CN104506239B - 光模块以及用于光模块的信息传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光模块以及用于光模块的信息传输方法。所述光模块包括：存储单元，用于存储第一预定信息；可调光衰减器(VOA)单元，用于对所述光模块的发光功率调制；控制单元，用于从所述存储单元获取所述第一预定信息，并且根据所述第一预定信息控制VOA单元对其输出光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的光信号。通过本发明提供的一种光模块以及用于光模块的信息传输方法，光模块的控制单元控制VOA单元对光模块的发光功率进行调制，以发送第一预定信息，从而实现对光模块连接关系的实时在线监控，自动识别光模块之间的连接关系，维护接口连接关系拓扑，降低故障排查的复杂度，降低故障排查的人工成本及时间成本。

Description

光模块以及用于光模块的信息传输方法

技术领域

本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光模块以及用于光模块的信息传输方法。

背景技术

在大型网络中，特别是大型数据中心，越来越多的网络接口采用光模块进行通信，可通过设备监控光模块的发光功率和接收光功率，只有收、发光功率正常，且正确连通的两个光模块，才能支持上层协议的正常启动。但是，正常范围的接收光和发光情况并不能反映出两个光模块的正确连接关系，例如，如果光纤错连引起两个光模块以外的第三个光模块的发光被错误的引入到光模块的接收端口，会导致虽然光模块接收光正常，却无法支持上层协议的互通的情况。

然而，在网络建设、运行以及维护过程中，有大量的光纤对大量的光模块进行连接，需要人工对光模块的连接关系进行辨识，从而增加对光模块对应关系的维护困难，特别是在大型数据中心，有大量跨机房、跨楼层的连接，往往都是通过ODF进行连接，如此，对光模块对应关系的维护就更加复杂，进而使得维护人工成本高，且维护效率低。

举例来说，在网络建设的过程中，路由器和传输设备是分开建设的，如果路由器和传输设备间需要1000个光模块互相连接，则需要同时连接1000对光纤，如图1所示，如果这1000对光纤的某两芯光纤接错，导致A1光模块的接收端连接了B2光模块的发射端，A2光模块的接收端连接了B1光模块的发射端，如此，A1-B1，A2-B2连接关系被破坏，而两端设备中均显示两组接口发射光与接收光在正常范围内，但上层协议却无法开启，需要人工从2000芯光纤中判断出现连接逻辑错误的两芯光纤，显然十分困难，尤其是如果这样的错连情况同时发生在多个接口之间，故障判断将更加复杂和困难。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光模块以及用于光模块的信息传输方法，在光模块间发送预定的信息，自动识别光模块之间的连接关系，维护接口连接关系拓扑，降低故障排查的复杂度。

根据本发明的一方面，提供一种光模块，包括：存储单元，用于存储第一预定信息；可调光衰减器(VOA)单元，用于对所述光模块的发光功率调制；控制单元，用于从所述存储单元获取所述第一预定信息，并且根据所述第一预定信息控制VOA单元对其输出光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的光信号。

根据本发明的另一方面，提供一种用于光模块的信息传输方法，所述光模块包括存储单元和VOA单元，该方法包括：从所述存储单元获取第一预定信息；根据所述第一预定信息控制所述VOA单元对所述光模块的发光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的第一光信号。

本发明实施例提供的一种光模块以及用于光模块的信息传输方法，通过光模块的控制单元控制VOA单元对光模块的发光功率进行调制，以发送第一预定信息，从而实现对光模块连接关系的实时在线监控，自动识别光模块之间的连接关系，维护接口连接关系拓扑，降低故障排查的复杂度，降低故障排查的人工成本及时间成本。

附图说明

图1是示出光模块之间的光纤错连关系结构示意图。

图2是示出本发明示例性实施例的光模块的控制以及实现原理框图。

图3是示出本发明示例性实施例的用于光模块的信息传输方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明的基本构思是，在光模块这一层，通过对光模块的发光功率的调制，以在光模块之间相互发送例如标识信息的预定信息，以实现对对端所连接的光模块进行识别，从而降低网络建设以及维护过程中的故障排查的复杂度。

下面结合附图对本发明示例性实施例的光模块及用于光模块的信息传输方法进行详细描述。

图2是示出本发明示例性实施例的光模块的控制以及实现原理框图。根据本发明实施例，基于光模块的接收光功率可以监控的特性，通过可调光衰减器(VOA)单元实现对发送端光信号的功率调制，在接收端通过读取光功率的不同实现信号还原，从而完成光模块间信息的传输。

