一种具有多点监控的光模块及其温度监控方法与流程

1.本发明涉及光通信技术领域，特别是涉及一种具有多点监控的光模块及其温度监控方法。


背景技术：

2.随着5g网络和数据中心的快速发展，光通信越来越在人民的生活中扮演重要位置。作为光通信的主要载体光模块，承担着电信号与光信号之间转换的功能，使得人民生活中的各种信息通过光纤进行互通。
3.全球5g网络和数据中心使用的光模块数量多达百亿，每年新增光模块也有几亿；光模块广泛分布于人民的生活周围，由于光网络部署多样，光模块应用环境复杂，且多处于长期在线运行中。当光模块工作异常时会造成网络阻塞或中断，光网络通信异常，影响数据和人们之间的沟通与联系，造成难于估计的损失。
4.光模块中的温度监控通常有激光器温度监控和光模块温度监控；激光器温度监控主要用于监控激光器的工作环境温度，用于评估激光器的工作状态；光模块温度监控用于监控光模块工作环境温度，会按标准协议上报给网络设备。
5.光芯片在不同温度下固有特性差异，光模块温度监控值一般会用来作为激光器驱动电流、驱动电压、tec(thermo electric cooler，半导体致冷器)电流、预加重系数、apd(avalanche photodiode，雪崩光电二极管)电压、tia(trans-impedance amplifier，跨阻放大器)增益系数及暗电流参数配置的参考基准，光模块运行中各参数随温度变化进行相应调节。
6.由于光模块工作环境复杂各样，湿热、盐雾、硫化、金属离子迁移和静电都会影响模块内部的元器件长期性能，一旦温度监控器出现故障，光模块将无法正常工作。
7.鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.本发明实施例要解决的技术问题是光模块在湿热、盐雾、硫化、金属离子迁移和静电等复杂环境中工作时，上述因素都会影响模块内部的元器件长期性能，一旦温度监控器出现故障，光模块将无法正常工作。
9.针对此问题，本发明实施例采用如下技术方案：
10.第一方面，本发明提供了一种光模块的温度监控方法，所述光模块内设置有至少三个温度监控器，为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线，所述温度监控方法包括：
11.从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器；
12.获取所述温度上报器的实际监测温度；
13.根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度。
14.优选的，至少三个温度监控器包括主温度监控器、第一副温度监控器和第二副温
度监控器，初始情况下，以所述主温度监控器作为温度上报器；
15.所述从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器包括：
16.获取每个温度监控器的实际adc值，根据所述实际adc值和相应的拟合温度曲线确定拟合温度，计算至少三个温度监控器的拟合温度的数学期望值；
17.根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。
18.优选的，所述根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器包括：
19.比较主温度监控器的拟合温度和数学期望值之间的差值，当二者之间的差值小于预设的实时温度偏差阈值，继续将所述主温度监控器作为所述温度上报器；
20.当二者之间的差值不小于实时温度偏差阈值，将光模块温度上报器由主温度监控器切换到其他温度监控器，并同步将光模块内部各参数配置基准温度切换至对应的其他温度监控器；
21.温度上报器被切换至其他温度监控器后，继续实时获取至少三个温度监控器的实际adc值，并根据实际adc值更新数学期望值，以根据更新后的数学期望值继续选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。
22.优选的，所述温度监控方法还包括：
23.当全部的温度监控器的拟合温度与数学期望值差异都大于实时温度偏差阈值，上报光模块温度监控异常告警。
24.优选的，所述主温度监控器设置于光模块协议指定温度监控点下方，所述第一副温度监控器设置于光模块电接口处，所述第二副温度监控器设置于光模块内电芯片处。
25.第二方面，本发明还提供了一种光模块的温度监控方法，在光模块内设置有至少三个温度监控器，为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线包括：
26.按照预设的温度间隔改变光模块工作环境温度，使用点温计实时测量指定温度监控点的实际温度值，以获取实际温度曲线；
27.实时获取每个温度监控器所上报的校准adc值，并根据所述校准adc值获取相应的校准监测温度，以获取每个温度监控器所对应的监测温度曲线；
