CN111431604A - 一种上报los信号的方法及光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种上报LOS信号的方法及光模块，MCU在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值。若平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平。若平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平。将LOS输出管脚配置通过金手指上报至光网络终端。而远程客户端根据协议区LOS寄存器配置得到LOS信号。本申请中，MCU根据一个周期内连续采集的多个目标信号得到多个目标信号的平均值，可以得到一个稳定的目标信号。将这个稳定的目标信号与预设门限值比较，减少了光信号瞬间抖动导致的LOS信号误判的几率。

Description

一种上报LOS信号的方法及光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种上报LOS信号的方法及光模块。

背景技术

光模块中的LOS信号用于指示此时光接收机是否检测到光信号。当光接收机没有收到光信号或者收到的光信号低于阈值时，LOS信号为高电平，用于提示用户端没有信号输入，或者信号丢失。反之，LOS信号为低电平。用户如果想要知道光接收机的光信号接收情况，就光模块将LOS信号及时上报。

常规上报LOS信号的方案是通过LA(限幅放大器)LOS管脚输出的LOS信号传输给MCU，MCU直接将LOS信号通过金手指上报至光网络终端。具体过程如下：光接收器件的光电二极管将探测光信号转换为电信号，并将电信号输入到跨阻放大器中，跨阻放大器将电信号转化为差分电压信号输入限幅放大器中，通过限幅放大器对跨阻放大器输入的电信号进行判断，当输入信号小于限幅放大器的门限阈值时，限幅放大器的LOS输出端产生高电平，而输入信号大于门限阈值时，LOS输出端产生低电平。限幅放大器的输出直接与MCU相连，MCU将LOS信号通过金手指上报至光网络终端。

当光信号出现瞬间抖动时，抖动时刻的光功率可能会小于门限阈值，在此情况下，LOS信号会被配置为高电平，出现LOS信号误判情况。

发明内容

本申请提供了一种上报LOS信号的方法及光模块，减少了LOS信号误判情况。

一种上报LOS信号的方法，方法包括：

MCU在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值；

若平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平；

若平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平；

将LOS输出管脚配置上报至金手指。

一种光模块，包括：

电路板；

光收发器件，与电路板电连接，用于发射或者接收光信号；

光收发器件包括：

光电探测器，用于接收光信号，并将光信号转化为电信号；

信号转化电路，输入端与光电探测器电连接，用于将电信号转化为目标信号；

MCU，输入端与信号转化电路电连接，在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值；若平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平；若平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平；

金手指，输入端与MCU电连接，输出端与光网络终端连接，用于将LOS输出管脚配置上报至光网络终端。

有益效果：本申请提供了一种上报LOS信号的方法及光模块，MCU在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值。若N个目标信号的平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置高电平。若N个目标信号的平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平。将LOS输出管脚配置通过金手指上报至光网络终端。而远程客户端可根据协议区LOS寄存器配置得到LOS信号。本申请中，MCU根据一个周期内连续采集的多个目标信号得到多个目标信号的平均值，可以得到一个稳定的目标信号。再将这个稳定的目标信号与预设门限值比较，减少了由于光信号瞬间抖动导致的LOS信号误判的几率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种上报LOS信号的方法流程图。

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申请一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导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使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要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、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部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、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

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终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；

光纤101的一端连接远端服务器，网线103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101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部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终端之间建立信息连接；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终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接，具体地，光网络终端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，光网络终端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、光网络终端及网线，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；光网络终端是光模块的上位机，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为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端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内部设置有电连接器，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部。

光模块200插入光网络终端100中，具体为光模块200的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块200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，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块200插入笼子中，由笼子固定光模块200，光模块产生的热量传导给笼子106，然后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结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、解锁部件203、电路板300及光收发器件400；

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体，具体地，下壳体202包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体201包括盖板，盖板盖合在上壳体201的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体201还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板300的金手指从电口204伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块200内部的光收发器件400；电路板300、光收发器件400等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光收发器件400等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202形成光模块最外层的封装保护壳体；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；一般不会将光模块200的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块200与上位机之间的固定连接，或解除光模块200与上位机之间的固定连接。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，解锁部件的卡合部件随之移动，进而改变卡合部件与上位机的连接关系，以解除光模块200与上位机的卡合关系，从而可以将光模块200从上位机的笼子里抽出。

