CN109495184B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光模块，用以解决现有技术光模块中的TIA不能同时具备复位功能和带宽切换功能的问题。本发明实施例一种光模块，包括控制模块、状态选择模块、跨阻放大器TIA；所述控制模块用于在接收到光网络单元发送的光信号后，生成用于控制所述TIA状态的控制信号，并通过生成的控制信号对所述状态选择模块的状态进行控制；所述状态选择模块用于在所述控制信号的作用下，生成与所述控制信号的类型对应的状态选择信号，并将生成的状态选择信号输出给所述TIA；所述TIA用于根据所述状态选择模块输出的状态选择信号，执行与所述状态选择信号对应的操作。

Description

一种光模块

技术领域

本发明涉及光通信技术领域，特别涉及一种光模块。

背景技术

随着人们对通信需求的增长，光纤接入(Fiber To The x，FTTx)得到了快速发展。以无源光网络(Passive Optical Network，PON)技术为主的光纤接入技术在全球得到了广泛应用。

光模块的接收单元上行兼容接收10Gbps和2.5Gbps比特率的光信号，为了保证正常接收光信号，现有技术中在接收单元中配置有支持10G带宽的TIA(trans-impedanceamplifier，跨阻放大器)，TIA用于恢复光信号。按照XGS-PON标准协议的要求，前导码长度不能超过128ns，10G TIA自身恢复时间不能满足协议的要求，因此可以采用在TIA内部设计Reset复位电路，通过复位电路帮助TIA快速恢复到共模电压状态。另外，XGS-PON支持10G和2.5G的混合业务，为了提高OLT接收上行的传输质量和稳定性，TIA往往需要在10G带宽和2.5G带宽之间进行切换；然而现有技术中还没有将复位功能和带宽切换功能集成在光模块的方案，因此，现有技术光模块中的TIA不能同时具备复位功能和带宽切换功能。

发明内容

本发明提供一种，用以解决现有技术光模块中的TIA不能同时具备复位功能和带宽切换功能的问题。

基于上述问题，本发明实施例提供一种光模块，包括控制模块、状态选择模块、跨阻放大器TIA；

所述控制模块，用于在接收到光网络单元发送的光信号后，生成用于控制所述TIA状态的控制信号，并通过生成的控制信号对所述状态选择模块的状态进行控制；

所述状态选择模块，用于在所述控制信号的作用下，生成与所述控制信号的类型对应的状态选择信号，并将生成的状态选择信号输出给所述TIA；

所述TIA，用于根据所述状态选择模块输出的状态选择信号，执行与所述状态选择信号对应的操作。

可选的，所述控制信号包括带宽切换信号和状态复位信号；

所述控制模块具体用于：

在接收到所述光网络单元发送的光信号后，根据所述光信号的速率生成带宽切换信号；或

在接收到所述光网络单元发送的光信号后，在恢复所述光信号的前导码时生成状态复位信号。

可选的，所述控制模块具体用于：

在所述光信号的速率为第一速率时，生成用于表示将所述TIA的带宽调整为第一带宽的第一带宽切换信号；

在所述光信号的速率为第二速率时，生成用于表示将所述TIA的带宽调整为第二带宽的第二带宽切换信号；

其中，所述第一速率小于所述第二速率。

可选的，所述状态选择模块包括速率选择单元和复用单元；

所述复用单元，用于在所述控制模块发送的所述状态复位信号的作用下，生成与所述状态复位信号对应的第一状态选择信号，并将所述第一状态选择信号输出给所述TIA；

所述速率选择单元，用于在接收所述控制模块发送的所述第一带宽切换信号的作用下，生成与所述第一带宽切换信号对应的第二状态选择信号，并将所述第二状态选择信号输出给所述TIA；或在所述控制模块发送的所述第二带宽切换信号的作用下，生成与所述第二带宽切换信号对应的第三状态选择信号，并将所述第三状态选择信号输出给所述TIA。

可选的，所述TIA具体用于：

在接收到所述状态选择模块输出的所述第一状态选择信号后，将自身的输出电平复位到共模电压状态；或

在接收到所述状态选择模块输出的所述第二状态选择信号后，将自身的带宽调整为第一带宽；或

在接收到所述状态选择模块输出的所述第三状态选择信号后，将自身的带宽调整为第二带宽。

可选的，所述复用单元为第一单刀双掷开关单元，所述速率选择单元为第二单刀双掷开关单元；

所述第一状态选择信号为第一电压值的电压信号，所述第二状态选择信号为第二电压值的电压信号，所述第三状态选择信号为第三电压值的电压信号；

其中，所述第一电压值大于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述第三电压值。

可选的，所述第一单刀双掷开关单元包括第一输入端口、第一不动端口、第二不动端口和第一切换端口；所述第二单刀双掷开关单元包括第二输入端口、第三不动端口、第四不动端口和第二切换端口；

