CN112600626B - 光模块及通信设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光模块及通信设备，该光模块包括：多路第一光功率检测电路、多路第二光功率检测电路、多个第一迟滞比较器及MCU，MCU内集成有寄存器及多个第二迟滞比较器，其中，MCU用于向多个第一迟滞比较器和第二迟滞比较器输出LOS参考阈值信号，在达到定时中断时间时，接收第一迟滞比较器输出的比较结果，并在根据第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；多个第二迟滞比较器用于将第二光功率检测电路输出的电压信号与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；在根据第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号，以实现快速LOS功能。

Description

光模块及通信设备

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，特别涉及一种光模块及通信设备。

背景技术

400G QSFP-DD SR8光模块作为一种更高效的调制技术，能有效提升带宽利用效率，成为下一代数据中心中高速信号互连的一种热门信号传输技术，已广泛应用于电信号或光信号传输。然而，主流DSP芯片不支持LOS功能(LOS功能包括LOS Assert，LOS De-assert，LOS Hysteresis)，无LOS输出管脚，这使得业界400G光模块大多不支持多达8个通道的快速模式LOS Assert。为了满足协议里的可选项快速模式LOS Assert，需要设计一种方案来实现多达8路快速模式LOS来解决主流DSP芯片不支持LOS功能这一业界共性问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种光模块及通信设备，旨在实现400G QSFP-DD SR8光模块的多通道快速LOS功能。

为实现上述目的，本发明提出一种光模块，所述光模块包括：

多路第一光功率检测电路，每一所述第一光功率检测电路接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号；

多路第二光功率检测电路，每一所述第二光功率检测电路接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号；

多个第一迟滞比较器，每一所述第一迟滞比较器的第一输入端与一路所述第一光功率检测电路连接，每一所述第一迟滞比较器的第二输入端接入一路LOS参考阈值信号；多个所述第一迟滞比较器，用于将所述第一光功率检测电路输出的电压信号与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

MCU，所述MCU内集成有寄存器及多个第二迟滞比较器，每一所述第二迟滞比较器的第一输入端与一所述第二光功率检测电路连接；其中，

所述MCU用于向多个所述第一迟滞比较器和第二迟滞比较器输出对应的所述LOS参考阈值信号，并设置定时中断时间，以在达到定时中断时间时，接收每一所述第一迟滞比较器输出的第一比较结果，并在根据所述第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；

多个所述第二迟滞比较器用于将所述第二光功率检测电路输出的电压信号与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

所述寄存器，用于使能多个所述第二迟滞比较器触发执行中断功能，以接收每一所述第二迟滞比较器输出的第二比较结果，并在根据所述第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号。

可选地，所述MCU还用于在根据所述第一比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号；

所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号。

可选地，所述MCU还用于并在根据所述第一比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出；

所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出。

可选地，每一所述第一光功率检测电路包括：

第一光电二极管，接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第一电流检测电路，所述第一电流检测电路的数量与所述第一光电二极管对应设置；所述第一电流检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号。

可选地，每一所述第二光功率检测电路包括：

第二光电二极管，接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第二电流检测电路，所述第二电流检测电路的数量与所述第二光电二极管对应设置；所述第二电流检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号。

可选地，每两个所述第一迟滞比较器集成于一个集成芯片中。

可选地，所述MCU内设置有多个所述LOS参考阈值信号，所述MCU还用于根据接收的控制指令从多个所述LOS参考阈值信号中选择与所述控制指令对应的LOS参考阈值信号并输出。

