一种接收光的功率调节组件结构的制作方法

1.本实用新型涉及光通信技术领域，尤其涉及一种接收光的功率调节组件结构。


背景技术：

2.在光通信系统中，光信号在传输过程中会出现功率的损耗，传输距离越长，功率损耗越大。而光接收模块往往存在一定的接收范围，当光模块所接收的光的功率超出所述接收范围，光接收模块不能正常工作。
3.在应用过程中，光接收模块所接收光的传输距离常常差异较大，短至几公里，长至几百公里。在传输距离长的情况下，如传输距离达到几百公里，此时在传输过程中，光信号的功率损耗较大，为了保证光信号在到达光接收模块时，能够被光接收模块感知，通常会使传输前的光信号保持较大功率；但在传输距离短的情况下，如传输距离仅有几公里，此时光信号的功率损耗较小，光信号到达光接收模块时，仍会保持较大功率，此时需要调节光信号的功率在所述接收范围内，以保障光接收模块的正常工作。
4.当光接收模块需要接收大量不同传输距离的光信号时，光信号所需调节的功率的量也不同，现有技术下，这一过程需要人工参与调节调试以保障光信号到达指定功率范围内，耗费了大量的人力，给光通信系统的应用带来了诸多不便。
5.克服在光接收模块接收大量不同传输距离的光信号时，需要人工参与调节调试以保障光信号到达指定功率范围内是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于克服在光接收模块接收大量不同传输距离的光信号时，需要人工参与调节调试以保障光信号到达指定功率范围内的问题。
7.本实用新型是这样实现的：
8.本实用新型提供一种接收光的功率调节组件结构，包括分光模块、光衰减模块、光接收模块、功率探测模块、功率控制模块，所述分光模块的第一输出端与所述光衰减模块的输入端连接，所述光衰减模块的输出端与所述光接收模块的输入端连接；所述功率探测模块的输入端连接到所述分光模块的第二输出端，所述功率探测模块的输出端连接到所述功率控制模块的输入端，所述功率控制模块与光衰减模块相连接，用于控制光衰减模块的衰减值。
9.优选的，所述功率探测模块包括光探测单元和模数转换单元，所述光探测单元的输出端连接到所述模数转换单元的输入端。
10.优选的，所述功率控制模块包括单片机、数模转换单元、信号放大单元和光衰减控制单元，所述数模转换单元的输入端与单片机连接，所述数模转换单元的输出端连接到所述信号放大单元，所述信号放大单元的输出端与光衰减控制单元的输入端相连接。
11.优选的，分光模块的第二输出端所输出的光与第一输出端所输出的光的功率比值小于等于5/95。
12.优选的，所述光探测单元用于探测分光模块的第二输出端所输出的光的功率，根据所述光的功率输出模拟电压值到所述模数转换单元。
13.优选的，所述模数转换单元用于将所述光探测单元输出的模拟电压值转换为数字电压值，再将所述数字电压值输入至所述功率控制模块。
14.优选的，所述单片机存在至少一个输入引脚与所述功率探测模块相连，所述单片机存在至少一个输出引脚与所述数模转换单元相连。
15.优选的，所述数模转换单元用于将所述单片机输出的数字电压转换为模拟电压，所述模拟电压经所述信号放大单元放大后输入到所述光衰减控制单元。
16.优选的，所述光衰减模块具体为机械式可调节光衰减器voa、磁光voa、液晶voa、mems voa中的一种。
17.优选的，所述功率探测模块与所述功率控制模块之间传输的为数字信号。
18.本实用新型在不需要人工调节调试的情况下，实现了对接收光功率的自动调节，为光通信系统的应用节约了人工成本和提供了方便。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的一种接收光的功率调节组件结构框图示意图；
21.图2为本实用新型实施例提供的一种接收光的功率调节组件具体结构示意图；
22.图3为本实用新型实施例提供的一种接收光的功率调节组件具体结构示意图；
23.图4为本实用新型实施例提供的光探测器的光电特性曲线示意图；
24.图5为本实用新型实施例提供的一种光衰减控制单元的具体结构示意图。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.实施例1：
27.本实用新型实施例提供一种接收光的功率调节组件结构，如图1所示，包括分光模块101、光衰减模块102、光接收模块103、功率探测模块104、功率控制模块105，所述分光模块101的第一输出端与所述光衰减模块102的输入端连接，所述光衰减模块102的输出端与所述光接收模块103的输入端连接；所述功率探测模块104的输入端连接到所述分光模块101的第二输出端，所述功率探测模块104的输出端连接到所述功率控制模块105的输入端，所述功率控制模块105与光衰减模块102相连接，用于控制光衰减模块的衰减值。
28.其中，如图2所示，所述功率探测模块104包括光探测单元106和模数转换单元107，所述光探测单元106的输出端连接到所述模数转换单元107的输入端；所述功率控制模块
105包括单片机108、数模转换单元109、信号放大单元 110和光衰减控制单元112，所述数模转换单元109的输入端与单片机108连接，所述数模转换单元109的输出端连接到所述信号放大单元110，所述信号放大单元110的输出端与光衰减控制单元112的输入端相连接。
