CN110460381A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，包括电路板，所述电路板上设置MCU和金手指；所述电路板上还包括第一缓启芯片和第二缓启芯片；所述MCU的SDA引脚与所述金手指的SDA引脚之间串联第一缓启芯片；所述MCU的SCL引脚与所述金手指的SCL引脚之间串联第二缓启芯片。本申请提供的光模块，第一缓启芯片可以减少或消除光模块热插拔过程中SDA的下冲电压，第二缓启芯片可以减少或消除光模块热插拔过程中SCL的下冲电压，保证光模块热插拔过程中SDA和SCL的高电平电压在2.31V以上，避免SDA和SCL电平被拉低导致客户系统单板I2C挂死，有助于提高光模块的健壮性，保证客户系统通讯的稳定。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

光模块主要用于光电转换，光模块的发射端将电信号转换为光信号并通过光纤传输出去，光模块的接收端接收到光信号转换为电信号。具体的，光模块主用于客户系统单板上，光模块和客户系统之间的通讯是通过金手指上的I2C总线连接的。I2C总线具有两根双向信号线，一根是数据线SDA，一根是时钟线SCL。SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。

在光模块插入板卡的瞬间，由于光模块内部电源缓启动的作用，VDD初始状态为0V，MCU的I/O内部有到VDD的保护二极管，此时保护二极管导通，导致其I/O的电压降低，从而将单板I2C电平拉低，金手指I2C和VDD之间有瞬时压差。而且SDA和SCL被拉低的时间并不一定完全同步，即可能SCL会先于SDA被拉低，也可能SDA先于SCL被拉低。当SDA先于SCL被拉低，并且电平的幅度低于I2C总线低电平的阈值VIL，就会造成一定概率下形成起始信号，此时客户该型号单板I2C支持多主机通信，误认为I2C总线上有其他主机并占用总线，从而处于等待状态，不与光模块进行通信，进而使客户系统单板的I2C处于挂死。

发明内容

本申请提供了一种光模块，改善光模块热插拔过程中SDA和SCL下冲电平，避免下冲电压过大导致客户系统单板I2C挂死的风险。

本申请提供了一种光模块，包括电路板，所述电路板上设置MCU和金手指；所述电路板上还包括第一缓启芯片和第二缓启芯片；

所述MCU的SDA引脚与所述金手指的SDA引脚之间串联所述第一缓启芯片；所述MCU的SCL引脚与所述金手指的SCL引脚之间串联所述第二缓启芯片。

本申请提供的光模块中，MCU的SDA引脚与金手指的SDA引脚之间串联第一缓启芯片，MCU的SCL引脚与金手指的SCL引脚之间串联第二缓启芯片。因此，本申请提供的光模块可以通过第一缓启芯片减小或消除光模块热插拔过程中SDA的下冲电压，可以通过第二缓启芯片减小或消除光模块热插拔过程中SCL的下冲电压，保证光模块热插拔过程中SDA和SCL的高电平电压在2.31V以上，避免SDA和SCL电平被拉低导致客户系统单板I2C挂死。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络单元结构示意图；

图3为本申请实施例中提供的一种光模块的结构示意图；

图4为本申请实施例中提供的一种光模块的分解结构示意图；

图5为本申请实施例中提供的一种光模块的局部结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导中传输，利用光在光纤中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输。而计算机等信息处理设备采用的是电信号，这就需要在信号传输过程中实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光电转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、传输数据信号以及接地等，金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的标准方式，以此为基础，电路板是大部分光模块中必备的技术特征。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络单元100、光模块200、光纤101及网线103；

光纤的一端连接远端服务器，网线的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤与网线的连接完成；而光纤与网线之间的连接由具有光模块的光网络单元完成。

光模块200的光口与光纤101连接，与光纤建立双向的光信号连接；光模块200的电口接入光网络单元100中，与光网络单元建立双向的电信号连接；光模块实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络单元之间建立连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络单元100中，来自光网络单元100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。光模块200是实现光电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

光网络单元具有光模块接口102，用于接入光模块，与光模块建立双向的电信号连接；光网络单元具有网线接口104，用于接入网线，与网线建立双向的电信号连接；光模块与网线之间通过光网络单元建立连接，具体地，光网络单元将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络单元作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络单元及网线，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络单元是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络单元结构示意图。如图2所示，在光网络单元100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106中设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起结构。

光模块200插入光网络单元中，具体为光模块的电口插入笼子106中的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量通过光模块壳体传导给笼子，最终通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块200的结构示意图，图4为本发明实施例提供光模块200的分解结构示意图。如图3和图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括光收发次模块300，还包括上壳体201、下壳体202、解锁手柄203和电路板204。