可选地，所述光模块还包括：

PCB板，多路所述第一光功率检测电路、多路所述第二光功率检测电路、多个所述第一迟滞比较器及所述MCU设置于所述PCB板上。

可选地，所述MCU的多个VDAC端与多个所述第一迟滞比较器的第二输入端一一对应连接；

所述MCU的多个LOS输入端与多个所述第一迟滞比较器的输出一一对应连接；

所述光模块还包括多个第一电阻和第二电阻；

每一所述MCU的VDAC端与一所述第一迟滞比较器的第二输入端之间串联设置有一所述第一电阻；

每一所述第一迟滞比较器的第二输入端与输出端之间串联设置有一所述第二电阻；其中，

所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。

本发明还提出一种通信设备，包括如上所述的光模块。

本发明光模块通过设置多路第一光功率检测电路和多路第二光功率检测电路来接入多路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号VRSSI，同时通过设置多个分立的第一迟滞比较器来将第一光功率检测电路输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；本发明还利用MCU内集成的寄存器及多个第二迟滞比较器，来将所述第二光功率检测电路输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果，并且MCU可以向多个所述第一迟滞比较器和第二迟滞比较器输出对应的所述LOS参考阈值信号，并设置定时中断时间，以在达到定时中断时间时，接收每一所述第一迟滞比较器输出的第一比较结果，并在根据所述第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；和/或利用寄存器使能多个所述第二迟滞比较器触发执行中断功能，以接收每一所述第二迟滞比较器40输出的第一比较结果，并在根据所述第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号。本发明可以实现多路LOS_Assert功能，本发明通过MCU设置定时时间，并在定时时间到时主动进入中断并轮询MCU与4个第一迟滞比较器的连接的LOS管脚，从而在检测到第一迟滞比较器的信号翻转时，输出相应的LOS信号，从而可以提高LOS_Assert速度。并且本发明利用MCU内部迟滞比较器配合中断服务程序，实现4路快速模式LOS assert，方便LOS电路调试的同时，还可以降低BOM成本，并进一步节省PCB宝贵的面积，采用MCU内部比较器加上配置相应的寄存器，可以节省并释放出来10个MCU管脚，减少MCU的利用，可以节约MCU的I/O口资源，有利于增加其他功能模块的使用，增大光模块设计空间，使光模块的功能多样化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明光模块一实施例的电路结构示意图；

图2为本发明光模块一实施例的工作流程图；

图3为本发明光模块另一实施例的工作流程图；

图4为本发明光模块接收到的光信号变化示意图；

图5为图1中MCU一实施例的内部结构示意图；

图6为图1中MCU一实施例的引脚结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A 和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提出一种光模块，尤其适用于PAM4 400G QSFP-DD（Quad Small FormFactor Pluggable-Double Density，双密度四通道小型可插拔封装）SR8光模块。PAM4是PAM（Pulse Amplitude Modulaton，脉冲幅度调制）调制技术的一种，PAM信号时继NRZ（Non-Return-to-Zero）后的热门信号传输技术，也是多阶调制技术的代表。传统的数字信号最多采用的是NRZ（Non-Return-to-Zero）信号，即采用2个幅度电平来表示数字逻辑信号的1、0信息，每个符号传送1比特信息；而 PAM4 信号则可以采用4个幅度电平，每个符号传送2比特信息。PAM4技术作为一种更高效的调制技术，能有效提升带宽利用效率，成为下一代数据中心中高速信号互连的一种热门信号传输技术，已广泛应用于50G/200G/400G 接口的电信号或光信号传输。本发明尤其适用于400G QSFP-DD SR8光模块中。400G QSFP-DD SR8 光电通道均为8个，每通道速率高达50Gbps，因此支持400G光传输成为数据中心短距离多通道互连的解决方案，它的光接口为单排16芯MPO接口，中心波长为850nm，每个通道基于OM3光纤可以传输70m或OM4传输100m。

传统的NRZ信号对于发射端的线性度要求不高，因为即使是非线性的也一样可以2个不同的电平输出；而对PAM4光信号来说，在同样的发射机/接收机幅度下，为了保证4个电平都能够被很好地区分，最优的选择就是4个电平等间隔分布，来保证PAM4光信号线性度，这样就对发射端和接收端的光电芯片的线性度要求会更高。特别是当输入信号幅度较大时，接收机芯片中的晶体管可能进入非线性区，造成PAM4信号受到压缩，输出信号的4个电平不能等间隔分布，所以PAM4传输对光接收机芯片的线性度有更高要求。根据QSFP-DDHardware Rev 5.0的要求，400G QSFP-DD SR8可以选择性的支持快速模式的LOS assert，时间要求为1ms，但是400G QSFP-DD SR8光模块用的主流DSP芯片不支持LOS功能(LOS功能包括LOS Assert，LOS De-assert，LOS Hysteresis)，无LOS输出管脚，这使得业界400G光模块不支持多达8个通道的快速模式LOS Assert。

