專利名稱：激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法
激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法技術(shù)領(lǐng)域 -本發(fā)明涉及光通信領(lǐng)域，尤其涉及光模塊中使用的半導體激光器壽命終了告 警產(chǎn)生方法。
背景技術(shù)：
半導體激光器由于工作時間的變遷和工作環(huán)境溫度的變化，會出現(xiàn)不同程度 的老化現(xiàn)象，導致激光器輸出性能下降，輸出光功率衰減，甚至失效，這就是所 謂激光器壽命終了。激光器使用壽命的突然終了，不僅會造成通訊鏈路故障引起 工作延誤，而且繼續(xù)工作會導致其他器件損壞，帶來不必要的經(jīng)濟損失。過去人 們通常認為半導體激光器的使用壽命大于10萬小時以上，電信領(lǐng)域新技術(shù)替代 日新月異，但對光傳輸系統(tǒng)中使用的半導體激光器使用壽命問題重視不夠，近年 來發(fā)現(xiàn)10年前部署的光傳輸系統(tǒng)仍然在使用，因而有必要在光傳輸系統(tǒng)中考慮到激光器壽命終了告警功能，以便在激光器壽命終了之前及時有效更換光模塊， 避免因此帶來的經(jīng)濟損失。如圖l所示，給出了傳統(tǒng)的半導體激光器的P-I曲線，當激光器壽命開始時(B0L)，在一定的溫度條件下，激光器的偏置電流對應(yīng)一定光功率輸出。該曲線 關(guān)系表明激光器隨著工作環(huán)境溫度的升高或激光器老化，其P-I曲線發(fā)生的變 化，若想得到與原來相同輸出的光功率，則必須增大激光器偏置電流，直至將激 光器偏置電流增大到一定值時，光模塊的輸出平均光功率不再明顯地改變，此圖 還表明，若想得到與原來相同的消光比調(diào)制光信號，驅(qū)動信號的幅度也要隨著激 光器的老化或溫度升高而增加。如圖2所示，是一般的自動光功率控制系統(tǒng)電路框圖，這是一個典型的負反 饋環(huán)路系統(tǒng)。光模塊正常上電工作時，激光器偏置電流供給電路提供激光器偏置 電流，保證激光器壽命開始時達到設(shè)定的偏置電流值。激光器組件中的光探測器 可以線性監(jiān)測到反映輸出光功率變化的光電流，通過激光器偏置電流反饋電路提 供給激光器偏置電流供給電流，當輸出光功率增加時，負反饋環(huán)路降低激光器偏 置電流，當輸出光功率降低時，負反饋環(huán)路增大激光器偏置電流，總體使激光器4輸出光功率基本保持恒定。當激光器臨近壽命終了時，從圖1可以看出電光轉(zhuǎn)換 效率降低，必須大幅度增大偏置電流，以保持輸出光功率穩(wěn)定。在光模塊設(shè)計中一般半導體激光器偏置電路是自動光功率控制電路，即正常 工作時，通過激光器組件中的光電監(jiān)測器(PD)檢測出激光器的平均輸出光功率， 然后負反饋控制激光器偏置電流大小，以確保輸出光功率的穩(wěn)定，如圖2所示。 但是當激光器由于長期工作老化而導致輸出光功率下降時，如果再采用加大偏置 電流來穩(wěn)定輸出光功率會帶來惡劣的后果，倘若限制電流措施不當，則會導致半 導體激光器因偏置電流過大而損壞或驅(qū)動電路的損壞，造成重大的經(jīng)濟損失，或 半導體激光器老化后已經(jīng)不能正常工作，因此設(shè)置半導體激光器壽命終了告警不 僅非常必要，而且可以規(guī)避光傳輸鏈路的可預(yù)知風險，降低經(jīng)濟損失，有重大意 義。專利號為US2006/0159491的美國專利提出了一種光模塊激光器壽命告警產(chǎn) 生的方法，該方法提出了在光模塊內(nèi)部設(shè)置存儲器，生產(chǎn)時將需要的各種參數(shù)錄 入，包括一些模擬量和數(shù)字量，然后對所有的信息進行處理，包括模擬量和數(shù)字 量的轉(zhuǎn)換，最后形成單板可以識別的光模塊壽命終了告警的性能量上報，具體如 圖3所示。這種方法只是籠統(tǒng)地說明光模塊壽命告警終了的實現(xiàn)方法，但實施起 來有很大的難度，首先搜集與光模塊壽命相關(guān)的參數(shù)很困難，包括光模塊工作環(huán) 境溫度，激光器驅(qū)動電流以及與光器件相關(guān)的其它參數(shù)，該專利沒有具體給出， 另外如何將搜集到的信息轉(zhuǎn)換成激光器壽命終了告警也很模糊，因此不具備可實 施性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供可實施的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方 法，以解決光傳輸系統(tǒng)中激光器壽命終了時及時告警問題，避免了激光器因壽命 終了不能得到及時有效的更換，造成光傳輸鏈路中斷，從而導致經(jīng)濟損失。一種激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，包括以下步驟步驟一光模塊內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光 模塊當前的輸出功率；步驟二單板分別讀取激光器事先錄入的壽命開始時的偏置電流和光模塊的 平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率，并比較這兩組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始時偏 置電流的1.5倍，則產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給網(wǎng)管；否則，循環(huán)執(zhí) 行本歩驟。