智能化光模块设计

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标准接口：模块提供RS485接口、RS232接口或TTL接口。
应用专业型智能光模块所设计的光纤直放站，能与原有设计兼容， 并可平滑升级；多种接口选择，可以实现直放站内部分布式监控，有 效提高直放站监控的可靠性；人性化的接口界面，使产品的检验、生 产、调试、开通和维护更方便。
智能化现状及标准
智能化现状及标准
智能化现状及标准
在直放站运行过程中，监控系统通过无线MODEM 将直放站工作状态的相关信息发送给监控中心（网管 中心），监控中心的控制信息可以通过无线MODEM 发送给直放站系统，修改直放站系统的工作状态。 光纤直放站只在主站安装无线MODEM实现对系统 的远程监控，从站通过主站联系监控中心。主从站之 间有一个专用通道作为直放站系统的监控信道，该信 道传输的信号采用FSK方式进行数字调制，再将信号 调制到光路上进行传输。
硬件框图
• 单片机主要部件有8个，通过片内总线连接而成:中央处理器（CPU）、数 据存储器（RAM）、程序存储器（ROM/EPROM）、并行输入/输出口（P0口 -P3口）、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。
单片机了解及编程思路
单片机了解及编程思路
2.编程思路： 。分析问题； 。确定算法； 。画出程序流程图； 。编写程序； 。调试程序； 。建立健全的文档资料；
智能化光模块设计思路分解
2.解决问题： .DDMI的5个监控量用A/D转换采样读数实现； .A0H可以外挂EEPROM （24C02）或MCU 规划FLASH 实现； .可调电位器可用可编程数字电位器或MUC查表算 法,PWM调制,IDAC转换等方法实现; .LD,PA数控功能可外挂EEPROM或MCU编程控制; .自动化生产反馈信号通过MCU采样编程实现; .其他附加功能具体分析
智能化现状及标准
智能化现状及标准
• 智能化光模块应用及特点（盛华公司）：
应用情况：
• 用户在使用专业智能型光模块时，只需通过标准数据接口（RS232/RS485/通 用串口），设置模块的所有参数，光模块就能自动完成所有功能，如发光功率、 收光功率、射频功率发无光、收无光、射频衰减控制、光纤直放站点一拖一控制、 一拖多控制等，此外，还可设置光路自动补偿，使光纤直放站做到免调试，方便 工程开通。
智能化现状及标准
FSK (Frequency-shift-keying): 移频键控。 就是用数字信号去调制载波的频率。是信息传输中 使用得比较早的一种调制方式，它的主要优点是：实 现起来比较容易，抗噪声与抗率减的性能较好。 最常用的是两个频率承载二进制1和0的双频FSK系 统。
智能化现状及标准
3.光模块智能化设计标准： 多元协议----SFP MAS；
智能化现状及标准
DDMI协议----SFF-8472；
智能化现状及标准
智能化光模块设计思路分解
1.提出问题： .DDMI功能实现； .A0H信息设置实现； .生产调试中可调电位器实现； .LD，PA的数控功能实现； .自动化生产反馈信号实现； .其他附加功能实现;
•百度文库
硬件结构
• • AT89S52单片机是在一块芯片中集成了CPU，RAM，ROM、定时器/计数器和多种 功能的I/O线等一台计算机所需要的基本功能部件。MCS-51单片机内包含下列几 个部件： 一个8位CPU；
单片机了解及编程思路
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光模块智能化需求
2.生产工艺需要: 我们现有产品:1×9, SFP, PON 等大部分产品都需要 用电位器(可调电阻)调节模块的工作点。 存在问题：大批量生产自动化水平低； 机械触点电位器可靠性低； 特殊客户强制要求； 解决办法：智能化数字电位器； 用廉价工业级MCU；
光模块智能化需求