为了解决上述问题，参照图1至图6，在本发明一实施例中，该光模块包括：

多路第一光功率检测电路10，每一所述第一光功率检测电路10接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号VRSSI；

多路第二光功率检测电路20，每一所述第二光功率检测电路20接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号VRSSI；

多个第一迟滞比较器30，每一所述第一迟滞比较器30的第一输入端与一路所述第一光功率检测电路10连接，每一所述第一迟滞比较器30的第二输入端接入一路LOS参考阈值信号；多个所述第一迟滞比较器30，用于将所述第一光功率检测电路10输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

MCU，所述MCU内集成有寄存器（图未示出）及多个第二迟滞比较器40，每一所述第二迟滞比较器40的第一输入端与一所述第二光功率检测电路20连接；其中，

所述MCU用于向多个所述第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出对应的所述LOS参考阈值信号，并设置定时中断时间，以在达到定时中断时间时，接收每一所述第一迟滞比较器30输出的第一比较结果，并在根据所述第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；

多个所述第二迟滞比较器40用于将所述第二光功率检测电路20输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

所述寄存器，用于使能多个所述第二迟滞比较器40触发执行中断功能，以接收每一所述第二迟滞比较器40输出的第二比较结果，并在根据所述第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号。

在一些实施例中，所述MCU还用于在根据所述第一比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号；所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号。

所述MCU还用于并在根据所述第一比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出；所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出。

在一实施例中，所述光模块还包括：

PCB板（图未示出），多路所述第一光功率检测电路10、多路所述第二光功率检测电路20多个所述第一迟滞比较器30及所述MCU设置于所述PCB板上。

本实施例中，光模块还可以设置有电连接器，与交换机通信连接，电连接器CN1可以采用金手指来实现，当然在其他实施例中，也可以采用接线端子，或者其他可实现电连接的连接器来实现，此处不做限制。第一光功率检测电路10、第二光功率检测电路20及所述第一迟滞比较器30的数量可以为分别为4个，每一个第一光功率检测电路10和第二光功率检测电路20分别接入一路PAM4光信号，并将PAM4光信号转换成电流信号后，也即4个第一光功率检测电路10和4个第二光功率检测电路20一起，可以组成8路PAM4光信号的检测，从而实现8路PAM4光信号丢失告警检测和告警。各个第一光功率检测电路10和第二光功率检测电路20可以与电连接器连接，以接收PAM4光信号，并实现PAM4光信号与电压信号VRSSI1~4之间的转换，并完成LOS告警或者去告警。并且，本实施例中，电压信号VRSSI1~4正比于入射光强，也即正比于PAM4光信号。

LOS参考阈值信号包括第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H，第一预设参考阈值Vth_L为告警阈值，第二预设参数阈值为去告警阈值，第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H会输出给各个第一迟滞比较器30和各个第二迟滞比较器40。第一迟滞比较器30和各个第二迟滞比较器40根据接收到的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号而进行输出对应的比较结果，比较结果可以是不同的电平翻转，例如高电平翻转为低电平，或者低电平翻转为高电平，或者维持不变。本实施例以第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出高电平表征为光信号丢失，第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出低电平表征为光信号恢复。具体而言，在电压信号VRSSI小于第一预设参考阈值Vth_L时，第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出高电平，则确定光信号丢失（LOS Assert），并输出LOS告警信号，以进行告警，同时还可以控制光接收模块停止输出，以对光信号进行压制。而在电压信号VRSSI大于第二预设参数阈值Vth_H时，第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出低电平，则确定光信号恢复（LOS De-assert），并进行去告警信号，此时可以控制光接收模块恢复正常输出。在电压信号VRSSI维持在第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H区间内时，则确定光信号存在迟滞（LOS Hysteresis），此时可以根据实际情况控制光模块恢复正常输出，或者继续停止输出。在一些实施例中，第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H可以形成告警迟滞区间，并且第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H分别为告警迟滞区间的两个端值，LOS告警阈值设置为P1，此时对应输出的RSSI电压信号值为Vth_L；LOS去告警阈值设置为P2，此时对应输出的RSSI电压监信号为Vth_H；（P2＞P1，Vth_H＞Vth_L）。此外，在PAM4光信号较小，使得RSSI采集到的电压小于第一预设参考阈值Vth_L，进行告警并控制光接收模块停止输出后，若接收光功率从小光变成大光，使得检测到的电压信号VRSSI维持在（Vth_L，Vth_H）之间时，则保留LOS告警输出状态，直至大于第二预设参数阈值时才做LOS去告警操作。

