CN104218996A - 光模块 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种光模块，包括：第一检测单元、驱动单元、发送单元、接收单元、第二检测单元和放大单元；第一检测单元用于检测是否接收到外部电路发送的第一电数据信号，如果检测接收到第一电数据信号，则生成第一控制信号；驱动单元和发送单元根据第一控制信号自唤醒，驱动单元将第一电数据信号处理为光发送驱动信号驱动发送单元生成第一光数据信号并发送；接收单元用于接收外部光路发送的第二光数据信号并转换处理为第二电数据信号；第二检测单元检测是否接收到第二电数据信号，如果检测接收到第二电数据信号，则生成第二控制信号；放大单元根据第二控制信号自唤醒，并将接收到的第二电数据信号放大处理为第一放大信号并发送。

Description

光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，尤其涉及一种低功耗的光模块。

背景技术

随着高带宽业务的逐渐兴起，传统的铜线接入网络正在向基于光纤接入网络演进，光模块作为光纤接入网的核心器件推动了光传输系统向低成本方向发展。而对于光模块这种海量应用产品本身，除了高带宽之外，低成本、低功耗亦是客户的重要诉求。当前业界的光模块并不具备节能模式，或者必须依赖宿主板配合才可以实现节能。例如，在宿主板上使用控制电路操作光模块的电源开关，但其应用场景受限，必须要求宿主板支持电源控制，并且开关电路关断会切断光模块所有电源，恢复的时候模块初始化时间会比较长。

发明内容

本发明实施例提供了一种光模块，可以实现在光模块需要发送或者接收数据时，自行选择唤醒必要的功能电路，实现节能。

第一方面，本发明实施例提供了一种光模块，所述光模块包括：第一检测单元、驱动单元、发送单元、接收单元、第二检测单元和放大单元；

所述第一检测单元，用于检测是否接收到外部电路发送的第一电数据信号，如果检测接收到所述第一电数据信号，则生成第一控制信号，并将所述第一电数据信号和第一控制信号发送给所述驱动单元，将所述第一控制信号发送给所述发送单元；

所述驱动单元根据所述第一控制信号自唤醒，并将接收到的所述第一电数据信号处理为光发送驱动信号，发送给发送单元；

所述发送单元根据所述第一控制信号自唤醒，并且接收所述光发送驱动信号，根据所述光发送驱动信号生成第一光数据信号并发送给外部光路；

所述接收单元，用于接收外部光路发送的第二光数据信号，将所述第二光数据信号光电转换处理为第二电数据信号发送给所述第二检测单元；

所述第二检测单元，检测是否接收到所述第二电数据信号，如果检测接收到所述第二电数据信号，则生成第二控制信号，并将所述第二电数据信号和第二控制信号发送给所述放大单元；

放大单元，用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号自唤醒，并将接收到的所述第二电数据信号放大处理为第一放大信号并发送给外部电路。

在第一种可能的实现方式中，所述第一检测单元还用于，如果所述第一检测单元在第一时间内检测没有接收到所述第一电数据信号，则生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送给所述驱动单元和发送单元；

所述驱动单元还用于在接收到所述第三控制信号之后进入自休眠状态；

所述发送单元还用于在接收到所述第三控制信号之后进入自休眠状态。

在第二种可能的实现方式中，所述第二检测单元还用于，如果所述第二检测单元在第二时间内检测没有接收到所述第二电数据信号，则生成第四控制信号，并将所述第四控制信号发送给所述放大单元；

所述放大单元还用于在接收到所述第四控制信号之后进入自休眠状态。

在第三种可能的实现方式中，所述光模块还包括控制单元和电源开关单元；

控制单元，用于接收外部电路发送的第三电数据信号，当所述第三电数据信号不小于第一阈值时生成第五控制信号并发送给所述电源开关单元；或当所述第三电数据信号小于第二阈值时生成第六控制信号并发送给所述电源开关单元；所述第一阈值大于等于所述第二阈值；