电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

电路板300通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能。

电路板300一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，如硬性电路板与光收发器件400之间可以采用柔性电路板连接。

光收发器件400包括光发射部件及光接收部件两部分，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。本申请实施例提供的光发射部件及光接收部件结合在一起，形成光收发一体部件。

光收发器件400包括光电探测器。

光电探测器用于接收光信号，并将光信号转化为电信号。具体的，光电探测器包括雪崩二极管，雪崩二极管接收外部光纤传输的光信号，并将接收到的光信号转化为电信号，此时的电信号为电流。一路电流经过分流分为两路电流，一路电流用于信号接收，另一路电流用于生成LOS信号。为了实现分流功能，可以在电路板300上设置分流电路，也可以利用跨阻放大器的分流功能。

电路板300上还设置有信号转化电路301、MCU302和金手指303。具体的，

信号转化电路301，输入端与光电探测器电连接，输出端与MCU302电连接。具体的，信号转化电路301为电阻或者跨阻放大器。电阻，输入端与光电探测器电连接，第一输出端接地，第二输出端与MCU302电连接。跨阻放大器，输入端与光电探测器电连接，第一输出端接地，第二输出端与MCU302电连接。

信号转化电路301用于将电信号转化为目标信号，具体的，当信号转化电路301为电阻时，电阻将电流转化为光电压，此时的目标信号为光电压。当信号转化电路302位跨阻放大器时，跨阻放大器将电流转化为光功率，此时的目标信号为光功率。

MCU302，输入端与信号转化电路301电连接，输出端与金手指303电连接，用于根据接收到目标信号得到LOS信号，并将LOS信号上报至金手指303。

金手指303，输入端与MCU302电连接，输出端与光网络终端连接，用于将LOS输出管脚配置上报至光网络终端。

下面具体介绍MCU302根据接收到目标信号得到LOS信号，并将LOS信号上报至金手指303的过程。

图5为本申请实施例提供的一种上报LOS信号的方法流程图。如图5所示，本申请实施例提供的上报LOS信号的具体过程如下：

S100：MCU在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值。

由于信号转化电路为电阻时，信号转化电路将电信号转化为光电压；由于信号转化电路为跨阻放大器时，信号转化电路将电信号转化为光功率。因此，目标信号为光电压或者光功率。

MCU在一个周期内连续N次采集信号转化电路输出的目标信号，得到N个目标信号，计算N个目标信号的平均值。

当目标信号为光电压时，MCU在一个周期内连接N次采集电阻一侧的光电压，得到N个光电压，计算N个光电压的平均值。

当目标信号为光功率时，MCU的模拟ADC管脚在一个周期内连接N次采集跨阻放大器输出的光功率，得到N个光功率，计算N个光功率的平均值。

MCU在一个周期连续N次采集信号转化电路输出的目标信号，这个周期可以设置为50微秒。

N可以设置为任意常数。但为了减少瞬间抖动出现LOS信号误判情况，N设置为不小于3的常数。

S200：判断N个目标信号的平均值是否小于预设门限值。

预设门限值为第一预设门限值或者第二预设门限值。第一预设门限值和第二预设门限值均可以为光电压值，也均可以为光功率值。当第一预设门限值为光电压值时，第二预设门限值为光功率值；当第一预设门限值为光功率值时，第二预设门限值为光电压值。

当第一预设门限值为光电压值时，第二预设门限值为光功率值时，判断N个光电压的平均值是否小于第一预设门限值，或者，判断N个光功率的平均值是否小于第二预设门限值。

当第一预设门限值为光功率值时，第二预设门限值为光电压值时，判断N个光功率的平均值是否小于第一预设门限值，或者，判断N个光电压的平均值是否小于第一预设门限值。

预设门限值的作用包括两个，一个是让远程客户端知道光模块当前接收的目标信号大小，另一个是用于比较N个目标信号的平均值与其大小。

S300：若N个目标信号的平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平。

当第一预设门限值为光电压值时，第二预设门限值为光功率值时，若N个光电压的平均值小于第一预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平，或者，若N个光功率的平均值小于第二预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平。

当第一预设门限值为光功率值时，第二预设门限值为光电压值时，若N个光功率的平均值小于第一预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平，或者，若N个光电压的平均值小于第二预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平。