如图2所示，本发明实施例提供的光模块包括存储单元110、VOA单元120、控制单元130。

存储单元110用于存储第一预定信息。

VOA单元120用于对所述光模块的发光功率调制。

控制单元130用于从存储单元110获取所述第一预定信息，并且根据所述第一预定信息控制VOA单元对其输出光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的光信号。

根据本发明优选实施例，所述光模块还包括接收单元140，其用于接收包括第二预定信息的光信号，并且存储单元110还用于存储所述第二预定信息。

根据本发明的示例性实施例，所述第一预定信息和所述第二预定信息是光模块的制造信息，所述制造信息包括以下至少一个：序列号(如SN码)、生产厂家信息和模块类型信息。

根据本发明的示例性实施例，控制单元130用于控制VOA单元120以异步通信模式发送所述第一预定信息，并且还用于控制接收单元以异步通信模式接收包括所述第二预定信息的光信号。

为保证光模块的接收单元能够准确判断发送单元发送信号的变化，根据本发明的优选实施例，控制单元130控制VOA单元120改变其输出光功率的周期大于所述接收单元读取光功率的周期，例如，将VOA单元120改变其输出光功率的周期设置为读取光功率的周期预定的预定倍数，如T_C＝8×T_R，其中T_C为VOA单元120改变其输出光功率的周期，T_R为接收单元140读取光功率的周期。

此外，由于不同光模块的例如SN码的长度可能会不一致。例如，光模块A₁的SN码为01010100，其长度为8位，而光模块A₂的SN码为1100101010，长度是10位。

根据本发明一实施例，为了便于传输和存储对端光模块的预定信息(第一预定信息和第二预定信息)，控制单元130将所述第一预定信息编码到预定的长度。例如，一种简单的实现方式是，控制单元130通过填充预定字符将所述第一预定信息编码到所述预定的长度。例如，预定的长度为20个字节，则在原第一预定信息后，以预定字符0进行填充，直至第一预定信息长度为20个字节为止，从而得到编码后的具有预定长度的第一预定信息，如光模块A₁编码后的第一预定信息为01010100|000000000000，其中“|”之后的0为填充字符。再例如，控制单元130使用哈希算法计算所述第一预定信息的哈希值，通常通过哈希算法计算的哈希值具有固定的长度，这样可将所述第一预定信息编码到所述预定的长度。

此后，控制单元130将继续计算所述编码的第一预定信息的奇偶校验位，从而编制包括起始位、编码后的第一预定信息(预定长度的第一预定信息)、所述奇偶校验位和停止位的发送信号序列，所述VOA单元120根据所述发送信号序列对其输出光功率进行调制。

具体地，控制单元130可控制VOA单元120将输出的光信号的光功率调制为第一功率范围内的光信号或第二功率范围内的光信号，以发送所述发送信号序列中的0或1。例如，当要发送所述发送信号序列中的0时，将输出光功率P调制为P∈[P₁,P₂]；当要发送所述发送信号序列中的1时，将输出光功率P调制为P∈[P₃,P₄]。[P₁,P₂]和[P₃,P₄]两个范围无交叉。

同理，控制单元130还用于将接收单元140读取的落在第三功率范围的光信号识别为1，并且将接收单元140将读取的落在第四功率范围的光信号识别为0，以读取包括所述第二预定信息的接收信号序列。例如，将落在功率范围[P₅，P₆]的光信号识别为1，将落在功率范围[P₇，P₈]的光信号识别为0。[P₅,P₆]和[P₇,P₈]两个范围无交叉。本领域技术人员可以理解的是，光信号在传输过程中，由于介质或传输距离等，光功率会有一定的衰减，所以光信号的接收光功率通常会小于发送光功率。

为了读取第二预定信息，控制单元130用于从所述接收信号序列提取起始位、(经过编码的)第二预定信息、奇偶校验位以及停止位，并且计算所述第二预定信息的奇偶校验位。如果计算的奇偶校验位与提取的奇偶校验位相同，则控制单元130确定接收到有效的第二预定信息。根据本发明的优选实施例，在控制单元130确定连续接收到所述第二预定信息预定的次数(如3次)后，控制单元130通过存储单元110存储所述第二预定信息。例如，光模块M循环地向光模块N发送本端的预定信息(例如，为010111)，光模块N的接收单元140在接收到3次相同的对端的预定信息010111后，光模块N的控制单元130将控制存储单元110存储该预定信息010111。

