[发明专利]一种利用可编程逻辑单元对OLT光模块RSSI Trigger时序的处理装置和方法

说明书

技术领域

    本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种光网络时分复用模式下，对触发光功率采样的RSSI Trigger信号的时序，利用可编程逻辑单元进行处理的装置和方法。

背景技术

传统通信领域所用到的传输线路都是铜芯电缆，传输效率低，抗电磁干扰能力差。由于光纤具有传输效率高，抗电磁干扰能力强等特点，因此，随着对通信传输速率要求的提高，以及现代制造工艺的提升使光纤制造成本下降，现代通信领域越来越多的利用光纤进行信息的传输。光通信网络连接到用户终端的接入网，按照是否接入了有源器件可分为AON(Active Optical Network,有源光网络)和PON(Passive Optical Network，无源光网络)。由于PON具有维护简便，便于安装和拓展的特点，得到了广泛的使用，并成为了国际通信联盟的标准规范。

一个PON通常由一个位于中心局的OLT(Optical Line Terminal,光线路终端)，数个位于用户端的ONU(Optical Network Unit,光网络单元)和位于两者之间的光配线网络构成。当数据下行的时候，OLT将下行数据包广播到各个ONU，各ONU根据下行数据包中的地址信息各自进行匹配即可。当数据上行的时候，由于上行数据往往量小且时间规律性不高，现行的做法是让各个ONU以时分复用模式工作。同时由于光纤线路存在外界干扰的可能，这就需要OLT判断其接收到的某个光信号，是来自某个ONU的突发的上行信号，还是只是一段外界干扰。通用的做法是对该突发的上行信号进行基于RSSI（Received Signal Strength Indicator，接收信号强度指示，用于判断外界干扰）的光功率采样，对得到的接收光功率值进行判断，若在恰当的阈值范围内，便认为是一段上行信号，同时根据相应的数值调整接收门限。

如图1所示，一个典型的采样电路由采样保持电路、模数转换器和数字信号处理单元构成。其中采样保持电路除接收用于光功率检测的上行信号外，还要从OLT系统中接收用于启动该采样电路，触发采样的RSSI Trigger信号，即接收信号强度指示采样触发信号。采样电路在该RSSI Trigger的控制下，开始或停止光功率采样。 

根据IEEE802.3ah协议，一个完整的PON上行信号包括标准化的接收建立时间及CDR(Clock Data Recovery,时钟数据恢复)锁定时间大概400ns，加上最小取样时间600ns，实际的光包长时间为1us左右。这就要求OLT光模块在1us光包长时间内，完成采样保持电路中的电容充电，进入采样保持的过程。

《中国电信EPON设技术要求V2.1》在V2.0版本的基础上增加了“OLT的接收光功率检测”的规定：“OLT应支持对其接收到的来自每个ONU的上行平均光功率的测量功能，在-30dBm到－10dBm范围内的测量精度不劣于±1dB，最小测量取样时间不大于600ns”，只规定了最小报文长度及监控精度，但是对于触发OLT采样的RSSI Trigger却没有明确规定，这就导致了各系统厂商各自进行定义的现状。除了光包长度在1us以内，采样精度要求做到+/-1dB，满足协议要求外，各系统厂商出于成本或者ASIC(Application Specific Intergrated Circuits,专用集成电路)这类用户特殊要求的限制等因素的考虑，对RSSI Trigger的时序定义各不相同，主要有以下两种：

一种是较长的时序。通常集成在微处理器内部的模数转换器的采样率只有几十到几百KSPS(Kilo Samples per Second，每秒采样千次)，而速度高达几百MSPS（每秒采样百万次）的外部独立模数转换器价格又极其昂贵，会大大增加整个光模块的成本、体积和电路复杂度。因此，有的系统厂商与光模块厂商相互配合，定义了较长的RSSI Trigger时序，即采样电路外部提供足够长的RSSI Trigger时序，如图2所示，RSSI Trigger延迟大概在850ns(纳秒)左右，RSSI Trigger宽度为10us(微秒)，用以满足光模块使用的微处理器内部集成的模数转换器的采样率要求。

    另一种是较短的时序。有些系统厂商由于因为可以将高速模数转换器的成本转嫁到光模块厂商，或者受到用户特殊要求而定做的ASIC的限制，而定义了较短的RSSI Trigger时序，如图3所示，RSSI Trigger延迟大概在250ns左右，而RSSI Trigger宽度只有600ns。