电源开关单元，用于根据所述第五控制信号向所述接收单元供电，或者根据所述第六控制信号向所述接收单元不供电。

结合第一方面或第一方面的第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述电源开关单元包括电源子单元和开关子单元，所述电源开关单元具体用于：

所述开关子单元接收所述第五控制信号；

所述开关子单元根据所述第五控制信号闭合，从而使所述电源子单元对所述接收单元进行供电；或者

所述开关子单元接收所述第六控制信号；

所述开关子单元根据所述第六控制信号断开，从而断开所述电源子单元与所述接收单元之间的连接。

在第五种可能的实现方式中，所述光模块还包括寄存器单元，用于接收配置信号，根据所述配置信号生成或不生成模式控制信号，并将所述模式控制信号发送给所述驱动单元、发送单元、接收单元和放大单元；

所述驱动单元、发送单元、接收单元和放大单元接收所述模式控制信号，根据所述模式控制信号持续保持自唤醒。

本发明实施例的光模块，在光模块内部增加对发送数据信号和接收数据信号分别进行检测的两个信号检测单元，由此实现了在不依赖于外部宿主板的情况下，可以在光模块需要发送或者接收数据时，自行选择唤醒必要的功能电路，降低运行功耗，实现节能。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种光模块的示意图；

图2为本发明实施例二提供的一种光模块的示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种光模块的示意图；

图4为本发明实施例提供的光模块的系统应用示意图之一；

图5为本发明实施例提供的光模块的系统应用示意图之二。

下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。

具体实施方式

图1为本发明实施例一提供的一种光模块的示意图。如图1所示，光模块包括：第一检测单元110、驱动单元120、发送单元130、接收单元140、第二检测单元150和放大单元160；

下述第一检测单元110、驱动单元120和发送单元130构成本实施例光模块的信号发送部分。

第一检测单元110对光模块在第一时间内是否接收到外部电路发送的第一电数据信号进行检测。其中，第一电数据信号为一定码率的电信号TD+/TD-，由与光模块相连接的外部电路提供。第一时间可以根据该光模块所在系统的系统要求设置，例如，以太网无源光网络(Ethernet Passive Optical Network，EPON)系统中，第一时间可以设置为1秒。

如果第一检测单元110检测接收到了第一电数据信号，则第一检测单元110生成用于使驱动单元120和发送单元130自唤醒的第一控制信号，并将上述第一电数据信号和第一控制信号发送给驱动单元120，将第一控制信号发送给发送单元130。

如果第一检测单元110在第一时间内检测没有接收到第一电数据信号，则生成用于使驱动单元120和发送单元130自休眠的第三控制信号，并将第三控制信号发送给驱动单元120和发送单元130。

驱动单元120接收第一检测单元110发送的第一控制信号，根据该第一控制信号进行自唤醒，并且，将接收到的第一电数据信号进行处理，处理为光发送驱动信号，发送给发送单元130；

或者，驱动单元120接收第一检测单元110发送的第三控制信号，根据该信号进行自休眠。图中，控制信号用CS表示。

发送单元130接收第一检测单元110发送的第一控制信号，根据该第一控制信号进行自唤醒，并且，发送单元130接收上述光发送驱动信号，由光发送驱动信号驱动发送单元130产生相应速率的第一光数据信号并发送给外部光路。其中，第一光数据信号为调制光信号；通常，发送单元130可以采用半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）来实现；

或者，发送单元130接收第三控制信号，并根据该信号进行自休眠。

上述第一检测单元110、驱动单元120和发送单元130相互连接，第一检测单元110根据是否在第一时间内接收到第一电数据信号来确定生成控制驱动单元120和发送单元130自唤醒的第一控制信号，或者生成控制驱动单元120和发送单元130自休眠的第三控制信号。优选的，驱动单元120和发送单元130在初始状态下设定为处于休眠状态。当第一检测单元110接收到第一电数据信号时，通过生成的第一控制信号使驱动单元120和发送单元130自唤醒，第一电数据信号通过驱动单元120处理后驱动发送单元130发射出相应速率的调制光信号。当第一检测单元110在上述接收到第一电数据信号之后的第一时间内没有再接收到第一电数据信号，则生成第三控制信号使驱动单元120和发送单元130自休眠，由此本实施例光模块的发送部分实现低功耗节能应用。