下面通过示例对上述光模块的信息传输过程及原理进一步阐述，以两个光模块之间传输SN码(第一预定信息)，实现光模块连接关系的识别为例。

光模块A，其发光功率为P_T，范围为[m，n]dBm，通过其控制单元控制其VOA单元的光衰变化以对发光功率进行调制，从而发送本端的第一预定信息SN-1，其中，输出的发光功率的周期为T_C，范围为[T_Cmax，∞]，频率为f_C，范围为[0，f_Cmax]，且控制单元还控制其接收单元接收光模块B发送的B端的第二预定信息SN-2，其中，接收功率为P_R，范围为[p，q]dBm。

此外，为保证光模块A的接收端能够准确判断出光模块B发送光信号的变化，且正确接收光模块B发送的信号，可设置接收光功率的周期小于或者等于发射光功率的周期，例如，设置T_C＝8×T_R，T_C为发射光功率的周期，T_R为接收光功率的周期。

第一预定信息SN-1和第二预定信息SN-2均采用二进制编码或ASCII码编码。本领域技术人员可以理解的是，由于不同光模块的第一预定信息的数据长度可能不一致，可以设置其数据发送长度为K个字节，例如K＝20，如果不够K个字节的，在发送完毕第一预定信息后，全部补0，直到K个字节时完毕，或者采用哈希算法将SN-1和SN-2转换为K个字节的数据，此时，存储单元则需具有固定长度，用以存储从对端发送的固定长度的预定信息。

光模块A的控制单元控制VOA单元以调节光功率，若发送包括第一预定信息SN-1的发送信号序列中的0，则发光功率P_T在[m，m₁]，若发送包括第一预定信息SN-1的发送信号序列中的1，则P_T在[m₂，n]，其中，m<m₁<m₂<n，如果其第一预定信息SN-1为0011001011，则可以通过VOA单元将光功率调制在[m，m₁]和[m₂，n]，从而完成对第一预定信息SN-1(0011001011)的发送。

光模块A的控制单元控制接收单元接收光模块B发送的本端的第二预定信息SN-2(例如，为1011001011)。控制单元可控制接收单元的接收功率阈值为P_RK，当接收功率P_R所处范围为q≥P_R≥P_RK≥p时，确定接收光信号为1，当接收功率P_R所处范围为q≥P_RK≥P_R≥p时，确定接收光信号为0。

其中，光模块A通过提取其接收信号序列(光模块B的发送信号序列)的奇偶校验位并与其通过接收到的第二预定信息计算得到的奇偶校验位对比，验证是否一致，从而确定接收到的预定信息是否有效；而停止位用以通知对端光模块A数据已经发送完毕。在此，仍然以前述SN-2为1011001011为例，光模块发送该SN-2时，其发送顺序依次可以是0(起始位，也可是1)-1-0-1-1-0-0-1-0-1-1-1(计算得到的奇偶校验位，也可能是0，具体根据预定信息的具体数据内容计算而定)-0(停止位，也可是1)，可以理解的是，如果SN-2的数据长度设置为14个字节，则在发送完1-0-1-1-0-0-1-0-1-1后以0补齐数据位数，即1-0-1-1-0-0-1-0-1-1-0-0-0-0，补齐数据长度后，计算其奇偶校验位，并发送奇偶校验位和停止位。根据本发明优选实施例，光模块的发送端可以循环发送本端的预定信息，直到对端的接收端接收到预定的次数(例如3次)相同的预定信息后才将其保存，以供设备读取。

如果光模块A成功接收对端光模块B的预定信息SN-2，将其存储后，光模块A的设备(例如，交换机、路由器、传输设备)从光模块A中读取光模块B的预定信息SN-2，从而确定光模块A的接收端(接收单元)正确连接到光模块B的发送端(发送单元)，同理地，光模块B的设备也可从光模块B中读取光模块A的预定信息SN-1，从而确定光模块B的接收单元正确连接到光模块A的发送单元。反之，如果发送端的设备确定是非正确连接关系，则可以通过接收端接收到的预定信息(例如SN-1，SN-2)来确定接收端目前是和哪个光模块正在连接，从而迅速定位光模块错连故障。

本发明实施例提供的光模块，通过光模块的控制单元控制VOA单元对光模块的发光功率进行调制，以发送第一预定信息，从而实现对光模块连接关系的实时在线监控，自动识别光模块之间的连接关系，迅速定位光模块错连故障，维护接口连接关系拓扑，降低故障排查的复杂度，降低故障排查的人工成本及时间成本。