所述激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模 塊的非易失性存儲器單元中。所述激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率存儲在光模塊的存儲 器單元中。所述單板通過IIC接口讀取激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均 輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率。 一種激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，包括以下步驟步驟a:光模塊內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光 模塊當前的輸出功率；步驟b:微處理器分別讀取激光器事先錄入的壽命開始時的偏置電流和光模 塊的平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率，并比較這兩 組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始 時的偏置電流的1.5倍，則產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給單板，再由單 板上報給網(wǎng)管；否則，循環(huán)執(zhí)行本步驟。所述激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模 塊的非易失性存儲器單元中。所述激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率存儲在光模塊的存儲 器單元中。所述微處理器通過IIC接口將激光器壽命終了告警信號上報給單板。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明簡單實用，不需要增加任何硬件電路，而且可以通過軟件升級的方式解決現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)沒有考慮激光器壽命終了告警的問題，是一種可以根本解決激光器壽命終了告警的有效方法。


圖1是激光器的P-1曲線示意圖；圖2是一般自動光功率控制系統(tǒng)電路框圖；圖3是專利號為US2006/0159491所述方法的流程圖；圖4是現(xiàn)有光模塊內(nèi)部原理框圖； 圖5是本發(fā)明所述方法流程圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。如圖4所示，是本發(fā)明涉及的現(xiàn)有的光模塊內(nèi)部原理框圖，光模塊401內(nèi)部 包括微處理器單元4010，非易失性存儲器單元4011以及存儲器單元4014，光發(fā) 射單元及其外圍控制電路4012，光接收單元及其外圍控制電路4013，微處理器 單元4010具有IIC接口，可與單板實時通訊，光模塊401的重要數(shù)據(jù)存儲在非 易失性存儲器單元4011內(nèi)，其他數(shù)據(jù)則存儲在存儲器單元4014內(nèi)，光模塊正常 工作后，微處理器單元4010采集的當前的相應(yīng)數(shù)據(jù)就存儲在存儲器單元4014 中。本發(fā)明利用通常的激光器使用壽命終了的定義激光器在恒定電流驅(qū)動時， 其功率下降30%對應(yīng)的時間，或激光器恒定輸出光功率時，激光器偏置電流升 高1.5倍對應(yīng)的時間，即認為是激光器壽命終了的時間。本發(fā)明采用后者作為激 光器壽命終了的判據(jù)，通過實時監(jiān)測激光器的偏置電流和光模塊的輸出光功率來 判定激光器是否壽命終了而告警。如圖5所示，是本發(fā)明所述方法流程圖。具體步驟如下步驟501:生產(chǎn)時將激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模塊401的非易失性存儲器單元4011內(nèi)中；步驟502:光模塊上電后，其內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率；微處理器將采集到的數(shù)據(jù)存儲在光模塊401的存儲器單元4011內(nèi)；歩驟503:單板通過IIC接口分別讀取激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率；歩驟504:單板比較這兩組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始時偏置電流的1.5倍，則執(zhí)行步驟505;否則，循環(huán)執(zhí)行本步驟；步驟505:單板產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給上層網(wǎng)管。上層網(wǎng)管接收到此告警信號后，維護人員就可以采取安全措施，更換光模塊。