一种光模块监控方法与流程

1.本发明涉及光模块监控技术领域，尤其涉及一种光模块监控方法。


背景技术：

2.目前，随着5g和物联网的大量运用，光模块的使用也变得越来越多，而光模块的稳定性成为大家关注的重点。目前许多厂家生产出的光模块的稳定性无法做到闭环监测，厂家在生产出光模块后并不采集光模块的性能数据，也不对光模块进行实时监测保证其稳定运行，不能通过监测数据对自身光模块的设计方案进行优化。厂家只是在投放市场前做一些小范围的测试，但是这样不能保证光模块在出厂后的稳定运行，尤其未来光模块的使用越来越多，保证在大规模的光模块的运用时，降低光模块的异常的绝对数量和提高光模块的性能是具有重要意义的。


技术实现要素：

3.本发明为了克服现有技术的无法对光模块机进行高频率实时监测和没有对光模块异常数据统计分析的问题，提出一种对光模块机进行高效率实时监测和对光模块异常数据统计分析的光模块监控方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种光模块监控方法，监控模块采集至少一个光模块的监控信息，至少一个监控模块响应于控制器的读取信号，将监控信息发送给控制器，控制器内设有与监控模块对应的监控信息输入端，控制器为每个信息输入端匹配一个基础读取频率，并将控制器信息输入端与读取频率的对应关系放入基础读取频率库，控制器对监控信息分析并存储，在控制器监测到异常信号时，对异常信号进行统计分析，生成光模块异常数据排行表。
5.控制器的信息输入端都有一个基础读取频率，基础读取频率为读取信号的读取频率，控制器先行为各个信息输入端设置基础读取频率，基础读取频率包括高速读取频率，中速读取频率和低速读取频率，为不同重要等级的光模块对应不同的读取频率，重要性越高，其对应的读取频率越高，这样可以实现对控制器的算力的充分利用，控制器允许在后期对光模块对应的读取频率进行修改。
6.作为优选，所述将光模块的设计方案信息和唯一编号信息存储在监控模块中的身份信息存储区，在控制器监控信息输入端与监控模块建立信息通路后，控制器读取监控模块中的光模块的设计方案信息和唯一编号信息，控制器根据唯一编号信息为每个光模块划分专属监控存储区，将所述光模块的唯一编号、所述与监控模块连接的控制器信息输入端基础读取频率和所述光模块的设计方案信息建立对应关系并存入专属监控存储区。
7.作为优选，所述监控模块内设置待读取区和存储区，监控模块将采集到的监控信息放置在待读取区，在监控模块接到控制器的读取信号后，监控模块将待读取区的监控信息全部发送给控制器并将待读取区的监控信息全部发送到存储区存储，然后删除待读取区
中的监控信息，控制器接受到监控模块的监控信息后存入对应专属监控存储区。
8.作为优选，所述在控制器监测到监测信息有异常时，控制器向报警单元发送报异常信息，异常信息中的显示信息发送到显示屏，异常信息中的音频信息发送到扬声器，报异常信息包括报异常的光模块唯一编号信息和异常类型信息，并将异常类型信息放入与报异常的光模块唯一编号对应的专属存储区。
9.作为优选，所述控制器将采集到的监控信息进行离散分析和趋势预测分析，控制器设置离散阈值，在监控信息离散分布情况超出离散阈值时，控制器将产生所述监控信息的光模块标记为离散量超阈值，并向报警单元发送报警信息。若是光模块的监控信息的离散情况超出离散阈值，说明该光模块的质量不稳定；离散情况为监测信号与标准值的差值的统计，标准信号可以是一阶信号、二阶信号、三阶信号，也可以是指数信号、对数信号或三角函数信号；所述三角函数信号如正弦信号或余弦信号；通过分析监测信号的趋势，对光模块的预期寿命进行预测，如监测信号的趋势在最近两年内或最近一年内的趋势符合一阶幂函数趋势或指数函数趋势，就可以对光模块的寿命和服务时间做预测，在光模块的标定寿命内，光模块的趋势进入危险阈值区，则需提醒对光模块进行更换。