同理，在检测到的电压信号VRSSI大于第二预设参数阈值，并维持正常输出时，接收光功率从大光变成小光并维持在（Vth_L，Vth_H）之间时，仍保留LOS去告警输出状态，直至小于第一预设参考阈值Vth_L时才做LOS告警操作。

可以理解的是，所述MCU内设置有多个所述LOS参考阈值信号，所述MCU还用于根据接收的控制指令从多个所述LOS参考阈值信号中选择与所述控制指令对应的LOS参考阈值信号并输出。LOS参考阈值信号对应设置有多个第一预设参考阈值Vth_L和多个第二预设参考阈值Vth_H，具体可以是多个固定档位，本实施例MCU可选输出，也即一个第一预设参考阈值Vth_L对应一个第二预设参考阈值Vth_H，或者一个第一预设参考阈值Vth_L和一个第二预设参考阈值Vth_H之间不是固定搭配，也即多个第一预设参考阈值Vth_L和多个第二预设参考阈值Vth_H之间可以相互组合。

在4个第一光功率检测电路10、4个第一迟滞比较器30（分别标记为OPA_1、OPA_2、OPA_3、OPA_4）及MCU组成的4通道LOS中，可以利用MCU内的定时器，MCU内部的固件程序采用定时器中断方案，以设定<1ms（即1000us）的时间间隔，比如800us，在定时时间到时，程序就会自动进入中断服务程序中，在中断函数中查询MCU与4个第一迟滞比较器30输出端连接的管脚（LOS5~8管脚）的状态。以LOS8这个管脚为例，固件每隔800us左右就会查询这个管脚状态，若该第一迟滞比较器30检测到电压信号VRSSI小于第一预设参考阈值Vth_L，并输出高电平至LOS8时，MCU侦测到LOS8为高电平即LOS_Assert，此时MCU将LOS对应的寄存器bit置为1，此动作只花费us级别时间，几乎可以忽略，如此就可以实现标准协议要求的400GQSFP-DD SR8快速LOS_Assert功能，同理，LOS5~LOS7也可以根据管脚高/低电平确认是否出现LOS_Assert，并进行执行相应的程序，4个通道可以实现快速模式LOS_Assert。

在4个第二光功率检测电路20、MCU内部寄存器及内部集成的4个第二迟滞比较器40组成的4通道LOS中，配置MCU内部寄存器，使能第二迟滞比较器40输出中断功能，使得迟滞比较器的输出极性反相，可以使得当第二迟滞比较器40输出电平发生翻转时（由低电平跳变为高电平，或者由高电平跳变为低电平）产生中断标志。当中断标志产生时，程序会自动进入中断服务程序中，并在中断服务中根据第二迟滞比较器40输出的高电平或者低电平及时对LOS对应的Bit进行设置。具体而言，在第二迟滞比较器40输出的电平由低电平跳变为高电平时，进入中断程序，并判断中断标记位值是否为1

。若是，则寄存器设置LOS Bit为0，进而设置第二迟滞比较器40输出中断触发条件为上升沿后，再设置中断标记位值赋值为0。若否，则寄存器设置LOS Bit为1，进而设置第二迟滞比较器40输出中断触发条件为下降沿后，再设置中断标记位值赋值为1。从第二迟滞比较器40输出翻转到中断服务执行完成，耗时较短，可以在100us内完成，即从LOS产生到LOS Bit设定，时间在100us内，可以小于400G QSFP-DD协议要求的<1ms（1000us）的标准，如此就可以实现标准协议要求的400G QSFP-DD SR8快速LOS_Assert功能。