28.对于每一个所述温度监控器，对所述监测温度曲线和所述实际温度曲线进行分段拟合，将二者进行偏差校准，得到校准后的拟合温度曲线的系数k和常数b。
29.优选的，对所述监测温度曲线进行分段拟合包括：
30.对所述监测温度曲线进行分析，获取所述监测温度曲线的曲线拐点，根据曲线拐点对所述监测温度曲线进行分段，拟合出每一段曲线的系数k_n_i和常数b_n_i，得到相应温度监控器的分段式拟合温度曲线；
31.其中，n表示第n个温度监控器，i表示第i个分段。
32.优选的，所述获取所述温度上报器的实际监测温度包括：
33.获取所述温度上报器所上报的实际adc值，将所述实际adc值转化为热敏电阻值，将所述热敏电阻值转化为所述实际监测温度。
34.优选的，所述分段时拟合曲线至少被划分为两个分段曲线，每一分段曲线具有各自的系数k和常数b，以及每一分段曲线具有其所能覆盖的温度范围区间；
35.所述根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度包括：
36.根据所述实际监测温度确定其所对应的温度范围区间，根据所述温度范围区间确定相应的分段曲线，进而确定所述实际监测温度所对应的系数k’和常数b’；
37.将系数k’乘以所述实际监测温度，再加上常数b’，得到拟合温度。
38.第三方面，本发明还提供了一种光模块的温度监控方法和装置，用于实现第一方面和第二方面所述的一种光模块的温度监控方法，所述装置包括：至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于上述任一项所述方案的温度监控方法。
39.与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：通过光模块内部装配的至少三个温度监控器，合理安排温度监控器位置，并在实际使用之前，分别对温度监控器上报的监测温度值曲线进行分段拟合，得到每个温度监控器的分段式拟合曲线，该分段式拟合曲线能够覆盖全温工作范围。实际监测中，将温度监控器上报的监测温度与分段式拟合曲线进行拟合，得到更能真实反映光模块工作温度的拟合温度，提高了温度监控的准确性。有效降低了现实光网络中光模块由于温度监控异常引起的工作异常，有效降低了网络阻塞风险。
40.在本发明优选方案中，通过光模块内部装配的至少三个温度监控器，实时获取拟合后的温度值并计算至少三个温度点的实时数学期望值，有效保证了实时数学期望值的准确性，通过实时比较温度上报器的温度值和实时温度期望值的差值，判断温度上报器的工作状态；保证温度上报器工作异常时第一时间被识别出来。
41.在本发明优选方案中，通过比较模块拟合温度值与温度期望值偏差，在温度上报器偏差较大时将模块温度监控从温度上报器切换到其他温度监控器；模块温度监控由被选温度监控器接管，保证模块内各参数配置使用的基准温度的稳定性。
附图说明
42.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
43.图1是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的流程示意图；
44.图2是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的温度监控电路示意图；
45.图3是本发明实施例提供的图1中步骤10的具体流程示意图；
46.图4是本发明实施例提供的图1中步骤11的具体流程示意图；
47.图5是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的拟合温度曲线的校准逻辑示意图；
48.图6是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的分段线性拟合逻辑示意图；
49.图7是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的三点温度监控光模块布局示意图；
50.图8是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的三点温度监控自动倒换
保护逻辑示意图；
51.图9是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的三点温度监控拟合上报逻辑示意图；
52.图10是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的温度监控正常温度值示意图；
53.图11是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的主温度监控异常温度值示意图；
54.图12是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的主副温度监控和第一副温度监控异常温度值示意图；
55.图13是本发明实施例提供的一种光模块的温度监控方法的光模块的结构示意图。
具体实施方式