其中，所述第一输入端口与所述控制模块的输出端连接；所述第一不动端口与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；所述第二不动端口与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接电源，所述第二不动端口与第三电阻连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第一切换端口与所述第二单刀双掷开关单元的第四不动端口连接；

所述第三不动端口与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接电源；所述第二切换端口与所述TIA的输入端连接，所述第二输入端口与所述控制模块的输出端连接。

可选的，所述第二单刀双掷开关单元在所述状态复位信号的作用下，连通所述第二切换端口与所述第三不动端口，从所述第二切换端口向所述TIA输出所述第一电压值的电压信号；

在向所述TIA输出所述第一电压值的电压信号之后的第一预设时长后，断开所述第二切换端口与所述第三不动端口的连通，并连通所述第四不动端口与所述第二切换端口。

可选的，所述第一单刀双掷开关单元在所述第一带宽切换信号的作用下，连通所述第一切换端口与所述第二不动端口，从所述第一切换端口通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口向所述TIA输出所述第二电压值的电压信号；

所述第一单刀双掷开关单元在所述第二带宽切换信号的作用下，连通所述第一切换端口与所述第一不动端口，从所述第一切换端口通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口向所述TIA输出所述第三电压值的电压信号；在向所述TIA输出所述第三电压值的电压信号之后的第二预设时长后，断开所述第一切换端口与所述第一不动端口的连通，并连通所述第二不动端口与所述第一切换端口。

由于本发明实施例的光模块包括状态选择模块，控制模块在根据接收到的光信号生成控制信号后，并非直接将控制信号发送给TIA；而是控制模块将生成的控制信号发送给状态选择模块，状态选择模块在控制信号的作用下生成状态选择信号，并通过状态选择信号控制TIA的状态。在控制信号的类型有多种时，并非是由控制模块将每种类型的控制信号分别通过专用的PIN直接发送给TIA，将状态选择模块通过一个PIN与TIA建立连接，控制模块将生成的控制信号统一发送给状态选择模块，由状态选择模块根据控制信号的类型生成状态选择信号，并通过状态选择模块与TIA之间的PIN进行信号发送，从而能够减少TIA所在的接收机的PIN数量，进一步缩小光模块的体积，有利于光模块的封装。

附图说明

图1为本发明实施例第一种光模块的结构示意图；

图2为本发明实施例第二种光模块的结构示意图；

图3为本发明实施例状态选择模块的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例TIA内部设计有Reset复位电路，通过复位电路帮助TIA快速恢复到共模电压状态；MAC芯片接收到光网络单元发送的光信号之后，在恢复该光信号的前导码时生成状态复位信号，需要将该复位信号通过接收机的一个专用PIN发送给TIA。另外，由于XGS-PON支持10G和2.5G的混合业务，TIA在处理10G业务和2.5G业务时，需要使用不同的带宽；MAC芯片接收到光网络单元发送的光信号之后，根据接收到的光信号的速率生成带宽切换信号，并需要将该带宽切换信号通过接收机的一个专用PIN发送给TIA。由于现有接收机都是5PIN设计，在引入带宽切换功能和复位功能之后，需要在接收机增加两个PIN；但是由于光模块封装尺寸较小，很难将接收机做到7PIN，因此现有技术光模块中的TIA不能同时具备复位功能和带宽切换功能。

本发明实施例提出一种光模块，包括控制模块、状态选择模块、跨阻放大器TIA；所述控制模块，用于在接收到光网络单元发送的光信号后，生成用于控制所述TIA状态的控制信号，并通过生成的控制信号对所述状态选择模块的状态进行控制；所述状态选择模块，用于在所述控制信号的作用下，生成与所述控制信号的类型对应的状态选择信号，并将生成的状态选择信号输出给所述TIA；所述TIA，用于根据所述状态选择模块输出的状态选择信号，执行与所述状态选择信号对应的操作。