可以理解的是，由于在4个第二光功率检测电路20、MCU内部寄存器及内部集成的4个第二迟滞比较器40组成的4通道LOS中，VRSSI1~4正比于入射光强，通过MCU寄存器配置将VRSSI1~4引到MCU内部COMP0的正极输入端

通过MCU寄存器配置，使得MCU VDAC8输出一个电压值至第二滞回比较器的负极，同时4个内部第二滞回比较器（分别标记为COMP0、COMP1、 COMP2、COMP3）可以释放出6个MCU管脚出来，可以供其它功能块电路使用，如图5和图6，具体描述如下：

第二滞回比较器COMP0使用MCU内部的VDAC8的功能模块，第二滞回比较器COMP2使用MCU内部的VDAC10的功能模块，各输出一个参考电压给到此两个运放的负极性，无需使用AIN9和AIN13两个管脚，因此可以节省MCU这两个管脚；

第二滞回比较器COMP0、第二滞回比较器COMP1、第二滞回比较器COMP2、第二滞回比较器COMP3分别使用MCU内部的VDAC8、VDAC9、VDAC10、VDAC11这四个功能模块，各输出一个参考电压，也即LOS参考阈值信号给到4个第二迟滞比较器40的负极性，由于在内部实现，无需输出到MCU的管脚，因此VDAC8/P5.0，VDAC9/P5.1，VDAC10/P5.2，VDAC11/P5.3，这四个管脚可以通过MCU初始化程序配置成I/O功能，以节省MCU管脚，本发明采用MCU内部迟滞比较器配合中断服务程序，实现另外4路快速模式LOS assert，方便LOS电路调试，降低BOM成本，并进一步节省PCB的面积。

本发明光模块通过设置多路第一光功率检测电路10和多路第二光功率检测电路20来接入多路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号VRSSI，同时通过设置多个分立的第一迟滞比较器30来将第一光功率检测电路10输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；本发明还利用MCU内集成的寄存器及多个第二迟滞比较器40，来将所述第二光功率检测电路20输出的电压信号VRSSI与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果，并且MCU可以向多个所述第一迟滞比较器30和第二迟滞比较器40输出对应的所述LOS参考阈值信号，并设置定时中断时间，以在达到定时中断时间时，接收每一所述第一迟滞比较器30输出的第一比较结果，并在根据所述第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；和/或利用寄存器使能多个所述第二迟滞比较器40触发执行中断功能，以接收每一所述第二迟滞比较器40输出的第一比较结果，并在根据所述第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号。本发明可以实现多路LOS_Assert功能，本发明通过MCU设置定时时间，并在定时时间到时主动进入中断并轮询MCU与4个第一迟滞比较器30的连接的LOS管脚，从而在检测到第一迟滞比较器30的信号翻转时，输出相应的LOS信号，从而可以提高LOS_Assert速度。并且本发明利用MCU内部迟滞比较器配合中断服务程序，实现4路快速模式LOS assert，方便LOS电路调试的同时，还可以降低BOM成本，并进一步节省PCB宝贵的面积，采用MCU内部比较器加上配置相应的寄存器，可以节省并释放出来10个MCU管脚，减少MCU的利用，可以节约MCU的I/O口资源，有利于增加其他功能模块的使用，增大光模块设计空间，使光模块的功能多样化。

参照图1至图6，在一实施例中，每一所述第一光功率检测电路10包括：

第一光电二极管（图中标记为PD5~PD8），接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第一电流检测电路，所述第一电流检测电路的数量与所述第一光电二极管对应设置；多路所述光功率检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号VRSSI。