本發(fā)明中，光模塊本身也可以通過微處理器分別讀出兩個不同存儲區(qū)的激光 器偏置電流和輸出光功率，然后比較計算，得到激光器是否壽命終了的信息，然 后通過IIC接口上報單板，由單板上報網(wǎng)管確認，具體步驟如下歩驟501':生產(chǎn)時將激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模塊401的非易失性存儲器單元4011內(nèi)中；步驟502':光模塊上電后，其內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率；、微處理器將采集到的數(shù)據(jù)存儲在光模塊401的存儲器單元4011內(nèi)；歩驟503':微處理器分別讀取激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平 均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率；步驟504':微處理器比較這兩組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變 化而激光器當前偏置電流等于其開始時偏置電流的1.5倍，則執(zhí)行歩驟505;否 則，循環(huán)執(zhí)行本步驟；步驟505':微處理器產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并通過IIC接口上報給 單板，單板再上報給上層網(wǎng)管。
權(quán)利要求
1、一種激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一光模塊內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率；步驟二單板分別讀取激光器事先錄入的壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率，并比較這兩組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始時偏置電流的1.5倍，則產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給網(wǎng)管；否則，循環(huán)執(zhí)行本步驟。
2、 如權(quán)利要求l所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模塊的非易 失性存儲器單元中。
3、 如權(quán)利要求1所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率存儲在光模塊的存儲器單元中。
4、 如權(quán)利要求1所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 單板通過IIC接口讀取激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功 率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率。
5、 一種激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a:光模塊內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率；步驟b:微處理器分別讀取激光器事先錄入的壽命開始時的偏置電流和光模 塊的平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率，并比較這兩 組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始 時的偏置電流的1.5倍，則產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給單板，再由單 板上報給網(wǎng)管；否則，循環(huán)執(zhí)行本步驟。
6、 如權(quán)利要求5所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 激光器壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率存儲在光模塊的非易 失性存儲器單元中。
7、 如權(quán)利要求5所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率存儲在光模塊的存儲器單元中。
8、 如權(quán)利要求5所述的激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，其特征在于，所述 微處理器通過IIC接口將激光器壽命終了告警信號上報給單板。
全文摘要
本發(fā)明涉及光模塊中使用的半導體激光器壽命終了告警產(chǎn)生方法，該方法中，光模塊內(nèi)部的微處理器實時采集并存儲激光器當前的偏置電流和光模塊當前的輸出功率；單板分別讀取激光器事先錄入的壽命開始時的偏置電流和光模塊的平均輸出光功率及激光器當前偏置電流和光模塊當前輸出功率，并比較這兩組數(shù)據(jù)，若光模塊當前輸出功率沒有顯著變化而激光器當前偏置電流等于其開始時偏置電流的1.5倍，則產(chǎn)生激光器壽命終了告警信號并上報給網(wǎng)管。本發(fā)明簡單實用，不需要增加任何硬件電路就可解決現(xiàn)有光傳輸系統(tǒng)沒有考慮激光器壽命終了告警的問題，是一種可以根本解決激光器壽命終了告警的有效方法。
文檔編號H04B10/08GK101599796SQ20081006764
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日
發(fā)明者張立昆 申請人:中興通訊股份有限公司