由于本发明实施例的光模块包括状态选择模块，控制模块在根据接收到的光信号生成控制信号后，并非直接将控制信号发送给TIA；而是控制模块将生成的控制信号发送给状态选择模块，由状态选择模块在控制信号的作用下生成与控制信号的类型对应的状态选择信号，并通过状态选择信号控制TIA的状态。在控制信号的类型有多种时，并非是由控制模块将每种类型的控制信号分别通过专用的PIN直接发送给TIA，将状态选择模块通过一个PIN与TIA建立连接，控制模块将生成的控制信号统一发送给状态选择模块，由状态选择模块根据控制信号的类型生成状态选择信号，并通过状态选择模块与TIA之间的PIN进行信号发送，从而能够减少TIA所在的接收机的PIN数量，进一步缩小光模块的体积，有利于光模块的封装。

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例一种光模块，包括：

控制模块10、状态选择模块11、跨阻放大器TIA 12；

所述控制模块10，用于在接收到光网络单元发送的光信号后，生成用于控制所述TIA状态的控制信号，并通过生成的控制信号对所述状态选择模块的状态进行控制；

所述状态选择模块11，用于在所述控制信号的作用下，生成与所述控制信号的类型对应的状态选择信号，并将生成的状态选择信号输出给所述TIA；

所述TIA 12，用于根据所述状态选择模块输出的状态选择信号，执行与所述状态选择信号对应的操作。

可选的，本发明实施例的控制模块为系统MAC芯片。

具体的，TIA内置于光模块的接收机中，状态选择模块通过接收机上一个专用PIN与TIA进行通信。

可选的，本发明实施例的控制信号包括带宽切换信号和状态复位信号；

其中，带宽切换信号可以划分为第一带宽切换信号和第二带宽切换信号；

本发明实施例的控制模块根据下列方式生成控制信号：

1、控制模块在接收到所述光网络单元发送的光信号后，在恢复所述光信号的前导码时生成状态复位信号；

2、控制模块在接收到所述光网络单元发送的光信号后，根据所述光信号的速率生成带宽切换信号；

具体的，若控制模块在接收到光网络单元发送的光信号的速率为第一速率时，生成用于表示将TIA的带宽调整为第一带宽的第一带宽切换信号；若控制模块在接收到光网络单元发送的光信号的速率为第二速率时，生成用于表示将TIA的带宽调整为第二带宽的第二带宽切换信号；

可选的，第一速率小于第二速率。

需要说明的是，系统在启动时会对每一个光信号进行记录和排序，记录每个光信号对应的速率和序号。并且光信号的排序在确定后不能改变。控制模块根据记录的各个光信号的速率进行带宽切换。

例如，光网络单元发送的光信号的速率包括两种可选速率，分别为2.5G的光信号和10G的光信号。假设60s内共有5个光信号，1～12s为第一个光信号，速率为2.5G；13～24s为第二个光信号，速率为10G；25～36s为第三个光信号，速率为2.5G；37～48s为第四个光信号，速率为2.5G；49～60s为第五个光信号，速率为10G。则控制单元在接收第一个光信号(1s)时生成第一带宽切换信号，将TIA的带宽调整为2.5G带宽；在接收第二个光信号(13s)时生成第二带宽切换信号，将TIA的带宽调整为10G带宽；在接收第三个光信号(25s)时生成第一带宽切换信号，将TIA的带宽调整为2.5G带宽；在接收第四个光信号时不调整TIA的带宽；在接收第五个光信号(49s)时生成第二带宽切换信号，将TIA的带宽调整为10G带宽。

需要说明的是，状态复位信号具有高优先级，在控制模块确定当前处于恢复光信号的前导码时，无论是否需要切换TIA的带宽，均首先生成状态复位信号并发送给TIA。

如图2所示，本发明实施例的状态选择模块包括速率选择单元110和复用单元111；

所述复用单元111，用于在所述控制模块发送的所述状态复位信号的作用下，生成与所述状态复位信号对应的第一状态选择信号，并将所述第一状态选择信号输出给所述TIA；

所述速率选择单元110，用于在所述控制模块发送的所述第一带宽切换信号的作用下，生成与所述第一带宽切换信号对应的第二状态选择信号，并将所述第二状态选择信号输出给所述TIA；或在所述控制模块发送的所述第二带宽切换信号的作用下，生成与所述第二带宽切换信号对应的第三状态选择信号，并将所述第三状态选择信号输出给所述TIA。

