融合SOA+PIN架构与智能管控的高灵敏度QSFP28光模块的制作方法

本发明涉及高速光通信模块智能管控，更具体地说，本发明涉及融合soa+pin架构与智能管控的高灵敏度qsfp28光模块。

背景技术：

1、在面向城域互联和数据中心互联的长距高速光模块中，现有技术主要围绕在qsfp28封装尺度内实现80km级稳定传输展开，工程实现时一般是在模块内部配置eml发射链路、soa+pin接收链路、tia、cdr以及fec纠错电路，并配合数字诊断接口持续读取激光器偏置、温度、接收光功率等运行信息，再按照当前读数和误码表现对相关参数作补偿、修正或告警处理；

2、以100gqsfp28zr4模块部署于城域链路或机房互联链路的连续运行场景为例，模块既要在0°c至70°c范围内维持80km无中继传输，又受限于紧凑体积、有限功耗和模块侧自主管理条件，不能依赖外部光放大设备，也不适合通过频繁人工介入维持链路状态；

3、在这种使用条件下，现场经常出现一种现象：链路在进入异常前的一段时间内，fec仍在持续纠错，cdr仍可保持锁定，接收光功率也未跌破告警门限，表面上模块仍能正常收发，但内部已经表现出soa补偿动作加密、恢复调节反复出现、纠错负担持续抬升且回落迟缓等变化，说明当前链路并非真正稳定，而是在依赖内部补偿能力被不断消耗后勉强维持，现有仅依据瞬时监测值和越限结果进行处理的方式难以及时识别这一过渡状态，因此后续一旦叠加温度波动、链路扰动或器件漂移，模块就容易由表面正常直接转入实际失稳；

4、本技术要解决的技术问题是：如何在融合soa+pin架构与智能管控的高灵敏度qsfp28光模块中，于模块侧及时识别链路表面正常但内部补偿能力已持续消耗的隐藏失稳状态。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供融合soa+pin架构与智能管控的高灵敏度qsfp28光模块，通过在模块侧对连续管控周期内的监测记录执行维持代价生成、隐藏失稳识别和单项受限发布调节，以在接收恢复信号保持有效时识别内部补偿持续消耗的隐藏失稳状态并输出对应调节依据，从而解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：融合soa+pin架构与智能管控的高灵敏度qsfp28光模块，包括：

3、收发模块，用于对输入发送电信号执行发射处理，并对输入接收光信号依次执行光放大、光电转换、跨阻放大、时钟恢复和纠错恢复，输出发送光信号和接收恢复信号；

4、边缘管控模块，用于在光模块侧按固定周期同步读取激光器偏置值、模块温度值、接收光功率值、soa控制写入值、时钟恢复状态值和纠错计数值，并写入控制指令，输出监测记录表；

5、代价生成模块，用于对监测记录表按连续三个周期划分当前记录组，统计soa控制写入次数、时钟恢复重锁次数、纠错计数增量次数和恢复周期数，输出维持代价表；

6、失稳识别模块，用于在接收恢复信号连续有效时，对当前维持代价表与前一维持代价表及前二维持代价表执行逐项同位比对，当写入次数、重锁次数和增量次数连续两次逐项增大，且恢复周期数连续两次延长时，输出隐藏失稳结果；

7、边缘发布模块，用于对隐藏失稳结果对应的当前记录组提取首个增大代价项，确定对应目标控制对象，执行单项受限调节并保持其余控制对象不变，再对调节后的下一当前记录组重新生成维持代价表，将对应代价项减少的调节结果写入历史记录表，输出下一周期调用的调节依据。

8、在一个优选的实施方式中，所述收发模块包括：

9、将输入发送电信号执行发射整形和调制驱动处理，并把调制后的发送光信号对应写入当前发送周期的发送记录，输出对应当前发送周期的发送光信号；

10、对输入接收光信号依次完成soa放大、pin光电转换、跨阻放大、时钟恢复和纠错恢复，读取对应当前接收周期中的soa控制写入变化、时钟恢复重锁变化、纠错计数变化和恢复完成周期数，并将soa控制写入变化、时钟恢复重锁变化、纠错计数变化和恢复完成周期数与当前接收周期对应写入当前接收记录，输出当前接收周期的接收恢复信号；