10.作为优选，所述控制器分析各个光模块的设计方案对应的异常数据，将光模块的设计方案根据异常总量生成异常总量排行表，将光模块的设计方案根据各个异常类型异常数量生成各个异常类型异常数量排行表；控制器设置异常总量阈值，在控制器检测到光模块的设计方案对应的异常报警数量超过异常总量阈值时，控制器将所述的光模块的设计方案标记为总量异常；控制器为每个异常类型分别设置异常阈值，在控制器检测到光模块的设计方案的某一异常类型数量超出所述异常类型的异常阈值时，控制器将所述光模块的设计方案绑定一个分项异常信息，分项异常信息包括所述异常类型。对光模块的异常统计分析，可以对光模块的设置方案进行全方面的评估，同时根据对光模块进行预期寿命评估的结果和光模块的监测信号的离散指标的评估也可以建立预期寿命排行表和离散数据排行表，通过对光模块进行大量的分析，可以对光模块的设计方案进行更深层次的探究，使得降低在未来大规模的光模块的运用时，降低光模块的异常的绝对数量成为可能。
11.作为优选，所述监控信息包括工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率。
12.作为优选，所述在控制器监测到监测信息有异常时，控制器向报警单元发送报异常信息，异常信息中的显示信息发送到显示屏，异常信息中的音频信息发送到扬声器，报异常信息包括报异常的光模块唯一编号信息和异常类型信息，并将异常类型信息放入与报异常的光模块唯一编号对应的专属存储区。
13.因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过本发明这样的设置方案，就不需要对监控模块进行读取频率进行设置，在后期更换监控模块时，只需要将监控模块进行更换即可，控制器信息输入端的读取频率是不变的，所以对新换的监控模块依然保持原来的读取速率，降低了工作难度；（2）通过对光模块的设计方案根据监控信息的情况进行排序，实现对光模块的设计方案进行实时评估，为光模块的设计方案的优化做参考；（3）控制器的信息输入端都有一个基础读取频率，基础读取频率为读取信号的读取频率，控制器先行为各个信息输入端设置基础读取频率，基础读取频率包括高速读取频
率，中速读取频率和低速读取频率，为不同重要等级的光模块对应不同的读取频率，重要性越高，其对应的读取频率越高，这样可以实现对控制器的算力的充分利用，可以实现对光模块的监控数据进行高频率实时监控，对重点光模块进行高频率的监控。
附图说明
14.图1为本发明的一种结构框图；图2为本发明的一种存储分区图；图3为本发明的一种监控信息传递流程图；图4为本发明的一种光模块设计方案评估流程图；图5为本发明的一种异常信息处理流程图；图6为本发明的一种光模块器件的组成关系图；图中：1.控制器，2.监控模块，3.报警单元，31.显示屏，32.扬声器。
具体实施方式
15.下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步具体说明。
16.实施例：一种光模块监控方法，如图3所示，监控模块2采集至少一个光模块的监控信息，至少一个监控模块响应于控制器1的读取信号，将监控信息发送给控制器1，控制器1内设有与监控模块2对应的监控信息输入端，控制器1为每个信息输入端匹配一个基础读取频率，并将控制器信息输入端与读取频率的对应关系放入基础读取频率库，控制器1对监控信息分析并存储，在控制器1监测到异常信号时，对异常信号进行统计分析，生成光模块异常数据排行表。监控信息包括工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率。
17.监控模块可以采集一个光模块监控信息，监控模块也可以采集若干个光模块的监控信息，如在一个数据中心中或是在一定的区域中，光模块的监控信息由一个监控模块统一采集加密上传给控制器，这样可以节约设备成本，而且监控模块可以通过以太网、光纤传输等有线通讯或无线通讯的方式发送给控制器，这样就可以使得大规模的光模块监控信息收集变成可能，目前光模块的监控信息只是在光模块自身内进行采集或在小范围内收集，但是并未进行大量光模块监控信息的汇集分析，因为目前的光模块具有分散广，监控信息汇集难的特点，导致不能针对光模块的设计方案进行更进一步的深入分析，目前光模块厂家不能拿到自己生产的光模块的监控数据，导致不能对光模块的研发方案进行进一步的优化，而本技术的技术方案可以收集任意一处有线网络或无线网络覆盖的地区的光模块的监控信息，进而汇集大量的光模块监控信息，通过对光模块的监控信息进行分析对比，找出最适宜的光模块设计方案，有助于光模块设计人员对光模块的设计方案进行更深层次的理解，从而为光模块的标准定制提供更扎实有力的参考，满足未来的高频率大容量的信息传输时代对光模块的更高层次的需求。