56.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
57.在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
58.本发明中术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
59.此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
60.实施例1:
61.光模块在湿热、盐雾、硫化、金属离子迁移和静电等复杂环境中工作时，上述因素都会影响模块内部的元器件长期性能，一旦温度监控器出现故障，光模块将无法正常工作，针对此问题，本发明实施例1提供了一种光模块的温度监控方法，所述方法包括：
62.所述光模块内设置有至少三个温度监控器，为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线，如图1所示，所述温度监控方法包括：
63.在步骤10中，从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器。
64.本发明实施例中所述的温度监控器不限类型，可以是基于半导体的热传感器、可以是热电偶、可以是电阻温度监测器、也可以是负温度系数热敏电阻，在实际应用场景中，光模块使用较多的是集成于电芯片中的半导体热传感器和负温度系数热敏电阻。
65.在可选的实施例中，至少三个温度监控器包括主温度监控器、第一副温度监控器和第二副温度监控器，所述主温度监控器设置于光模块协议指定温度监控点下方，所述第一副温度监控器设置于光模块电接口处，所述第二副温度监控器设置于光模块内电芯片处。在实际使用中，从至少三个温度监控器选择一个温度监控器作为温度上报器。
66.在步骤11中，获取所述温度上报器的实际监测温度。
67.其中，以温度监控器为热敏电阻为例进行解释说明，获取所述温度上报器所上报的实际adc值，将所述实际adc值转化为热敏电阻值，将所述热敏电阻值转化为所述实际监测温度。
68.在步骤12中，根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度。
69.拟合温度曲线的横坐标代表实际监测温度，纵坐标代表拟合温度，已知某个时刻点的实际监测温度，可以获知相应的拟合温度，该拟合温度可以较准确的反映光模块的当前温度。
70.其中，拟合温度曲线可以为一阶曲线或者多阶曲线，在此，不做具体限定，可以基于实际情况设置。
71.对于一个拟合温度曲线而言，可以选择符合当前情况的曲线方程式，再确定曲线方程式的系数和常数，即可确定相应的拟合温度曲线，因此，具体可以根据所述实际监测温度、曲线方程式、曲线方程式的系数和常数光模块的拟合温度；或者也可以以所述实际监测温度作为横坐标，基于拟合温度曲线查找对应的纵坐标值，该纵坐标值即为拟合温度。
72.在本实施例中，由于温差过大，无法通过一个线性函数准确反应所有的温度值，所述分段时拟合曲线至少被划分为两个分段曲线，每一分段曲线具有各自的系数k和常数b，以及每一分段曲线具有其所能覆盖的温度范围区间；
73.步骤12的具体实现过程为：根据所述实际监测温度确定其所对应的温度范围区间，根据所述温度范围区间确定相应的分段曲线，进而确定所述实际监测温度所对应的系数k’和常数b’；将系数k’乘以所述实际监测温度，再加上常数b’，得到拟合温度。
74.在本实施例中，通过光模块内部装配的至少三个温度监控器，合理安排温度监控器位置，并在实际使用之前，分别对温度监控器上报的监测温度值曲线进行分段拟合，得到每个温度监控器的分段式拟合曲线，该段式拟合曲线能够覆盖全温工作范围。实际监测中，将温度监控器上报的监测温度与分段式拟合曲线进行拟合，得到更能真实反映光模块工作温度的拟合温度，提高了温度监控的准确性。有效降低了现实光网络中光模块由于温度监控异常引起的工作异常，有效降低了网络阻塞风险。
75.在本发明实施例中选择负温度系数热敏电阻为研究对象，如图2所示，下面将具体阐述adc(analog-to-digital converter，模数转换器)电压值的采集过程：
76.集成于电芯片中的半导体热温度传感器通常会直接上报温度传感器的adc值，负温度系数热敏电阻rth与高精度电阻r0串联使用，通过光模块中微处理单元的adc采样获取两串联电阻之间的电压adc_i，反向拟合并计算出对应的温度mod_temp；v_ref(reference voltage，基准电压)为用于adc采样的基准参考电压。
77.其中，负温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而降低，阻值计算如公式为：
78.rth_t＝rth_0*exp[b*(1/t-1/t0)]
[0079]
rth_t为温度t时的负温度系数热敏电阻阻值，rth_0为温度t0时的阻值，b为负温度系数热敏电阻温度常数；其中t0和t为绝对开尔文温度，rth_0、t0和b由热敏电阻厂商出厂时给定。