11、基于当前接收记录执行恢复保持校核，在当前接收周期对应的接收恢复信号连续有效、soa控制写入变化先于时钟恢复重锁变化和纠错计数变化出现且恢复完成周期数大于前一接收周期对应恢复完成周期数时，保留当前接收记录作为后续隐藏失稳识别输入。

12、在一个优选的实施方式中，所述边缘管控模块包括：

13、在当前管控周期内同步读取激光器偏置值、模块温度值、接收光功率值、soa控制写入值、时钟恢复状态值和纠错计数值，并将各读取值按同一读取时刻对应写入当前周期记录，输出当前管控周期的原始记录组；

14、依据当前管控周期的原始记录组与前一管控周期的原始记录组执行同位差值计算和变化方向判定，得到激光器偏置变化值、模块温度变化值、接收光功率变化值、soa控制变化值、时钟恢复变化值和纠错计数变化值，并输出当前管控周期的变化记录组。

15、在一个优选的实施方式中，所述边缘管控模块还包括：

16、对变化记录组中激光器偏置变化值、模块温度变化值、接收光功率变化值、soa控制变化值、时钟恢复变化值和纠错计数变化值按照预设字段顺序执行逐项判读，取字段顺序中首个变化值不为零的变化项作为首变项，并依据首变项与对应控制对象之间的固定映射关系确定目标控制对象，输出当前管控周期的目标控制记录；

17、基于目标控制记录向目标控制对象写入单项受限控制指令并保持其余控制对象的写入值不变，再将写入后的下一管控周期原始记录组与变化记录组执行前后对应比对，在首变项对应变化值减小且其余变化值未新增的条件下保留本次控制指令作为后续调用记录并输出监测记录表。

18、在一个优选的实施方式中，所述代价生成模块包括：

19、将监测记录表按时间先后每连续三个管控周期划分为一个当前记录组，对当前记录组中的soa控制写入值、时钟恢复状态值、纠错计数值和恢复完成周期数执行同位展开，形成对应三个管控周期的控制序列、恢复序列、纠错序列和周期序列，并输出组内序列集；

20、基于组内序列集构建写入变化边、重锁变化边、纠错增量边和恢复延长边组成的组内关联图，对组内关联图中的各边分别计算边发生次序、边持续跨度和边回落跨度，保留边发生次序在前且边回落跨度未覆盖后一边发生时刻的关联边作为有效边，输出当前记录组的有效关联集。

21、在一个优选的实施方式中，所述代价生成模块还包括：

22、对有效关联集执行一致性校核，将写入变化边、重锁变化边、纠错增量边和恢复延长边按同一控制对象展开为候选代价链，对各候选代价链分别统计控制写入次数、时钟恢复重锁次数、纠错计数增量次数和恢复周期数，并删除其中边次序逆转、边跨度交叠且边回落关系断裂的候选代价链，输出当前记录组的保留代价链集；

23、依据保留代价链集对当前记录组执行代价收敛计算，将控制写入次数、时钟恢复重锁次数、纠错计数增量次数和恢复周期数按固定字段顺序写入对应代价项，对相邻两个管控周期之间代价项全同的保留代价链执行合并，对不存在新增有效边的当前记录组停止展开，输出与当前记录组对应的维持代价表。

24、在一个优选的实施方式中，所述失稳识别模块包括：

25、在接收恢复信号连续有效的条件下，对当前维持代价表、前一维持代价表和前二维持代价表按相同字段顺序执行同位展开，提取对应各表中的soa控制写入次数、时钟恢复重锁次数、纠错计数增量次数和恢复周期数，输出三周期代价对照组；