此外，通过本发明提供的光模块，无需要求光模块对应的接口采用特定的接口协议格式，且不要求接口的L2协议连通，只需接口能够正常发送和接收光信号便可以迅速正确确定光模块的连接关系。

图3是示出本发明示例性实施例的用于光模块的信息传输方法的流程示意图。其中，所述光模块包括存储单元和VOA单元。

参照图3，在步骤S210，控制单元130从所述存储单元获取第一预定信息。

在步骤S220，控制单元130根据所述第一预定信息控制所述VOA单元对所述光模块的发光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的第一光信号。

根据本发明的示例性实施例，所述光模块还包括如图2所示的接收单元。所述方法还包括：通过所述接收单元接收包括第二预定信息的第二光信号，并通过所述存储单元存储所述第二预定信息。所述第一预定信息和第二预定信息是所述光模块的制造信息，所述制造信息包括以下至少一个：序列号、生产厂家信息和模块类型信息。

根据本发明的优选实施例，为保证接收单元能够准确判断接收的光信号的改变，所述方法还包括：控制所述VOA单元改变输出光功率的周期大于所述接收单元读取光功率的周期。

根据本发明的示例性实施例，控制单元130控制所述VOA单元以异步通信模式发送包括所述第一预定信息的第一光信号，并且控制所述接收单元以异步通信模式接收包括所述第二预定信息的第二光信号。

具体地，在步骤S220中，将所述第一预定信息编码到预定的长度；计算所述编码的第一预定信息的奇偶校验位；编制包括起始位、所述编码的第一预定信息、所述奇偶校验位和停止位的发送信号序列；控制所述VOA单元根据所述发送信号序列对其输出光功率进行调制；发送包括所述发送信号序列的第一光信号。其中，可通过填充预定字符或哈希算法将所述第一预定信息编码到所述预定长度。

根据本发明的示例性实施例，控制单元130控制所述VOA单元将输出的光功率调制为第一功率范围内的第一光信号或第二功率范围内的第一光信号，以发送所述第一预定信息中的0或1。

另一方面，在所述用于光模块的信息传输方法中，将所述接收单元读取的落在第三功率范围的光信号识别为1，将所述接收单元读取的落在第四功率范围的光信号识别为0，以读取包括所述第二预定信息的接收信号序列。

对所述接收信号序列，控制单元130从所述接收信号序列提取起始位、第二预定信息、奇偶校验位以及停止位。之后，控制单元130计算所述第二预定信息的奇偶校验位，如果计算的奇偶校验位与提取的奇偶校验位相同，则控制单元130确定接收到有效的第二预定信息，并且在连续接收到所述第二预定信息预定的次数后，控制单元130通过所述存储单元存储所述第二预定信息。

本发明实施例提供的一种用于光模块的信息传输方法，通过光模块的控制单元控制VOA单元对光模块的发光功率进行调制，以发送第一预定信息，从而实现对光模块连接关系的实时在线监控，自动识别光模块之间的连接关系，迅速定位光模块错连故障，维护接口连接关系拓扑，降低故障排查的复杂度，降低故障排查的人工成本及时间成本。

需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤拆分为更多步骤，也可将两个或多个步骤或者步骤的部分操作组合成新的步骤，以实现本发明的目的。

上述根据本发明的方法可在硬件、固件中实现，或者被实现为可存储在记录介质(诸如CD ROM、RAM、软盘、硬盘或磁光盘)中的软件或计算机代码，或者被实现通过网络下载的原始存储在远程记录介质或非暂时机器可读介质中并将被存储在本地记录介质中的计算机代码，从而在此描述的方法可被存储在使用通用计算机、专用处理器或者可编程或专用硬件(诸如ASIC或FPGA)的记录介质上的这样的软件处理。可以理解，计算机、处理器、微处理器控制器或可编程硬件包括可存储或接收软件或计算机代码的存储组件(例如，RAM、ROM、闪存等)，当所述软件或计算机代码被计算机、处理器或硬件访问且执行时，实现在此描述的处理方法。此外，当通用计算机访问用于实现在此示出的处理的代码时，代码的执行将通用计算机转换为用于执行在此示出的处理的专用计算机。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (20)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