18.控制器1的信息输入端都有一个基础读取频率，基础读取频率为读取信号的读取频率，控制器1先行为各个信息输入端设置基础读取频率，基础读取频率包括高速读取频率，中速读取频率和低速读取频率，为不同重要等级的光模块对应不同的读取频率，重要性越高，其对应的读取频率越高，这样可以实现对控制器1的算力的充分利用，控制器1允许在
后期对光模块对应的读取频率进行修改。通过这样的设置方案，就不需要对监控模块进行读取频率进行设置，在后期更换监控模块时，只需要将监控模块进行更换即可，控制器信息输入端的读取频率是不变的，所以对新换的监控模块依然保持原来的读取速率，降低了工作难度。
19.将光模块的设计方案信息和唯一编号信息存储在监控模块2中的身份信息存储区，在控制器1监控信息输入端与监控模块2建立信息通路后，控制器1读取监控模块2中的光模块的设计方案信息和唯一编号信息，控制器1根据唯一编号信息为每个光模块划分专属监控存储区，将所述光模块的唯一编号、所述与监控模块2连接的控制器1信息输入端基础读取频率和所述光模块的设计方案信息建立对应关系并存入专属监控存储区。
20.如图2所示，监控模块2内设置待读取区和存储区，监控模块2将采集到的监控信息放置在待读取区，在监控模块2接到控制器1的读取信号后，监控模块2将待读取区的监控信息全部发送给控制器1并将待读取区的监控信息全部发送到存储区存储，然后删除待读取区中的监控信息，控制器1接受到监控模块2的监控信息后存入对应专属监控存储区。将监控信息放入待读取区，可以加快监控信息的读取速率，使得监控延时得以降低，可以迅速的得到监控数据，进而做出判断，降低损失。
21.在控制器1监测到监测信息有异常时，控制器1向报警单元发送报异常信息，异常信息中的显示信息发送到显示屏，异常信息中的音频信息发送到扬声器，报异常信息包括报异常的光模块唯一编号信息和异常类型信息，并将异常类型信息放入与报异常的光模块唯一编号对应的专属存储区。报警信息包括视频信号和音频信号用以提示工作人员。
22.控制器1将采集到的监控信息进行离散分析和趋势预测分析，控制器1设置离散阈值t，控制器将工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率各自的历史数据的方差作为监控信息的离散值，在监控信息离散值超出离散阈值t时，离散阈值t的设置可以由本领域技术人员根据具体的情况进行设置，控制器1将产生所述监控信息的光模块标记为离散量超阈值，并向报警单元发送报警信息。若是光模块的监控信息的离散情况超出离散阈值，说明该光模块的质量不稳定；另外，离散情况也可以为监测信号与标准值的差值的统计，标准信号可以是一阶信号、二阶信号、三阶信号，也可以是指数信号、对数信号或三角函数信号；所述三角函数信号如正弦信号或余弦信号等；通过分析监测信号的趋势，分析监测信号的趋势的过程可以为：统计一段时间r内的监测信号的均值，然后按照时间的顺序将r在图上表示出来，并用线段连接，就可以得到对监控信息的预测图，通过预测图可以对光模块的预期寿命进行预测，如监测信号的预测图趋势在最近两年内或最近一年内的趋势符合一阶幂函数趋势或指数函数趋势，就可以对光模块的寿命和服务时间做预测，在光模块的标定寿命内，光模块的趋势进入危险阈值区，危险阈值区是指距离各个监控信息的允许的范围边界的5%的范围内，如光模块工作温度的范围为
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20℃到80℃，危险阈值区则是指
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20℃到
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15℃的范围以及75℃到80℃的范围。这时一般为则需提醒对光模块进行更换。
23.控制器1分析各个光模块的设计方案对应的异常数据，将光模块的设计方案根据异常总量生成异常总量排行表，将光模块的设计方案根据各个异常类型异常数量生成各个异常类型异常数量排行表；控制器1设置异常总量阈值，异常总量阈值为光模块在5个监控信息工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率的异常数量总和，在控制器1检测到光模块的设计方案对应的异常报警数量超过异常总量阈值时，控制器1将所述