26、依据三周期代价对照组对soa控制写入次数、时钟恢复重锁次数和纠错计数增量次数执行跨周期差值计算，得到当前维持代价表相对于前一维持代价表的第一差值组以及前一维持代价表相对于前二维持代价表的第二差值组，并对恢复周期数执行同口径跨周期差值计算，输出次数差值组和周期差值组。

27、在一个优选的实施方式中，所述失稳识别模块还包括：

28、针对次数差值组和周期差值组执行方向一致性校核，在soa控制写入次数、时钟恢复重锁次数和纠错计数增量次数对应的第一差值与第二差值均大于零，且恢复周期数对应的第一差值与第二差值均大于零时，形成当前维持代价表对应的隐藏失稳候选记录，输出隐藏失稳候选集；

29、对隐藏失稳候选集与当前接收周期对应的监测记录表执行对应校核，在隐藏失稳候选记录对应的接收恢复信号保持连续有效且soa控制写入值、时钟恢复状态值和纠错计数值与隐藏失稳候选记录的字段对应关系一致时，保留隐藏失稳候选记录作为隐藏失稳结果输出。

30、在一个优选的实施方式中，所述边缘发布模块包括：

31、对隐藏失稳结果对应的当前记录组、当前维持代价表和历史记录表按同一字段顺序执行对应展开，提取soa控制写入次数、时钟恢复重锁次数、纠错计数增量次数和恢复周期数对应的当前代价项、前次代价项与历史调节项，构建由当前代价项指向前次代价项、由前次代价项指向历史调节项的发布关系链，并删除其中字段顺序不一致、控制对象不一致或调节方向不一致的发布关系链，输出保留发布链集；

32、基于保留发布链集对各发布关系链执行受限代价求解，将当前代价项与前次代价项之间的差值、历史调节项对应的代价回落量和调节后保持周期数写入同一链代价组，对同一目标控制对象对应的链代价组按固定字段顺序计算调节继承值和调节冲突值，保留调节继承值不为零且调节冲突值为零的发布关系链作为候选发布链，输出候选发布链集。

33、在一个优选的实施方式中，所述边缘发布模块还包括：

34、针对候选发布链集执行前向试探发布，对每一候选发布链仅向其对应目标控制对象写入一档调节量并保持其余控制对象写入值不变，再将写入后的下一当前记录组输入代价生成链得到试探维持代价表，对试探维持代价表与当前维持代价表执行同位比对，保留其中目标控制对象对应代价项减少、非目标控制对象对应代价项保持不变且接收恢复信号持续有效的候选发布链作为通过发布链，输出通过发布链集；

35、依据通过发布链集执行发布收敛处理，将同一目标控制对象连续两次试探结果字段全同的通过发布链合并为正式发布链，将正式发布链对应的目标控制对象、调节量、代价项回落结果和保持周期数写入历史记录表，并在当前记录组不存在新增隐藏失稳结果或通过发布链集为空时停止发布展开，输出下一周期调用的调节依据。

36、本发明的技术效果和优点：

37、1、 本方案通过连续三个管控周期生成维持代价表并识别隐藏失稳结果，使接收恢复信号仍连续有效时的内部补偿消耗得到提前表征，从而相对改善仅依赖瞬时读数难以及时发现过渡失稳的问题；

38、2、 将soa控制写入、时钟恢复重锁、纠错计数增量和恢复周期数按同一字段顺序关联展开，使链路维持代价具备统一计算口径，从而相对降低多源监测量分散存在导致的状态判断偏差；

39、3、 依据首变项确定目标控制对象并仅执行单项受限控制指令，使调节动作限制在单一对象范围内，从而相对抑制多控制对象同时写入引起的交叉扰动和误调扩散；

40、4、 通过构建发布关系链并结合历史调节项求解调节继承值与调节冲突值，使当前隐藏失稳结果与既往有效调节路径形成对应，从而相对提高模块侧调节发布的针对性和连续性；

41、5、 对候选发布链执行前向试探发布并以试探维持代价表回证调节结果，使发布动作经过本地验证后再保留，从而相对降低无效补偿直接写入造成链路状态恶化的可能。