存储单元，用于存储第一预定信息；

可调光衰减器(VOA)单元，用于对所述光模块的发光功率调制；

控制单元，用于从所述存储单元获取所述第一预定信息，并且根据所述第一预定信息控制VOA单元对其输出光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的光信号，以使接收所述光信号的设备根据所述第一预定信息确定接收的所述光信号来源于所述光模块。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括接收单元，用于接收包括第二预定信息的光信号，所述存储单元还用于存储所述第二预定信息。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于控制所述VOA单元以异步通信模式发送所述第一预定信息，并且还用于控制所述接收单元以异步通信模式接收包括所述第二预定信息的光信号。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于控制所述VOA单元改变其输出光功率的周期大于所述接收单元读取光功率的周期。

5.根据权利要求2～4中任一项所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于将所述第一预定信息编码到预定的长度，计算所述编码的第一预定信息的奇偶校验位，编制包括起始位、所述编码的第一预定信息、所述奇偶校验位和停止位的发送信号序列并且控制所述VOA单元根据所述发送信号序列对其输出光功率进行调制。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于控制所述VOA单元将输出的光信号的光功率进行调制，调制为第一功率范围内的光信号或第二功率范围内的光信号，以发送所述发送信号序列中的0或1。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述控制单元还用于将所述接收单元读取的落在第三功率范围的光信号识别为1，将所述接收单元读取的落在第四功率范围的光信号识别为0，以读取包括所述第二预定信息的接收信号序列。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于从所述接收信号序列提取起始位、第二预定信息、奇偶校验位以及停止位。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述控制单元用于计算所述第二预定信息的奇偶校验位，如果计算的奇偶校验位与提取的奇偶校验位相同，则所述控制单元确定接收到有效的第二预定信息，并且在连续接收到所述第二预定信息预定的次数后，所述控制单元通过所述存储单元存储所述第二预定信息。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述第一预定信息和第二预定信息是光模块的制造信息，所述制造信息包括以下至少一个：序列号、生产厂家信息和模块类型信息。

11.根据权利要求10所述的光模块，其特征在于，所述控制单元通过填充预定字符或哈希算法将所述第一预定信息编码到所述预定的长度。

12.一种用于光模块的信息传输方法，其特征在于，所述光模块包括存储单元和可调光衰减器(VOA)单元，所述方法包括：

从所述存储单元获取第一预定信息；

根据所述第一预定信息控制所述VOA单元对所述光模块的发光功率进行调制，以发送包括所述第一预定信息的第一光信号，以使接收所述光信号的设备根据所述第一预定信息确定接收的所述光信号来源于所述光模块。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述光模块还包括接收单元，所述方法还包括：

通过所述接收单元接收包括第二预定信息的第二光信号，并通过所述存储单元存储所述第二预定信息。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：控制所述VOA单元以异步通信模式发送包括所述第一预定信息的第一光信号，并且控制所述接收单元以异步通信模式接收包括所述第二预定信息的第二光信号。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

控制所述VOA单元改变输出光功率的周期大于所述接收单元读取光功率的周期。

16.根据权利要求12～15中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一预定信息控制所述VOA单元对所述光模块的发光功率进行调制，以发送包括有所述第一预定信息的第一光信号的处理包括：

将所述第一预定信息编码到预定的长度，

计算所述编码的第一预定信息的奇偶校验位，

编制包括起始位、所述编码的第一预定信息、所述奇偶校验位和停止位的发送信号序列，

控制所述VOA单元根据所述发送信号序列对其输出光功率进行调制，

发送包括所述发送信号序列的第一光信号。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述控制所述VOA单元根据所述发送信号序列对其输出光功率进行调制的处理包括：

控制所述VOA单元将输出的光信号的光功率进行调制，调制为第一功率范围内的光信号或第二功率范围内的光信号，以发送所述发送信号序列中的0或1。

18.根据权利要求13～15中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述接收单元接收包括第二预定信息的第二光信号的处理包括：

将所述接收单元读取的落在第三功率范围的光信号识别为1，将所述接收单元读取的落在第四功率范围的光信号识别为0，以读取包括所述第二预定信息的接收信号序列。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述光模块还包括控制单元，所述读取包括所述第二预定信息的接收信号序列的处理包括：

从所述接收信号序列提取起始位、第二预定信息、奇偶校验位以及停止位，

计算所述第二预定信息的奇偶校验位，

如果计算的奇偶校验位与提取的奇偶校验位相同，则所述控制单元确定接收到有效的第二预定信息，

其中，在连续接收到所述第二预定信息预定的次数后，所述控制单元通过所述存储单元存储所述第二预定信息。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述第一预定信息和第二预定信息是所述光模块的制造信息，所述制造信息包括以下至少一个：序列号、生产厂家信息和模块类型信息。