上壳体201与下壳体202形成具有两个开口的包裹腔体，具体可以是在同一方向的两端开口(205、206)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口205，用于插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口206，用于外部光纤接入以连接内部光纤，电路板204等光电器件位于包裹腔体中。

上壳体201及下壳体202一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板204等器件安装到壳体中，一般不会将光模块的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁手柄203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁表面相对移动；光模块插入上位机时由解锁手柄203将光模块固定在上位机的笼子里，通过拉动解锁手柄203以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

图5为本申请实施例中提供的电路板204的结构示意图。如图5所示，本申请实施例提供的电路板204上设置驱动芯片、BOSA(光接收发射次模块)、MCU207和金手指208等。驱动芯片驱动BOSA工作；BOSA用于发射光信号和将接收到的光信号转换为电信号；MCU主要负责模块监控上报、通信、控制等。

在本申请实施例中，电路板204上还设置第一缓启芯片209和第二缓启芯片210，第一缓启芯片209和第二缓启芯片210分别串联设置在金手指的SDA和SCL管脚上。具体的，第一缓启芯片209串联在MCU207的SDA引脚与金手指208的SDA引脚之间，第二缓启芯片210串联在MCU207的SCL引脚与金手指208的SCL引脚之间。

在本申请实施例中，第一缓启芯片209可以减少或消除光模块热插拔过程中SDA的下冲电压，第二缓启芯片210可以减少或消除光模块热插拔过程中SCL的下冲电压，保证光模块热插拔过程中SDA和SCL的高电平电压在2.31V以上，避免SDA和SCL电平被拉低导致客户系统单板I2C挂死，有助于提高光模块的健壮性，保证客户系统通讯的稳定。

在本申请实施例中，第一缓启芯片209和第二缓启芯片210优选金属-氧化物-半导体场效应晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，简称MOS管)，如P型MOS管或N型MOS管。MOS管压元件，它的导通与三极管在饱和状态类似，但其导通结的压降最小，如此将MOS管设置在金手指的SDA和SCL的管脚上，SDA和SCL的电压不会有太大的压降变化，这样光模块插入系统初始化过程中SDA和SCL电压变化很小，相对初始电压3.3V下降不到0.9V或者更小，稳定之后SDA和SCL电压维持在2.31V以上，能够进行正常的通讯，达到减少或消除光模块热插拔过程中SDA和SCL的下冲电压，提高SDA和SCL电压的稳定性，避免SDA和SCL电平拉低导致系统单板IIC挂死。

当在本申请实施例中的第一缓启芯片209和第二缓启芯片210选用P型MOS管，MCU207的SDA引脚与金手指208的SDA引脚之间串联第一P型MOS管，MCU207的SCL引脚与金手指208的SCL引脚之间串联第二P型MOS管。具体的，第一P型MOS管的栅极连接VCC，第一P型MOS管的漏极连接MCU207的SDA引脚，第一P型MOS管的源极连接金手指208的SDA引脚；第二P型MOS管的栅极连接VCC，第二P型MOS管的漏极连接MCU207的SCL引脚，第二P型MOS管的源极连接金手指208的SCL引脚。

当MCU207的SDA引脚与金手指208的SDA引脚之间串联第一P型MOS管以及MCU207的SCL引脚与金手指208的SCL引脚之间串联第二P型MOS管，有助于保证SDA和SCL高电平电压在2.31V以上。根据协议要求SDA/SCL高电平工作电压要大于VCC*0.7，而光模块的工作电压为3.3V，即SDA和SCL高电压最小为2.31V，所以在金手指的SDA和SCL管脚上分别设置MOS管，避免SDA和SCL电平被拉低导致客户系统单板I2C挂死，有助于提高光模块的健壮性，保证客户系统通讯的稳定。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。需要说明的是，本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (3)

1.一种光模块，包括电路板，所述电路板上设置MCU和金手指；其特征在于，所述电路板上还包括第一缓启芯片和第二缓启芯片；

所述MCU的SDA引脚与所述金手指的SDA引脚之间串联第一缓启芯片；所述MCU的SCL引脚与所述金手指的SCL引脚之间串联第二缓启芯片。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一缓启芯片和第二缓启芯片分别为MOS管。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一缓启芯片为第一P型MOS管，所述第一P型MOS管的栅极连接VCC，所述第一P型MOS管的漏极连接所述MCU的SDA引脚，所述第一P型MOS管的源极连接所述金手指的SDA引脚；

所述第二缓启芯片为第二P型MOS管，所述第二P型MOS管的栅极连接VCC，所述第二P型MOS管的漏极连接所述MCU的SCL引脚，所述第二P型MOS管的源极连接所述金手指的SCL引脚。