本实施例中，第一光电二极管可以为PIN光电二极管，PAM4光信号(入射光_5~入射光_8)经过PIN光电二极管转换为微小PAM4电流信号，第一电流检测电路可以采用跨阻放大器和电阻组成的电流检测电路来实现。本发明实施例中，利用跨阻放大器TIA5~TIA8内部的镜像电路按照1：1将PIN光电二极管的电流信号镜像输出送到跨阻放大器TIA5~TIA8的一个管脚RSSI（由于镜像电路的带宽很小，流入的PAM4电流信号会被整形成近似直流电流信号，而VRSSI正好需要得就是直流电流信号）。如此，在每个跨阻放大器 TIA5~TIA8的RSSI管脚各放置一个下拉电阻（R55~R58），即可形成一个和入射光强成正比例的电压VRSSI5~VRSSI8，也即上述电压信号VRSSI。

参照图1至图6，在一实施例中，每一所述第二光功率检测电路20包括：

第二光电二极管（图中标记为PD1~PD4），接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第二电流检测电路，所述第二电流检测电路的数量与所述第二光电二极管对应设置；多路所述光功率检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号VRSSI。

本实施例中，第二光电二极管可以为PIN光电二极管，PAM4光信号(入射光_1~入射光_4)经过PIN光电二极管PD1~PD4转换为微小PAM4电流信号，第二电流检测电路可以采用跨阻放大器TIA1~TIA4和电阻组成的电流检测电路来实现。本发明实施例中，利用跨阻放大器内部的镜像电路按照1：1将PIN光电二极管的电流信号镜像输出送到跨阻放大器TIA1~TIA4的一个管脚RSSI，在每个跨阻放大器的RSSI1~RSSI4管脚各放置一个下拉电阻（R51~R54），即可形成一个和入射光强成正比例的电压VRSSI1~VRSSI4，也即上述电压信号VRSSI。

参照图1至图6，在一实施例中，每两个所述第一迟滞比较器30集成于一个集成芯片中。

本实施例中，第一迟滞比较器30可以采用双通道运放来实现，也即4个第一迟滞比较器30中，两两采用一个双通道运放来实现，如此可以节省第一迟滞比较器30在PCB板上所占的面积，在不影响光模块原有布局的情况下，实现400G QSFP-DD SR8 快速LOS_Assert功能。

参照图1至图6，在一实施例中，所述MCU的多个VDAC端与多个所述第一迟滞比较器30的第二输入端一一对应连接；

所述MCU的多个LOS输入端与多个所述第一迟滞比较器30的输出一一对应连接；

所述光模块还包括多个第一电阻（R11~R14）和第二电阻（R21~R24）；

每一所述MCU的VDAC端与一所述第一迟滞比较器30的第二输入端之间串联设置有一所述第一电阻；

每一所述第一迟滞比较器30的第二输入端与输出端之间串联设置有一所述第二电阻；其中，

所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。

本实施例中，第一电阻的数量和第二电阻的与第一迟滞比较器的30的数量对应，本实施例可选为均为4个，4个第一电阻分别标记为R11、R12、R13及R14，4个第二电阻分别标记为R21、R22、R23及R24，MCU向第一迟滞比较器30的第二输入端（例如正向输入端），的输出一个电压值，也即LOS参考阈值信号，配合第一电阻和第二电阻输入到第一迟滞比较器30的正向输入端，由于第二电阻将第一迟滞比较器30输出反馈到正向输入端，从而形成迟滞比较器，其高低跳变阈值，也即第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H，第一预设参考阈值Vth_L和第二预设参考阈值Vth_H计算过程如下：

Vth_L=VDAC3*R2/(R2+R1)；

Vth_H=VDAC3* R2/(R2+R1)+VOH*R1/(R2+R1)；

其中，VDAC3为MCU输出的LOS参考阈值信号对应的电压值大小，R1为第一电阻的阻值大小，R2为第二电阻的阻值大小。VOH为第一迟滞比较器30输出端输出高电平时，对应的电压大小，VOH的电压值大小约等于第一迟滞比较器30的供电电压VCC，按照光模块标准VCC允许在+/-5%内波动，在电源波动时，VOH也会随之波动，本实施例将第二电阻的阻值设置得远小于第一电阻的阻值，例如差几个单位级大小，这样VOH随电源电压的波动可以减小得较小，也即保证了高阈值Vth_H基本上不随VCC波动而波动，如此可以提高LOS功能的稳定性。