[0080]
由于负温度系数热敏电阻的阻值随温度变化不是线性关系，使用负温度系数热敏电阻做温度监控需要通过软件对adc采样的值进行拟合来保证温度监控的精确性。具体的，
光模块的温度上报、偏置电流、tec电流、apd电压、暗电流等参数配置初始都使用主温度监控器做基准。
[0081]
上述至少三个温度监控器包括主温度监控器、第一副温度监控器和第二副温度监控器，初始情况下，以所述主温度监控器作为温度上报器；如图3所示，步骤10具体包括：
[0082]
在步骤101中，获取每个温度监控器的实际adc值，根据所述实际adc值和相应的拟合温度曲线确定拟合温度，计算至少三个温度监控器的拟合温度的数学期望值。
[0083]
其中，取所述温度上报器所上报的实际adc值，将所述实际adc值转化为热敏电阻值，将所述热敏电阻值转化为所述实际监测温度，在根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定拟合温度。
[0084]
在步骤102中，根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。
[0085]
在当前时刻，主温度监控器的实际adc值为adc1、第一副温度监控器的实际adc值为adc2、第二副温度监控器的实际adc值为adc3，
[0086]
假设当前时刻主温度监控器作为温度上报器，其所对应的拟合温度为m_temp1，第一副温度监控器m_temp2和第二副温度监控器m_temp3，三者的数学期望是：
[0087]
e(m_temp)＝(m_temp1+m_temp2+m_temp3)/3
[0088]
获取所述温度上报器的拟合温度m_temp1和所述数学期望值e(m_temp)之间差值，如果该差值不小于实时温度偏差阈值，则选择其他温度监控器作为温度上报器；如果该差值小于实时温度偏差阈值，则继续将主温度监控器作为温度上报器。
[0089]
在具体应用场景中，若作为温度上报器的温度监控器上报的温度发生异常，则需要切换其他温度监控器作为温度上报器，若全部温度监控器上报的温度值均发生异常，则上报光模块温度监控异常告警，如图4所示，具体温度监控自动倒换保护的逻辑如下：
[0090]
所述根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器包括：
[0091]
在步骤110中，比较主温度监控器的拟合温度和数学期望值之间的差值，当二者之间的差值小于预设的实时温度偏差阈值，继续将所述主温度监控器作为所述温度上报器。
[0092]
在步骤111中，当二者之间的差值不小于实时温度偏差阈值，将光模块温度上报器由主温度监控器切换到其他温度监控器，并同步将光模块内部各参数配置基准温度切换至对应的其他温度监控器。
[0093]
在步骤112中，温度上报器被切换至其他温度监控器后，继续实时获取至少三个温度监控器的实际adc值，并根据实际adc值更新数学期望值，以根据更新后的数学期望值继续选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。
[0094]
其中，所述拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况为拟合温度和数学期望值之间的差值abs[e(m_temp)-m_temp]，当二者之间的差值小于预设的实时温度偏差阈值delta_h，继续将所述主温度监控器作为所述温度上报器；当二者之间的差值不小于实时温度偏差阈值delta_h，将光模块温度监控上报由温度上报器切换到其他温度监控器。
[0095]
当全部的温度监控器的拟合温度与数学期望值差异都大于实时温度偏差阈值，上报光模块温度监控异常告警。
[0096]
综上所述，在温度监控自动倒换保护的过程中，光模块的微处理单元需要实时读
取负温度系数热敏电阻分压电路电压值adc1、adc2和adc3，将读取的电压值adc实时计算出光模块温度上报的实际监测值temp，再将实际监测值实时拟合出温度监控器的拟合温度值m_temp1、m_temp2和m_temp3，根据温度监控器上报的拟合温度实时计算的三个温度监控器的数学期望值e(m_temp)，根据数学期望值和拟合温度值实时计算出温度偏差值abs[e(m_temp)-m_temp]，以及上报温度监控异常告警状态值。
[0097]
在上述温度监控器上报温度的前，需要为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线，保证每个拟合后的温度监控都能正确反映模块温度，且在光模块的整个工作温度范围内温度上报值偏差小于delta_t。
[0098]
如图5所示，分段式拟合温度曲线获取方式为：
[0099]
在步骤20中，按照预设的温度间隔改变光模块工作环境温度，使用点温计实时测量指定温度监控点的实际温度值，以获取实际温度曲线。
[0100]