3.产品功能升级需要： 随着光纤通信的高速发展，光通路的智能化管理和维 护量越来越大，这就要求光模块除了自身的光电转换 功能外具备自检功能，即DDMI功能。 解决办法：用智能化的专用IC（DS1856，DS1859， DS1863 等）； 用工业级的小封装MCU（MEG168， MEG88，C8051F330/336 等）；
智能化现状及标准
智能化现状及标准
第四阶段：智能功放型光模块 第四代智能功放型光模块（光电模块组）是在第三代 的基础上不仅实现网管和监控功能，在上行链路将集 成直放站中低噪声放大器的功能，在下行链路将集成 直放站中。功率放大器的功能，这样远端直放站中只 需要光模块和双供器及电源，实现了直放站的高度集 成化，其结构如图1-4所示。
智能化现状及标准
第二阶段：模拟控制型光模块 发展到第二代光收发模块后，光模块（光电模块组） 集成了FSK Modem模块。FKS模块实现的是直放站监 控信号的传输功能，该模块的集成，使系统减少了一 个独立模块，一定程度上降低了直放站系统安装维护 的复杂性，其结构如图1-2所示。
智能化现状及标准
智能化现状及标准
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智能化现状及标准
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应用专业智能型光模块所设计的光纤直放站，能确保监控通道的 畅通、稳定、可靠。
高适应：模块提供下行28dB和上行23dB的射频增益，能够补偿 光路10dB衰减。同时，模块采用数控方式，通过集成光功率计功能， 从光路和射频两个方面保持射频增益的稳定。 应用专业智能型光模块所设计的光纤直放站，无论实际的光衰是 多少，无论是一拖一还是一拖多，现场调试不用调光衰。
智能化现状及标准
2.光模块智能化现状： 根据技术和成本的特点，光模块（光电模块组）的 发展可以划分为四个阶段： 第一阶段：基本型光模块 基本型光模块具备的功能仅是实现光电转换，没有 任何监控功能，因此光纤直放站必须采用独立的RF控 制模块（含FSK）与监控模块。直到现在，仍有少数 光器件生产企业继续提供这类产品。以下图1-1是直放 站中使用的第一代基本光模块。
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智能化现状及标准
高智能：模块提供智能控制和诊断。模块可对各种性能、状态（包括发 光功率、收光功率、制冷器电流、激光器阈值电流、输出电平等）进行 智能采集和分析，通过分析模块长时间的工作数据，能够智能地调整模 块工作点，使其保持最佳工作状态，并及时报告当前模块的老化程度。 同时，使用盛华公司的专利技术，能实现光纤直放站点对点、点对多点 的组网通信和控制，实时报告光传输模块组网的工作状态和性能。通过 分析光功率和射频增益变化， 能动态补偿因光纤长短和光路插损而引起 的增益变化，能够保持模块输出增益的稳定，从而实现直放站工程开通 时，光路参数免调试。 应用专业智能型光模块所设计的光纤直放站，能监控本模块的全部状态 和信息，还能动态调整工作状态，能实现光纤直放站的智能化。 高可靠：模块提供了高可靠的监控通道。专业智能型光模块在温度40～＋70℃和光衰25dB的条件下，监控通道仍能正常工作，使光纤直放 站始终处于受控状态。
讲座题目：智能化光模块设计
讲座日期：2011-06-27
讲座内容
• • • • • • • 光模块智能化需求 智能化现状及标准 智能化光模块设计思路分解 现有智能模块方案介绍 单片机了解及编程思路 GPON智能化光模块实例分析 讨论交流
光模块智能化需求
1.产品功能设计需要： 比如我们以前APD高压补偿，用NTC（负温度系数 温度电阻）随温度变化的特性，通过设置合理的电阻 进行跟踪控制以满足APD在全温的工作电压需要。 存在问题：NTC参数难选； 光器件互换性差； 调试效率低； 解决办法：用带温度查表的智能化升压IC； 用廉价工业级MCU;
现有智能模块方案介绍