的光模块的设计方案标记为总量异常；控制器1为每个异常类型分别设置异常阈值，在控制器1检测到光模块的设计方案的某一异常类型数量超出所述异常类型的异常阈值时，控制器1将所述光模块的设计方案绑定一个分项异常信息，分项异常信息包括所述异常类型。光模块的5个监控信息包括工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率，这5个监控信息都有对应的工作区间，若采集到的监控信息的数字不在工作区间内，则可称为发生了异常，控制器内设置有光模块5个监控信息对应的工作区间数值，通过对比采集到的监控信息是否属于工作区间，即可进行异常统计。工作区间的设置可以由本领域技术人员根据不同的光模块进行设置，对光模块的异常统计分析，可以对光模块的设置方案进行全方面的评估，同时根据对光模块进行预期寿命评估的结果和光模块的监测信号的离散指标的评估也可以建立预期寿命排行表和离散数据排行表，通过对光模块进行大量的分析，可以对光模块的设计方案进行更深层次的探究，使得降低在未来大规模的光模块的运用时，降低光模块的异常的绝对数量成为可能。
24.如图4所示，对光模块设计方案的全方面的评估的过程如下：控制器在采集到各个光模块的电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率信息分别放入电压队列、电流队列、功率队列和分辨率队列，控制器将工作温度减去环境温度得到相对散热温度，控制器将相对散热温度放入温度队列，每个光模块的工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率都和光模块本身是绑定关系，光模块放入温度队列电压队列、电流队列、功率队列和分辨率队列中的监控信息数据均是历史平均监控信息数据，在温度队列，电压队列、电流队列、功率队列和分辨率队列中按照性能优劣为每个数据排序，序号越高，则对应性能越好，如在温度队列中，因为光模块是发热件，所以相对散热温度数据越低则表示其散热性能越好；如图6所示，光模块主要部件包括cdr（时钟数据恢复芯片）、ldd（激光器调制驱动芯片）、tosa（电/ 光转换）、rosa（光/ 电转换）、tia（跨阻放大器）和mcu （控制单元），把这些部件分别称为部件1、部件2、部件3、部件4、部件5和部件6，每个部件又有不同的型号，每个部件的不同型号之间存在不同点，不同点可以是部件结构的不同和生产厂家的不同，光模块的设计方案就是不同型号部件1
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6的组合，每个光模块采用的各个部件与光模块本身也是绑定关系，通过光模块与各个部件的绑定关系、光模块与各个监控信信息的绑定关系，每个光模块的每个部件对应5个监控信息，5个监控信息包括工作温度、电压、偏置电流、发射及接收光功率的范围及分辨率。统计不同型号的部件1、部件2、部件3、部件4、部件5和部件6各自的5个监控信息的平均序号值，按照每个部件的每个监控信息设置一个对比队列的规则，在每个部件的对比队列中对该部件的不同型号部件进行排序，如部件1设置5个对比队列，分别为温度对比队列，电压对比队列、电流对比队列、功率对比队列和分辨率对比队列，再如，温度对比队列中将不同型号的部件1的相对散热温度数据的平均序号值排序，这样就获得了各个部件的各个型号在不同的监控信息下的效果排序。通过这样的设置，就可以将不同型号的部件的性能的数据采集到，从而为设计方案的优化提供基础，因为这样就可以得到哪种部件在哪种设计方案中的表现好，这样可以进一步的得知各个部件的各个型号的更细致的功效，可以为设计方案的制定做准确的参考。
25.本发明使用一种光模块监控系统，如图1所示，包括控制器1、若干用于采集光模块监控信息的监控模块2和报警单元3，报警单元3包括显示屏31和扬声器32，报警单元3报警信号接收端连接控制器1报警信号发送端，控制器1监控数据输入端连接监控模块2监控信
息输出端。
26.上述实施例仅列举了较佳的具体技术方案及技术手段，不排除在本发明权利要求范围内，有其他可以解决该技术问题的等换技术手段的替换形式，也应当理解为本发明要求保护的内容。