下述接收单元140、第二检测单元150和放大单元160构成本实施例光模块的信号接收部分。

接收单元140接收外部光路发送的第二光数据信号，并将接收到的第二光数据信号进行光电转换，处理为第二电数据信号发送给第二检测单元150。其中，第二光数据信号为调制光信号。

第二检测单元150对光模块在第二时间内是否接收到第二电数据信号进行检测。其中，第二时间可以根据该光模块所在系统的系统要求设置，例如，EPON系统中，第二时间可以与前述第一时间设定相同，同样设定为1秒，当然也可以设定为不同。

如果第二检测单元150检测接收到了第二电数据信号，则第二检测单元150生成用于使放大单元160自唤醒的第二控制信号，并将上述第二电数据信号和第二控制信号发送给放大单元160；

如果第二检测单元150在第二时间内检测没有接收到第二电数据信号，则生成用于使放大单元160自休眠的第四控制信号，并将第四控制信号发送给放大单元160。

放大单元160接收第二检测单元150发送的第二控制信号，根据该第二控制信号自唤醒，并将接收到的所述第二电数据信号进行放大处理为第一放大信号RD+/RD-，发送给外部电路；其中，第一放大信号为经过前置放大后的电信号。

或者，放大单元160接收第四控制信号，并根据第四控制信号进行自休眠。

上述接收单元140、第二检测单元150和放大单元160相互连接，接收单元140将接收到外部发送的一定速率的第二光数据信号进行光电转换，生成第二电数据信号，第二检测单元150根据是否在第二时间内接收到第二电数据信号来确定是否生成控制放大单元160自唤醒的第二控制信号。优选的，放大单元160在初始状态下设定为处于休眠状态。当第二检测单元150接收到第二电数据信号时，通过生成的第二控制信号使放大单元160唤醒，第二电数据信号通过放大单元160前置放大后生成相应码率的电信号。当第二检测单元150在上述接收到第二电数据信号之后的第二时间内没有再接收到第二电数据信号，则生成第四控制信号使放大单元160自休眠，由此本实施例光模块的接收部分实现低功耗节能应用。

本发明实施例的光模块，在光模块内部增加对发送数据信号和接收数据信号分别进行检测的两个信号检测单元，由此实现了光模块可以根据是否发送或者接收数据，来自行选择唤醒或者休眠相关的功能电路，降低运行功耗，实现节能。

在前述实施例一的基础上，本发明还提供了另一种光模块的实施例，基于上述实施例增加了对接收单元的电源控制的功能电路，可以选择开启或关闭接收单元，进一步降低了光模块的运行功耗。

图2为本实施例二提供的一种光模块的示意图。如图所示，光模块包括：第一检测单元210、驱动单元220、发送单元230、接收单元240、第二检测单元250、放大单元260、控制单元270和电源开关单元280。

其中，第一检测单元210、驱动单元220、发送单元230、接收单元240第二检测单元250和放大单元260与上述实施例一中各相应单元均相同，在此不再赘述。

此外，接收单元240还与电源开关单元280相连接，通过电源开关单元280控制接收单元240的开启或关闭。

控制单元270接收外部时钟信号SCL和第三电数据信号SDA，当第三电数据信号不小于第一阈值时，生成第五控制信号并发送给所述电源开关单元280；或当所述第三电数据信号小于第二阈值时，生成第六控制信号并发送给电源开关单元280；其中，第一阈值大于等于第二阈值。