TIA在接收到状态选择模块输出的状态选择信号后，根据不同的状态选择信号执行不同的操作，下面分别进行说明。

TIA具体用于：

1、在接收到所述状态选择模块输出的所述第一状态选择信号后，将自身的输出电平复位到共模电压状态；

2、在接收到所述状态选择模块输出的所述第二状态选择信号后，将自身的带宽调整为第一带宽；或

3、在接收到所述状态选择模块输出的所述第三状态选择信号后，将自身的带宽调整为第二带宽。

下面给出一种状态选择模块的具体结构图。

如图3所示的状态选择模块，其中复用单元为第一单刀双掷开关单元301，所述速率选择单元为第二单刀双掷开关单元302；

所述第一状态选择信号为第一电压值的电压信号，所述第二状态选择信号为第二电压值的电压信号，所述第三状态选择信号为第三电压值的电压信号；

其中，所述第一电压值大于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述第三电压值。

需要说明的是，本发明实施例的第一电压值、第二电压值、第三电压值可以为具体数值，或者分别为一个具体的数值区间。

第一单刀双掷开关单元301包括第一输入端口a1、第一不动端口b1、第二不动端口c1和第一切换端口d1；

第二单刀双掷开关单元302包括第二输入端口a2、第三不动端口b2、第四不动端口c2和第二切换端口d2；

其中，所述第一输入端口a1与所述控制模块的输出端连接；所述第一不动端口b1与第一电阻R1的一端连接，所述第一电阻R1的另一端接地；所述第二不动端口c1与第二电阻R2的一端连接，所述第二电阻R2的另一端接电源，所述第二不动端口c1与第三电阻连接，所述第三电阻R3的另一端接地；所述第一切换端口d1与所述第二单刀双掷开关单元的第四不动端口c2连接；

所述第三不动端口b2与第四电阻R4的一端连接，所述第四电阻R4的另一端接电源；所述第二切换端口d2与所述TIA的输入端连接，所述第二输入端口a2与所述控制模块的输出端连接。

其中，第二单刀双掷开关使用复位信号作为TRI触发源，并且，该第二单刀装置开关的常态为第四不动端口c2与第二切换端口d2连通；

需要说明的是，控制模块根据记录的光信号的排序和时间关系输出复位信号。

控制模块输出复位信号后，在该复位信号的作用下，连通第二单刀双掷开关的第二切换端口d2与所述第三不动端口b2，从所述第二切换端口d2向所述TIA输出所述第一电压值的电压信号。

由于本发明实施例第二单刀双掷开关常态为第四不动端口c2与第二切换端口d2连通，则在向TIA输出所述第一电压值的电压信号之后的第一预设时长后，断开第二切换端口d2与第三不动端口b2的连通，并连通第四不动端口c2与第二切换端口d2。

第一单刀双掷开关使用带宽切换信号作为TRI触发源，并且，该第一单刀装置开关的常态为第二不动端口c1与第一切换端口d1连通；

控制模块输出第一带宽切换信号后，在该第一带宽切换信号的作用下，连通该第二单刀双掷开关的第一切换端口d1与所述第二不动端口c1，从所述第一切换端口d1通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口d2向所述TIA输出所述第二电压值的电压信号。

控制模块输出第二带宽切换信号后，在该第二带宽切换信号的作用下，连通该第二单刀双掷开关的第一切换端口d1与所述第一不动端口b1，从所述第一切换端口d1通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口d2向所述TIA输出所述第三电压值的电压信号；

由于本发明实施例第一单刀双掷开关常态为第二不动端口c1与第一切换端口d1连通，则在向TIA输出所述第三电压值的电压信号之后的第二预设时长后，断开第一切换端口d1与所述第一不动端口b1的连通，并连通第二不动端口c1与第一切换端口d1连通。

以上参照示出根据本申请实施例的方法、装置(系统)和/或计算机程序产品的框图和/或流程图描述本申请。应理解，可以通过计算机程序指令来实现框图和/或流程图示图的一个块以及框图和/或流程图示图的块的组合。可以将这些计算机程序指令提供给通用计算机、专用计算机的处理器和/或其它可编程数据处理装置，以产生机器，使得经由计算机处理器和/或其它可编程数据处理装置执行的指令创建用于实现框图和/或流程图块中所指定的功能/动作的方法。

相应地，还可以用硬件和/或软件(包括固件、驻留软件、微码等)来实施本申请。更进一步地，本申请可以采取计算机可使用或计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，其具有在介质中实现的计算机可使用或计算机可读程序代码，以由指令执行系统来使用或结合指令执行系统而使用。在本申请上下文中，计算机可使用或计算机可读介质可以是任意介质，其可以包含、存储、通信、传输、或传送程序，以由指令执行系统、装置或设备使用，或结合指令执行系统、装置或设备使用。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种光模块，其特征在于，包括控制模块、状态选择模块、跨阻放大器TIA；