在步骤21中，实时获取每个温度监控器所上报的校准adc值，并根据所述校准adc值获取相应的校准监测温度，以获取每个温度监控器所对应的监测温度曲线。
[0101]
其中，校准adc值指的是校准阶段的温度监控器上报的adc值，需要按照前文方式将adc值转换为监测温度，以获取每个温度监控器所对应的监测温度曲线。
[0102]
该监测温度曲线可能并不能真实反映模块温度，需要对该监测温度曲线进行分段式拟合，得到分段式拟合温度曲线。
[0103]
在步骤22中，对于每一个所述温度监控器，对所述监测温度曲线和所述实际温度曲线进行分段拟合，将二者进行偏差校准，得到校准后的拟合温度曲线的系数k和常数b。
[0104]
其中，按照预设的温度间隔改变光模块工作环境温度，需要保证点温计测试的光模块外壳温度值覆盖光模块应用规格全部温度范围，以确保实际温度曲线的准确性；在具体应用场景中，对于每一个所述温度监控器，对所述监测温度曲线和所述实际温度曲线用最小二乘法分别进行分段拟合。
[0105]
在可选的方式中，对于每一个温度监控器，可以先获取全温度段的监测温度曲线，然后再对所述监测温度曲线进行分段拟合，具体包括：
[0106]
对所述监测温度曲线进行分析，获取所述监测温度曲线的曲线拐点，根据曲线拐点对所述监测温度曲线进行分段，拟合出每一段曲线的系数k_n_i和常数b_n_i，得到相应温度监控器的分段式拟合温度曲线；其中，n表示第n个温度监控器，i表示第i个分段。
[0107]
在另一个可选的方式中，可以分别在低温(lt)、室温(rt)和高温(ht)如图6所示，在此以低温下的分段线性拟合方式进行举例说明：
[0108]
(1)对于每一个温度监控器，按照预设的间隔得到低温下的多个校准adc值，即v_adc1_lt_1、v_adc1_lt_2、v_adc1_lt_3、v_adc1_lt_4等。
[0109]
(2)根据温度监控器所上报的校准adc值，通过第一阶段的计算得到热敏电阻值，计算公式为：rth＝vi*r0/(v_ref-vi)，其中，vi为相应的校准adc值，r0、v_ref为已知。
[0110]
(3)按照前述公式将相应的校准adc值转化为热敏电阻值，即，rth1_lt_1、rth1_lt_2、rth1_lt_3、rth1_lt_4。再根据所述热敏电阻值通过第二阶段的计算得到校准监测温度t(即，热敏电阻温度值temp)，计算公式为：rth_t＝rth_0*exp(1/t-1/t0)，其中rth_t为温度t时的负温度系数热敏电阻阻值，rth_0为温度t0时的阻值，
[0111]
(4)按照前述方式获取低温下的校准监测温度t，即，temp1_lt_1、temp1_lt_2、
temp1_lt_3和temp1_lt_4等，再根据相应的点温计实时测量指定温度监控点的实际温度值，进行曲线拟合，得到低温下的拟合曲线：m_t＝k*t+b_l，其中，k为系数，b_l为常数。
[0112]
在实际使用中，通过m_t＝k*t+b_l计算得到相对应的拟合温度m_temp，可以保证拟合温度m_temp与点温计所测的实际温度值之间的偏差小于delta_t。
[0113]
室温(rt)和高温(ht)所对应的拟合曲线的获取方式，与前述描述类似，在此不再赘述。
[0114]
在具体研究过程中，所述的分段拟合并不限制低温、常温和高温三段，根据实际测试温度曲线和三个温度监控器实际温度曲线合理安排，可以是两段，也可以是四段或者更多。
[0115]
本发明实施例1温度监控方法可应用于各种类型带有温度监控上报功能和使用模块温度监控作为模块内部参数配置基准的光模块。例如，光模块为通用的带ddm(digital diagnostic monitoring，数字诊断监测)/dom(digital optical monitoring，数字光学监测)监控的光模块，不限制传输距离、不限制模块形态、不限制光口类型；传输距离覆盖aoc(active optical cable，有源光缆)、sr(short reach，短距离传输)、dr(data center reach，数据中心传输距离)、fr(fiber reach，远距离传输)、lr(long reach，远距离传输)、er(extended reach，超长距离传输)、zr(zero dispersion reach，零色散传输距离)及lh(long haul，远程传输)等；模块形态覆盖sfp(small form-factor pluggable，小型化可插拔模块)、xfp(10gigabit small form factor pluggable，10g小型化可插拔模块)、qsfp(quad small form-factor pluggable，四路小型化可插拔模块)、osfp(octal small form-factor pluggable，八路小型化可插拔模块)、sfp_dd(small form-factor pluggable double density，双密度小型化可插拔模块)、qsfp_dd(quad small form-factor pluggable double density，四路双密度小型化可插拔模块)、cfp(100gform-factor pluggable，100g模块)、cfp2(c form-factor pluggable 2，100g模块)等；光口类型覆盖mpo(multi-fiber push on，多芯光纤连接器)、dual-lc(dual lucent connector，双lc光纤连接器)、lc(lucent connector，lc光纤连接器)、sc(subscriber connector，sc光纤连接器)、pc(physical contact，物理接触型连接器)等。