电源开关单元280接收第五控制信号，根据第五控制信号向接收单元240供电；或者电源开关单元280接收第六控制信号，根据第六控制信号向接收单元240不供电。

具体的，电源开关单元280包括电源子单元281和开关子单元282。

开关子单元282接收第五控制信号；

第五控制信号是闭合信号，则开关子单元282根据第五控制信号闭合，从而电源子单元281与接收单元240之间相互连接，电源子单元281向接收单元240进行供电；或者

开关子单元282接收第六控制信号；

第六控制信号是断开信号，则开关子单元282根据第六控制信号断开，从而电源子单元281与接收单元240之间的连接被断开，接收单元240的电源供应被切断，接收单元240关闭。

本发明实施例的光模块，通过在光模块内部增加对发送数据信号和接收数据信号分别进行检测的两个信号检测单元，以及控制接收单元开启或关闭的电源开关单元和控制单元，由此实现了可以根据光模块是否发送或者接收数据，来自行选择唤醒或者休眠相关的功能电路，以及开启或者关闭接收单元，从而降低运行功耗，实现节能。

在前述实施例一的基础上，本发明还提供了另一种光模块的实施例，基于上述实施例一增加了节能模式控制的功能电路，可以选择支持或不支持光模块的节能模式，方便用户在不同的应用场景下选择使用。

图3本发明实施例三提供的一种光模块的示意图。如图3所示：光模块包括：第一检测单元310、驱动单元320、发送单元330、接收单元340、第二检测单元350、放大单元360和寄存器单元390。

其中，第一检测单元310、驱动单元320、发送单元330、接收单元340、第二检测单元350和放大单元360均与实施例一中相应的各单元相同，在此不再赘述。

寄存器单元390与驱动单元320、发送单元330、接收单元340和放大单元350分别相连接。

寄存器单元390接收配置信号，并根据配置信号生成或不生成模式控制信号进行发送。上述配置信号为外部提供，可以由用户设定，并可进行更改。在一个具体的例子中，寄存器单元390为一个电可擦可编程只读存储器（EEPROM），在该EEPROM中给出一个寄存器地址位，该配置信号可以是外部宿主板向该地址位写入的高电平或低电平。

当写入高电平时，寄存器单元390生成模式控制信号，发送给驱动单元320、发送单元330、接收单元340和放大单元350，使接收模式控制信号的各个单元根据模式控制信号持续保持自唤醒，不再根据第一检测单元310和第二检测单元360的控制信号进行自唤醒或自休眠的状态变更，即光模块不支持节能模式。

当写入低电平时，寄存器单元390不生成模式控制信号，驱动单元320、发送单元330、接收单元340和放大单元350可以根据第一检测单元310和第二检测单元360的控制信号进行自唤醒或自休眠的状态变更，即光模块支持节能模式。

本发明实施例的光模块，通过在光模块内部增加了节能模式控制的功能电路，由此实现了用户可以方便的通过设定控制选择光模块支持或不支持节能模式，方便用户在不同的应用场景下选择使用。

以上仅给出了节能模式控制的一种可能的实现方式，此外还可以不采用寄存器单元的控制方式，而通过外部宿主板直接对各功能单元发送模式控制信号，使各个功能单元保持自唤醒。

此外，光模块除了具有光电变换功能外，还可以集成有很多的信号处理功能，如：复用/解复用（MUX/DEMUX）、时钟数据恢复（CDR）、功能控制、性能量采集及监控等功能。本领域技术人员可以清楚的意识到，基于本发明上述各实施例稍作变换，即可将集成有信号处理功能的光模块实现为低功耗的光模块。

本发明上述各实施例的光模块均可应用于无源光网络（Passive OpticalNetwork,PON）中，下面结合图4和图5，以光模块在吉比特无源光网络（Gigabit-Capable PON，GPON）的应用为例进行说明。

光模块40插接在宿主板50上，构成GPON终端设备。

当宿主板50接收到发送数据时，经过MAC芯片51处理为第一电数据信号发送给光模块40，光模块40对第一电数据信号进行检测。当检测到第一电数据信号时，如图4所示，在光模块40内部产生控制信号控制光模块40内部处于休眠状态的发送侧相关功能单元唤醒，将第一电数据信号经过处理后转换为第一光数据信号发送；当宿主板50没有接收到发送数据时，也就不存在第一电数据信号，光模块40在第一时间内检测没有第一电数据信号时，如图5所示，在光模块40内部产生控制信号控制光模块40内部处于唤醒状态的发送侧功能单元进入休眠。