29.在本实施例中，所述分光模块101为分光耦合器201，所述光衰减模块102 为机械式voa(variable optical attenuator，可变光衰减器)202，所述光接收模块103为apd(avalanche photo diode，雪崩光电二极管)203，所述光探测单元106为光探测器204，所述模数转换单元107为模数转换电路205，所述单片机108为stm32单片机206，所述数模转换单元109为数模转换电路207，所述信号放大单元110为放大电路208，所述分光耦合器201的第一输出端口为210，所述分光耦合器211的第二输出端口为211，如图2所示。
30.光信号输入到分光耦合器201后被分为两道光，其中一道光从分光耦合器 201的第一输出端210输出到voa202，另一道光从分光耦合器201的第二输出端211输入到光探测器204，本实施例中所述分光耦合器201的第二输出端211 所输出的光与第一输出端210所输出的光的功率比值等于1/99，设输入分光耦合器201的光的功率为p，p一般足够大，从第一输出端210的光的功率为 99/(99 1)的p，所述从第一输出端210的光相对于输入分光耦合器201的光的功率损耗为1/(99 1)的p，由于在传输过程中，光信号同样有损耗，根据传光介质的不同，损耗的功率量的大小也有不同，在p足够大的情况下，从光输入分光耦合器201到从分光耦合器201第一输出端210输出过程中所损失的1/(99 1) 的p的功率可视为传输过程中的损耗，而不影响光信号的正常传输。
31.所述光探测器204在接收到分光耦合器201的第二输出端211输出的光后，探测得出第二输出端211输出的光的功率，并根据所述光的功率输出模拟电压值到所述模数转换电路205。所述模数转换电路205将所述光探测器204输出的模拟电压值转换为数字电压值，再将所述数字电压值输入至所述stm32单片机 206，所述stm32单片机206的一个输入引脚连接到所述模数转换电路205，用来接收经模数转换后的代表所述第二输出端211的光的功率的数字电压值。
32.所述stm32单片机206接收到所述数字电压值后，查询所述光探测器204 的光电特性曲线，找到所述数字电压值在特性曲线中对应的光频率。设代表所述第二输出端211的光的功率的数字电压值为v1，所述光电特性曲线如图4所示，所述电压值v1所对应的光频率为p2。即所述第二输出端211输出的光的频率为p2，根据分光耦合器201的第一输出端210所输出的光与第二输出端211所输出的光的功率比值为1/99，则所述第一输出端210输出的光的频率为99/1的p2。
33.stm32单片机206根据所述第一输出端210所输出的光的功率和所述apd203 的可接收光功率的范围，计算所述voa202需要设定的衰减值。所述apd203的可接收光功率的上限为apd203的功率过载点，记为p4，所述apd203的可接收光功率的下限为apd203的接收灵敏度p3，即所述第一输出端210所输出的光到达apd203时功率应小于等于p4且大于等于p3。所述voa202的衰减值可以在大于等于a2、小于等于a3的区间调节，当不调节voa202的衰减值时，voa202会使用默认的衰减值a1。
34.设stm32单片机206计算所得的所述第一输出端210所输出的光的功率为 p1，先判断p1是否小于所述apd203的可接收光功率的下限p3，若p1小于所述 apd203的可接收光功率的下限p3，则所述voa202需要设定的衰减值为默认值 a1。
35.否则，若p1大于等于所述apd203的可接收光功率的下限p3，设当前的 voa202的衰减值为a，则经voa202后的光的功率为(p1-a)，若(p1-a)大于等于所述apd203的可接收光功率的下限p3且小于等于所述apd203的可接收光功率的上限p4，则保持所述voa202的衰减值不变，stm32单片机206的输出引脚的输出电压不变；否则，若(p1-a)小于所述apd203的可接收光功率的下限p3，则记录所述光需衰减的功率a0＝(p1-p3)；若(p1-a)大于所述apd203的可接收光功率的上限p4，则记录所述光需衰减的功率a0＝(p1-p4)；
36.当(p1-a)小于所述apd203的可接收光功率的下限p3或大于所述apd203 的可接收光功率的上限p4时，判断a0是否小于所述voa202的最小衰减值a2，若a0是否小于所述voa202的最小衰减值a2，则所述voa202需要设定的衰减值为a2；若a0大于所述voa202的最大衰减值a3，则所述voa202所需要设定的衰减值为a3；若a0大于等于所述voa202的最小衰减值a2且小于等于所述 voa202的最大衰减值a3，则所述voa202需要设定的衰减值为a0。所述stm32 单片机206根据所述voa202需要设定的衰减值从输出引脚输出数字电压信号。
37.所述数字电压信号经数模转换电路207转换为模拟电压信号，再经过放大器208的放大后输入到光衰减控制单元112。当所述voa202是机械式voa202 时，所述光衰减控制单元112包含如图4所示结构，包括微型电机301、螺帽 302，机械式voa202包括调节旋钮303和通光主体304，其中螺帽302固定在微型电机301的转子顶部，随转子一同转动，螺帽302内部与机械式voa202的调节旋钮303紧密嵌合，当微型电机301转动时，通过螺帽302带动调节旋钮303 一同转动，由此调节机械式voa202的衰减值。
38.当所述光衰减控制单元112接收到电压信号，根据电压信号值控制微型电机转动的方向和圈数，由此控制机械式voa202的衰减值。
39.当所述分光耦合器201的第一输出端210所输出的光经过所述机械式 voa202，所述光功率被衰减至对应功率值。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。