[0116]
实施例2：
[0117]
本发明实施例2基于实施例1所描述的方法基础上，结合具体的应用场景，并借由相关场景下的技术表述来阐述本发明特性场景下的实现过程。
[0118]
在本发明实施例中，采用了三个温度监控器，包括：主温度监控器、第一副温度监控器和第二副温度监控器，监控器类型为负温度系数热敏电阻；在本发明实施例中，adc电压值的采集过程与实施例1中的原理一致。
[0119]
如图7所示为本发明实施例2中的三点温度监控光模块布局图，所述主温度监控器的实际监测温度为temp1，放置于光模块协议指定模块温度监控点正下方，即光发射组件tosa(transmitter optical sub-assembly，光发射器光学子组件)位置点，第一副温度监控器的实际监测温度为temp2，放置于光模块电接口处，第二副温度监控器的实际监测温度为temp3，放置于模块内电芯片处，与主温度监控器分别放置在pcb(printed circuit board，印刷电路板)两侧。此布局方式可有效降低三个温度监控器同时受到外界环境因素影响，而产生工作异常的可能性。
[0120]
初始状态下，选择主温度监控器为温度上报器，则温度监控自动倒换保护的过程如图8所示，具体包括：
[0121]
在步骤30中，mcu(microcontroller unit，微控制单元)实时循环读取三个温度监控器adc实时电压值adc1、adc2、adc3；光模块初始温度上报m_temp选择主温度监控器。
[0122]
在步骤31中，mcu根据循环根据三个温度监控器的拟合系数，将读取的三个实时adc电压值转换为温度值m_temp1、m_temp2、m_temp3；并计算出实时数学期望值e(m_temp)；光模块实时温度上报为m_temp1。
[0123]
在步骤32中，判断abs[e(m_temp)-m_temp1]是否大于delta_h；若不满足，则继续上报光模块温度m_temp1；否则，进入步骤33。
[0124]
在步骤33中，mcu将光模块实时温度上报值切换到第一副温度监控器，此时上报温度m_temp等于m_temp2，并实时获取e(m_temp)和m_temp2。
[0125]
在步骤34中，判断abs[e(m_temp)-m_temp2]是否大于delta_h；若不满足，则继续上报光模块温度m_temp2；否则，进入步骤35。
[0126]
在步骤35中，mcu将光模块实时温度上报值切换到第二副温度监控器，此时上报温度m_temp等于m_temp3，并实时获取e(m_temp)和m_temp3。
[0127]
在步骤36中，判断abs[e(m_temp)-m_temp3]是否大于delta_h；若不满足，则继续上报光模块温度m_temp3；否则，进入步骤37。
[0128]
在步骤37中，上报温度监控异常。
[0129]
在温度上报器上报温度前，需要为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线用以校准拟合温度，校准的过程如图9所示，具体包括：
[0130]
在步骤40中，搭建温度监控校准环境，使用点温计实时测试光模块协议指定外壳温度上报点温度；使用光模块内部mcu实时读取三个温度监控器温度上报点adc值，分别为adc1、adc2和adc3。
[0131]
在步骤41中，改变光模块工作环境温度，每间隔m℃，记录点温计点温温度和三个温度监控器上报的adc值；调节光模块工作环境温度，保证点温计测试的光模块外壳温度值覆盖光模块应用规格全部温度范围；全温度范围内绘出adc上报值曲线。
[0132]
在步骤42中，观察三个温度监控器全温度范围内adc上报值曲线，确认分段线性拟合的段数，并通过最小二乘法对每段进行线性拟合y＝kx+b。
[0133]
在步骤43中，使用相同的方法，拟合出三个温度监控器的每段的一阶系数k和常数b；将每个一阶系数k_i和常数b_i写入软件中。
[0134]
在步骤44中，mcu实时读取三个温度监控器的adc值，并通过拟合后的系数实时计算温度监控值m_temp1、m_temp2和m_temp3；相同的环境下，三个温度监控器拟合计算后的值差异小于delta_t。
[0135]
在温度上报过程中，如何将电压值adc分段线性拟合成拟合温度，其逻辑与实施例1中一致，此处不再赘述。