所述控制模块，用于在接收到光网络单元发送的光信号后，生成用于控制所述TIA状态的控制信号，并通过生成的控制信号对所述状态选择模块的状态进行控制；其中，所述控制信号包括带宽切换信 号和状态复位信号；

所述状态选择模块，用于在所述控制信号的作用下，生成与所述控制信号的类型对应的状态选择信号，并将生成的状态选择信号输出给所述TIA；

所述TIA，用于根据所述状态选择模块输出的状态选择信号，执行与所述状态选择信号对应的操作；

所述控制模块具体用于：

在接收到所述光网络单元发送的光信号后，根据所述光信号的速率生成所述带宽切换信号；或

在接收到所述光网络单元发送的光信号后，在恢复所述光信号的前导码时生成所述状态复位信号；

所述控制模块具体用于：

在所述光信号的速率为第一速率时，生成用于表示将所述TIA的带宽调整为第一带宽的第一带宽切换信号；

在所述光信号的速率为第二速率时，生成用于表示将所述TIA的带宽调整为第二带宽的第二带宽切换信号；

其中，所述第一速率小于所述第二速率；

所述状态选择模块包括速率选择单元和复用单元；

所述复用单元，用于在所述控制模块发送的所述状态复位信号的作用下，生成与所述状态复位信号对应的第一状态选择信号，并将所述第一状态选择信号输出给所述TIA；

所述速率选择单元，用于在所述控制模块发送的所述第一带宽切换信号的作用下，生成与所述第一带宽切换信号对应的第二状态选择信号，并将所述第二状态选择信号输出给所述TIA；或在所述控制模块发送的所述第二带宽切换信号的作用下，生成与所述第二带宽切换信号对应的第三状态选择信号，并将所述第三状态选择信号输出给所述TIA；

所述复用单元为第一单刀双掷开关单元，所述速率选择单元为第二单刀双掷开关单元；

所述第一状态选择信号为第一电压值的电压信号，所述第二状态选择信号为第二电压值的电压信号，所述第三状态选择信号为第三电压值的电压信号；

其中，所述第一电压值大于所述第二电压值，所述第二电压值大于所述第三电压值；

所述第一单刀双掷开关单元包括第一输入端口、第一不动端口、第二不动端口和第一切换端口；所述第二单刀双掷开关单元包括第二输入端口、第三不动端口、第四不动端口和第二切换端口；

其中，所述第一输入端口与所述控制模块的输出端连接；所述第一不动端口与第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端接地；所述第二不动端口与第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端接电源，所述第二不动端口与第三电阻连接，所述第三电阻的另一端接地；所述第一切换端口与所述第二单刀双掷开关单元的第四不动端口连接；

所述第三不动端口与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端接电源；所述第二切换端口与所述TIA的输入端连接，所述第二输入端口与所述控制模块的输出端连接。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述TIA具体用于：

在接收到所述状态选择模块输出的所述第一状态选择信号后，将自身的输出电平复位到共模电压状态；或

在接收到所述状态选择模块输出的所述第二状态选择信号后，将自身的带宽调整为第一带宽；或

在接收到所述状态选择模块输出的所述第三状态选择信号后，将自身的带宽调整为第二带宽。

3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第二单刀双掷开关单元在所述状态复位信号的作用下，连通所述第二切换端口与所述第三不动端口，从所述第二切换端口向所述TIA输出所述第一电压值的电压信号；

在向所述TIA输出所述第一电压值的电压信号之后的第一预设时长后，断开所述第二切换端口与所述第三不动端口的连通，并连通所述第四不动端口与所述第二切换端口。

4.如权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述第一单刀双掷开关单元在所述第一带宽切换信号的作用下，连通所述第一切换端口与所述第二不动端口，从所述第一切换端口通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口向所述TIA输出所述第二电压值的电压信号；

所述第一单刀双掷开关单元在所述第二带宽切换信号的作用下，连通所述第一切换端口与所述第一不动端口，从所述第一切换端口通过所述第二单刀双掷开关单元的第二切换端口向所述TIA输出所述第三电压值的电压信号；在向所述TIA输出所述第三电压值的电压信号之后的第二预设时长后，断开所述第一切换端口与所述第一不动端口的连通，并连通所述第二不动端口与所述第一切换端口。

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