第一值为1或者0，第一电平为高电平或者低电平。当光模块实行第一协议时，第一值为1，第一电平为高电平；当光模块实行第二协议时，第一值为0，第一电平为低电平。其中，第一协议中，协议区LOS寄存器配置为1或者LOS输出管脚配置为高电平时，LOS信号为高电平，说明光收发器件没有接收到光信号或者接收到的光信号状态异常(光信号较少)。

例如，当光模块实行第一协议时，若N个目标信号的平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为1并将LOS输出管脚配置为高电平。

当光模块实行第二协议时，若N个目标信号的平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为0并将LOS输出管脚配置为低电平。

远程客户端可远程读取MCU协议区LOS寄存器配置，根据协议区LOS寄存器配置得到LOS信号。

S400：若N个目标信号的平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平。

LOS输出管脚配置为第二电平，即LOS信号为低电平。

当第一预设门限值为光电压值时，第二预设门限值为光功率值时，若N个光电压的平均值大于第一预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平，或者，若N个光功率的平均值大于第二预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平。

当第一预设门限值为光功率值时，第二预设门限值为光电压值时，若N个光功率的平均值大于第一预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平，或者，若N个光电压的平均值大于第二预设门限值，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平。

第二值为1或者0，第二电平为高电平或者低电平。当光模块实行第一协议时，第二值为0，第二电平为低电平；当光模块实行第二协议时，第二值为1，第二电平为高电平。其中，第一协议中，协议区LOS寄存器配置为0或者LOS输出管脚配置为低电平时，LOS信号为低电平，说明光收发器件接收到的光信号状态正常。

例如，当光模块实行第一协议时，若N个目标信号的平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为0并将LOS输出管脚配置为低电平。

当光模块实行第二协议时，若N个目标信号的平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为1并将LOS输出管脚配置为高电平。

S500：将LOS输出管脚配置上报至金手指。

MCU与金手指通过I2C线连接，光网路终端通过金手指读取MCU的LOS输出管脚配置。

本申请中，MCU根据一个周期内连续采集的多个目标信号得到多个目标信号的平均值，可以得到一个稳定的目标信号。再将这个稳定的目标信号与预设门限值比较，可以精准判断MCU的LOS输出引脚配置即LOS信号，减少了由于光信号瞬间抖动导致的LOS信号误判的几率。

为了缩短LOS信号上报的时间，本申请实施例中，LOS信号的上报由MCU内运行main函数周期性执行上报LOS信号到协议区，转化到在MCU的定时器中断上报LOS信号到协议区。具体的，

MCU接收定时器的定时器中断信号后，MCU由步骤200至步骤500。上报LOS信号的时间配置定时器的定时时间。比如，客户要求LOS信号(由低电平到高电平)的上报时间为500微秒，定时器的定时时间设置为小于500的任意常数。本申请实施例可将定时器的定时时间设置为300微秒。例如，每300微秒后，MCU重新接收定时器的定时器中断信号，MCU由步骤200至步骤500。

根据客户的要求，定时器的定时之间可配置快到微秒慢到毫秒及秒，使用比较灵活。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种上报LOS信号的方法，其特征在于，所述方法包括：

MCU在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值；

若所述平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平；

若所述平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平；

将所述LOS输出管脚配置上报至金手指。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，得到N个目标信号的平均值之后，所述方法还包括：

MCU接收定时器的定时器中断信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述定时器的定时时间通过参数配置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N为不小于3的常数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标信号为光电压或者光功率。

6.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光收发器件，与电路板电连接，用于发射或者接收光信号；

光收发器件包括：

光电探测器，用于接收光信号，并将光信号转化为电信号；

信号转化电路，输入端与所述光电探测器电连接，用于将所述电信号转化为目标信号；

MCU，输入端与所述信号转化电路电连接，在一个周期内连续N次采集目标信号，得到N个目标信号的平均值；若所述平均值小于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第一值并将LOS输出管脚配置为第一电平；若所述平均值大于预设门限值时，将协议区LOS寄存器配置为第二值并将LOS输出管脚配置为第二电平；

金手指，输入端与所述MCU电连接，输出端与光网络终端连接，用于将所述LOS输出管脚配置上报至所述光网络终端。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述信号转化电路为电阻或者跨阻放大器。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述电阻，输入端与所述光电探测器电连接，第一输出端接地，第二输出端与所述MCU电连接。

9.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述跨阻放大器，输入端与所述光电探测器电连接，输出端与所述MCU电连接。

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