[0136]
在具体实验过程中，将实时的真实温度、主温度监控器上报温度、第一副温度监控器上报温度、第二副温度监控器上报温度以及温度期望值通过相关设备记录下来进行偏差比对，以判断是否切换其他温度监控器作为温度上报器。
[0137]
如图10所示，为本发明实施例所述三点温度监控器正常工作时的温度曲线，初始
状态下以主温度监控器为温度上报器，此时三个温度监控温度值、温度期望值和实际温度值一致；
[0138]
当主温度监控器工作异常，主温度监控器温度值偏离实际温度值，如图11所示，此时第一和第二副温度监控温度值正常，与实际温度基本一致，温度期望值相对主温度监控有较小偏差，此时光模块内部转换使用第一副温度监控值作为温度基准；
[0139]
当主温度监控和第一副温度监控器都工作异常时如图12所示，两个温度监控器值和真实温度监控有较大偏差，温度期望值相对偏差较小，此时光模块内部转换使用第二副温度监控值作为温度基准；
[0140]
若主温度监控器、第一副温度监控器、第二副温度监控器都出现异常，则光模块上报温度监控异常告警。
[0141]
实施例3：
[0142]
本发明在提供了实施例1所描述的一种光模块的温度监控方法后，如图13所示，还提供一种具有多点监控的光模块，所述光模块包括：
[0143]
至少一个处理器51；以及，与所述至少一个处理器51通信连接的存储器52；其中，所述存储器52存储有可被所述至少一个处理器51执行的指令，所述指令被所述处理器51执行，用于执行实施例1或实施例2所述的方法。
[0144]
在具体的使用场景下，所述光模块包括温度探测模块、灵敏度监测模块、光功率监测模块、波长监测模块、voff电压实时调整模块、偏置电流实时调整模块、tec电压实时调整模块，温度探测模块用于实现对光模块外界工作温度的探测；灵敏度监测模块用于探测在高低温状态下光模块的灵敏度偏移，并给voff电压实时调整模块以反馈；光功率监测模块用于探测在高低温状态下光模块的光功率偏移，并给偏置电流实时调整模块以反馈；波长监测模块用于探测在高低温状态下光模块的波长偏移，并给tec电压实时调整模块以反馈；voff电压实时调整模块、偏置电流实时调整模块、tec电压实时调整模块分别用于对流经热敏电阻的电流进行采样以实时监测环境温度，并根据温度补偿曲线实时计算voff电压、偏置电流和tec电压。响应高温、室温和低温处灵敏度、光功率、波长监测模块关于各参数的反馈，实时调整温度补偿曲线，并且将灵敏度和光功率分了三个指标档位，优先满足更优的指标档位。
[0145]
处理器51和存储器52可以通过总线或者其他方式连接，图13中以通过总线连接为例。
[0146]
存储器52作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序和非易失性计算机可执行程序，如实施例1中的光模块的温度监控方法。处理器51通过运行存储在存储器52中的非易失性软件程序和指令，从而执行优化光模块的方法。
[0147]
存储器52可以包括高速随机存取存储器52，还可以包括非易失性存储器52，例如至少一个磁盘存储器52件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器52件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器52，这些远程存储器52可以通过网络连接至处理器51。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
[0148]
所述程序指令/模块存储在所述存储器52中，当被所述一个或者多个处理器51执行时，执行上述实施例1中的光模块的温度监控方法。
[0149]
值得说明的是，上述装置和系统内的模块、单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明的处理方法实施例基于同一构思，具体内容可参见本发明方法实施例中的叙述，此处不再赘述。
[0150]
本领域普通技术人员可以理解实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：rom(read only memory，只读存储器)、ram(random access memory，随机存取存储器)、磁盘或光盘等。