1.MAX套片方案: MAX3646+MAX3747+DS1856 大批量SFP在用方案; MAX3643+MAX3747+DS1863大批量PON DDM在用方案; MAX集成方案: MAX3710+C8051F330, GPON,EPON,SFP应用,可实现消光比自动 控制; MAX3710+C8051F330+MAX15059, ADP GPON应用; 2.PHYWOKRS PHY1078/2078集成方案: PHY1078/2078 + C8051F336 ,EPON,SFP应用; 3.NT25L90集成方案: NT25L90 + C8051F336, GPON,EPON,SFP应用; NT25L90 + C8051F336 + MAX15059, APD GPON应用; 4.MINDSPEED M02098集成方案:
GPON智能化光模块实例分析
1.方案选型： 。功能分析：上行速率1.25G，下行速率2.5G； 突发方式工作； 接收带宽可调（155M~2.5G）； APD TIA工作； 带DDMI功能； 生产自动化； 芯片封装； 。成本分析：方案芯片组价格；
智能化现状及标准
1.光纤直放站监控系统简介： 光纤直放站监控系统一般通过监控板监控直放站， 它主要由光模块，监控板接口控制板（RS232)，监控 软件和无线MODEM组成，工作原理框图见2-2。 在工程安装和维修时，安装在便携式PC机中的监控 软件通过RS-232接口进行监控和监视，实现电平控制， 关闭，报警监视等等。
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特点：
高集成：模块集成了光传输、射频放大、数控增益控制、射频功率检测、网 管监控及智能控制和诊断等功能，实现了一个模块取代多个模块的效果。 应用专业智能型光模块所设计的光纤直放站，可不再需要射频控制模块、功 率检测模块、监控模块等，从根本上简化了光纤直放站的结构，方便生产、调试、 开通和维护。
现有智能模块方案介绍
M02098+C8051F336+MAX15059, ADP GPON应用; M02098+C8051F336, EPON,SFP应用; M02098+24C02, EPON NO DDM应用; 5.优迅 UX3328集成方案: UX3328+24C02+MAX15059,APD GPON应用; UX3328+24C02, EPON,SFP应用; 6.ICREA I7511集成方案: I7511+C8051F336, EPON 应用; 7.VITEES VSC7967集成方案:
第三阶段：智能型光模块 第三代新型的光模块设计，要求光收发模块（光电模 块组）集成监控功能。前两代模块将监视信息提供给 直放站监控盘，由监控盘集中进行数据处理，再将数 据转发给光模块进行光路传输。而新型光模块将集成 部分光模块的监控功能，数据直接由光模块进行处理 和传输，而不必经过监控盘。这样，不仅减少了监控 盘的数据处理量，降低了系统的设计难度，而且增加 了检测的可靠性，便于直放站系统设计和维护。目前， 第三代产品正处于应用的高潮，已取代第二代光模块 的趋势。我们主要关注第三代智能型光模块，结构见 图1-3所示。
现有智能模块方案介绍
8.MYSON 的CS6716集成方案: CS6716+24C64, EPON,SFP应用;
单片机了解及编程思路
1.单片机了解：
• • • 单片机是指一个集成在一块芯片上的完整的计算机系统。主要应用在工业控制领 域，又称微控制器。 目前主流的单片机有：51单片机，PIC单片机，MSP430单片机，凌阳单片机等等。 当然还有国产的：芯海单片机， HOTEK ， KB，SUMMSUN，NTK ， SONIX， MD ，EMC单片机（台湾义隆公司）等。 今天我们主要了解一下51单片机里的典型型号AT89S52。 AT89S52单片机属于MCS-51系列单片机。MCS-51系列单片机产品有8051，8031， 8751，80C51，80C31等型号。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的 配置上。最常用的机型就是由ATMEL公司生产的AT89S52单片机，这次我们就以 它为例。其它单片机用法类似。