可以理解的是，本发明光模块中，利用MCU内部结构、多路第一迟滞比较器30、多路第一光功率检测电路10和多路第二光功率检测电路20实现的LOS功能，仅在光模块的基础上，增加少量的分立元件，在不改变光模块PCB板体积的基础上，合理的进行PCB板的布局，即可实现LOS_Assert功能，并且用MCU内部结构、多路第一迟滞比较器30、多路第一光功率检测电路10和多路第二光功率检测电路20之间合理的配合，还能实现快速LOS_Assert功能。

本发明还提出一种通信设备，包括如上所述的光模块。该光模块的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明通信设备中使用了上述光模块，因此，本发明通信设备的实施例包括上述光模块全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，所述光模块包括：

多路第一光功率检测电路，每一所述第一光功率检测电路接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号；

多路第二光功率检测电路，每一所述第二光功率检测电路接入一路PAM4光信号，并转换成与所述PAM4光信号强度对应的电压信号；

多个第一迟滞比较器，每一所述第一迟滞比较器的第一输入端与一路所述第一光功率检测电路连接，每一所述第一迟滞比较器的第二输入端接入一路LOS参考阈值信号；多个所述第一迟滞比较器，用于将所述第一光功率检测电路输出的电压信号与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

MCU，所述MCU内集成有寄存器及多个第二迟滞比较器，每一所述第二迟滞比较器的第一输入端与一所述第二光功率检测电路连接；其中，

所述MCU用于向多个所述第一迟滞比较器和第二迟滞比较器输出对应的所述LOS参考阈值信号，并设置定时中断时间，以在达到定时中断时间时，接收每一所述第一迟滞比较器输出的第一比较结果，并在根据所述第一比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号；

多个所述第二迟滞比较器用于将所述第二光功率检测电路输出的电压信号与LOS参考阈值信号进行比较，以输出对应的比较结果；

所述寄存器，用于使能多个所述第二迟滞比较器触发执行中断功能，以接收每一所述第二迟滞比较器输出的第二比较结果，并在根据所述第二比较结果确定光信号丢失时，输出LOS告警信号。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述MCU还用于在根据所述第一比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号；

所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号恢复时，输出LOS去告警信号。

3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述MCU还用于在根据所述第一比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出；

所述寄存器，还用于在根据所述第二比较结果确定光信号正常时，控制所述光模块维持当前输出。

4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，每一所述第一光功率检测电路包括：

第一光电二极管，接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第一电流检测电路，所述第一电流检测电路的数量与所述第一光电二极管对应设置；所述第一电流检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号。

5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，每一所述第二光功率检测电路包括：

第二光电二极管，接入一路PAM4光信号，并将所述PAM4光信号感应生成PAM4电流信号；

第二电流检测电路，所述第二电流检测电路的数量与所述第二光电二极管对应设置；所述第二电流检测电路用于检测所述PAM4电流信号，并转换成对应的所述电压信号。

6.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，每两个所述第一迟滞比较器集成于一个集成芯片中。

7.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述MCU内设置有多个所述LOS参考阈值信号，所述MCU还用于根据接收的控制指令从多个所述LOS参考阈值信号中选择与所述控制指令对应的LOS参考阈值信号并输出。

8.如权利要求1至7任意一项所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括：

PCB板，多路所述第一光功率检测电路、多路所述第二光功率检测电路、多个所述第一迟滞比较器及所述MCU设置于所述PCB板上。

9.如权利要求1至7任意一项所述的光模块，其特征在于，所述MCU的多个VDAC端与多个所述第一迟滞比较器的第二输入端一一对应连接；

所述MCU的多个LOS输入端与多个所述第一迟滞比较器的输出一一对应连接；

所述光模块还包括多个第一电阻和第二电阻；

每一所述MCU的VDAC端与一所述第一迟滞比较器的第二输入端之间串联设置有一所述第一电阻；

每一所述第一迟滞比较器的第二输入端与输出端之间串联设置有一所述第二电阻；其中，

所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的光模块。

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