[0151]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种光模块的温度监控方法，其特征在于，所述光模块内设置有至少三个温度监控器，为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线，所述温度监控方法包括：从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器；获取所述温度上报器的实际监测温度；根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度。2.根据权利要求1所述的温度监控方法，其特征在于，至少三个温度监控器包括主温度监控器、第一副温度监控器和第二副温度监控器，初始情况下，以所述主温度监控器作为温度上报器；所述从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器包括：获取每个温度监控器的实际adc值，根据所述实际adc值和相应的拟合温度曲线确定拟合温度，计算至少三个温度监控器的拟合温度的数学期望值；根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。3.根据权利要求2所述的温度监控方法，其特征在于，所述根据所述温度上报器的拟合温度和所述数学期望值之间的差异情况，选择性切换其他温度监控器作为温度上报器包括：比较主温度监控器的拟合温度和数学期望值之间的差值，当二者之间的差值小于预设的实时温度偏差阈值，继续将所述主温度监控器作为所述温度上报器；当二者之间的差值不小于实时温度偏差阈值，将光模块温度上报器由主温度监控器切换到其他温度监控器，并同步将光模块内部各参数配置基准温度切换至对应的其他温度监控器；温度上报器被切换至其他温度监控器后，继续实时获取至少三个温度监控器的实际adc值，并根据实际adc值更新数学期望值，以根据更新后的数学期望值继续选择性切换其他温度监控器作为温度上报器。4.根据权利要求2所述的温度监控方法，其特征在于，所述温度监控方法还包括：当全部的温度监控器的拟合温度与数学期望值差异都大于实时温度偏差阈值，上报光模块温度监控异常告警。5.根据权利要求2所述的温度监控方法，其特征在于，所述主温度监控器设置于光模块协议指定温度监控点下方，所述第一副温度监控器设置于光模块电接口处，所述第二副温度监控器设置于光模块内电芯片处。6.根据权利要求1-5任一项所述的温度监控方法，其特征在于，所述为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线包括：按照预设的温度间隔改变光模块工作环境温度，使用点温计实时测量指定温度监控点的实际温度值，以获取实际温度曲线；实时获取每个温度监控器所上报的校准adc值，并根据所述校准adc值获取相应的校准监测温度，以获取每个温度监控器所对应的监测温度曲线；对于每一个所述温度监控器，对所述监测温度曲线和所述实际温度曲线进行分段拟合，将二者进行偏差校准，得到校准后的拟合温度曲线的系数k和常数b。7.根据权利要求6所述的温度监控方法，其特征在于，所述对所述监测温度曲线进行分
段拟合包括：对所述监测温度曲线进行分析，获取所述监测温度曲线的曲线拐点，根据曲线拐点对所述监测温度曲线进行分段，拟合出每一段曲线的系数k_n_i和常数b_n_i，得到相应温度监控器的分段式拟合温度曲线；其中，n表示第n个温度监控器，i表示第i个分段。8.根据权利要求1-5任一项所述的温度监控方法，其特征在于，所述获取所述温度上报器的实际监测温度包括：获取所述温度上报器所上报的实际adc值，将所述实际adc值转化为热敏电阻值，将所述热敏电阻值转化为所述实际监测温度。9.根据权利要求1-5任一项所述的温度监控方法，其特征在于，所述分段时拟合曲线至少被划分为两个分段曲线，每一分段曲线具有各自的系数k和常数b，以及每一分段曲线具有其所能覆盖的温度范围区间；所述根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度包括：根据所述实际监测温度确定其所对应的温度范围区间，根据所述温度范围区间确定相应的分段曲线，进而确定所述实际监测温度所对应的系数k’和常数b’；将系数k’乘以所述实际监测温度，再加上常数b’，得到拟合温度。10.一种具有多点监控的光模块，其特征在于，包括：至少一个处理器和存储器，所述至少一个处理器和存储器之间通过数据总线连接，所述存储器存储能被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令在被所述处理器执行后，用于完成权利要求1-9中任一项所述的温度监控方法。

技术总结
本发明涉及光通信技术领域，提供了一种具有多点监控的光模块及其温度监控方法，所述光模块内设置有至少三个温度监控器，为每个所述温度监控器配置相应的分段式拟合温度曲线，所述温度监控方法包括：从至少三个温度监控器中选择一个温度监控器作为温度上报器；获取所述温度上报器的实际监测温度；根据所述实际监测温度和相应的拟合温度曲线确定光模块的拟合温度。通过光模块内部装配的至少三个温度监控器，合理安排温度监控器位置，并在实际使用之前，分别对温度监控器上报的监测温度值曲线进行分段拟合，得到每个温度监控器的分段式拟合曲线，更能真实反映光模块工作温度的拟合温度，提高了温度监控的准确性，有效降低了网络阻塞风险。阻塞风险。阻塞风险。


技术研发人员：朱孟常 张川 郭玲 蒋波
受保护的技术使用者：武汉光迅科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/24