阻兩端獲取電 壓差值信號，得到所述電壓信號。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的光功率測量方法，其特征在于，所述放大所述電壓信號包括線性放大或?qū)?shù)放大所述電壓信號。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11、 12或13所述的光功率測量方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算所述入射光 的光功率包括對所述放大后的電壓信號進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出釆樣數(shù)值； 存儲所述采樣數(shù)值；根據(jù)所述存儲的采樣數(shù)值與所述實際光功率的對應(yīng)關(guān)系得到所述入射光 的光功率。
全文摘要
本發(fā)明實施例涉及一種光功率測量裝置，包括光電轉(zhuǎn)換器，用于將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；采樣電阻，用于將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大單元，用于放大電壓信號；功率計算單元，用于根據(jù)放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率。本發(fā)明還涉及一種光功率測量方法，包括將入射光信號轉(zhuǎn)換為電流信號；將電流信號轉(zhuǎn)換成電壓信號；放大電壓信號；根據(jù)放大后的電壓信號與實際光功率的對應(yīng)關(guān)系，計算入射光的光功率。本發(fā)明實施例的光功率測量裝置、光網(wǎng)絡(luò)單元及光線路終端，實現(xiàn)了快速的光功率測量，測量裝置的響應(yīng)時間不隨入射光功率的大小而變化，且光功率測量裝置不會對光電模塊的接收靈敏度產(chǎn)生影響。
文檔編號H04B10/08GK101217310SQ20071030427
公開日2008年7月9日 申請日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者廖振興, 徐之光 申請人:華為技術(shù)有限公司