当光模块40接收到外部的第二光数据信号时，光模块40将第二光数据信号转换为第二电数据信号，并通过对第二电数据信号进行检测。当检测到第二电数据信号时，如图4所示，在光模块40内部产生控制信号控制光模块40内部处于休眠状态的接收侧相关功能单元唤醒，将第二电数据信号经过放大处理后发送给宿主板50,并传送至MAC芯片51；当光模块40没有接收到外部的第二光数据信号时，也就不存在第二电数据信号，光模块40在第二时间内没有检测到第二电数据信号时，如图5所示，在光模块40内部产生控制信号控制光模块40内部处于唤醒状态的接收侧功能单元进入休眠。

专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：第一检测单元、驱动单元、发送单元、接收单元、第二检测单元和放大单元；

所述第一检测单元，用于检测是否接收到外部电路发送的第一电数据信号，如果检测接收到所述第一电数据信号，则生成第一控制信号，并将所述第一电数据信号和第一控制信号发送给所述驱动单元，将所述第一控制信号发送给所述发送单元；

所述驱动单元根据所述第一控制信号自唤醒，并将接收到的所述第一电数据信号处理为光发送驱动信号，发送给发送单元；

所述发送单元根据所述第一控制信号自唤醒，并且接收所述光发送驱动信号，根据所述光发送驱动信号生成第一光数据信号并发送给外部光路；

所述接收单元，用于接收外部光路发送的第二光数据信号，将所述第二光数据信号光电转换处理为第二电数据信号发送给所述第二检测单元；

所述第二检测单元，检测是否接收到所述第二电数据信号，如果检测接收到所述第二电数据信号，则生成第二控制信号，并将所述第二电数据信号和第二控制信号发送给所述放大单元；

放大单元，用于接收所述第二控制信号，根据所述第二控制信号自唤醒，并将接收到的所述第二电数据信号放大处理为第一放大信号并发送给外部电路。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一检测单元还用于，如果所述第一检测单元在第一时间内检测没有接收到所述第一电数据信号，则生成第三控制信号，并将所述第三控制信号发送给所述驱动单元和发送单元；

所述驱动单元还用于在接收到所述第三控制信号之后进入自休眠状态；

所述发送单元还用于在接收到所述第三控制信号之后进入自休眠状态。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二检测单元还用于，如果所述第二检测单元在第二时间内检测没有接收到所述第二电数据信号，则生成第四控制信号，并将所述第四控制信号发送给所述放大单元；

所述放大单元还用于在接收到所述第四控制信号之后进入自休眠状态。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括控制单元和电源开关单元；

控制单元，用于接收外部电路发送的第三电数据信号，当所述第三电数据信号不小于第一阈值时生成第五控制信号并发送给所述电源开关单元；或当所述第三电数据信号小于第二阈值时生成第六控制信号并发送给所述电源开关单元；所述第一阈值大于等于所述第二阈值；

电源开关单元，用于根据所述第五控制信号向所述接收单元供电，或者根据所述第六控制信号向所述接收单元不供电。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述电源开关单元包括电源子单元和开关子单元，所述电源开关单元具体用于：

所述开关子单元接收所述第五控制信号；

所述开关子单元根据所述第五控制信号闭合，从而使所述电源子单元对所述接收单元进行供电；或者

所述开关子单元接收所述第六控制信号；

所述开关子单元根据所述第六控制信号断开，从而断开所述电源子单元与所述接收单元之间的连接。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括寄存器单元，用于接收配置信号，根据所述配置信号生成或不生成模式控制信号，并将所述模式控制信号发送给所述驱动单元、发送单元、接收单元和放大单元；

所述驱动单元、发送单元、接收单元和放大单元接收所述模式控制信号，根据所述模式控制信号持续保持自唤醒。