CN113098613B - 光模块及基于双mcu光模块的波长自动对通方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块及基于双MCU光模块的波长自动对通方法，发送端光模块向接收端光模块发送携带第一低频消息通道的第一光信号，第一低频消息通道用于指示第一波长信息；接收端光模块的第二从MCU接收第一光信号，解析获得第一波长信息，接收端光模块的第二主MCU根据第一波长信息设置第二波长信息，第二从MCU根据第二波长信息发送携带第二低频消息通道的第二光信号；发送端光模块的第一从MCU接收第二光信号后，解析得到第二波长信息，第一主MCU根据第二波长信息实现波长对通。本申请根据主、从MCU的交互在发送端光模块的主、从MCU与接收端光模块的主、从MCU之间建立起链接，实现了两端系统的波长自动对通功能。

Description

光模块及基于双MCU光模块的波长自动对通方法

技术领域

本申请涉及光纤通信技术领域，尤其涉及一种光模块及基于双MCU光模块的波长自动对通方法。

背景技术

在接入网通信系统中，由光线路终端与光网络单元之间建立相互的光连接，以实现数据通信。具体地，光线路终端中具有第一光模块，光网络单元中具有第二光模块，第一光模块与第二光模块之间建立光连接；光线路终端通过第一光模块向第二光模块发送光信号，实现光线路终端向光网络单元发送数据；光线路终端通过第一光模块接收来自第二光模块的光信号，实现光线路终端接收来自光网络单元的数据。

光线路终端及光网络单元是光模块的上位机，光模块在上位机中仅是数据传递者，光模块只能由其上位机进行操控，人工需要通过上位机来间接操控光模块。而在接入网物理网络中，光线路终端和/或光网络单元往往位于不便于人工操作的环境。对此，已提出的基于消息通道功能的彩光光模块消息传递等一系列技术方案，使得光模块不仅受控于其接入的上位机，也可以实现远程操控，进而也可以通过对光模块的远程操控实现对上位机的远程操控。

但是，基于单MCU的彩光光模块消息传递技术中消息传递效率较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块及基于双MCU光模块的波长自动对通方法，以解决目前单MCU的彩光光模块消息传递技术中消息传递效率较低的问题。

第一方面，本申请提供了一种光模块，包括：

第一光发射芯片，被配置为，发射携带第一低频消息通道的第一光信号；

第一光接收芯片，被配置为，接收携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第一主MCU，被配置为，设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息；以及读取所述第二波长信息，实现所述第一波长信息与所述第二波长信息的对通；

第一从MCU，与所述第一主MCU、所述第一光发射芯片、所述第一光接收芯片电连接，被配置为，根据所述第一波长信息改变所述光发射芯片发射光信号的波长，并将所述LINK消息加载至所述第一低频消息通道；以及解析得到所述第二低频消息通道中的所述第二波长信息。

第二方面，本申请提供了一种光模块，包括：

第二光接收芯片，被配置为，接收携带第一低频消息通道的第一光信号；

第二光发射芯片，被配置为，发射携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第二从MCU，与所述第二光接收芯片、所述光发射芯片电连接，被配置为，解析获得所述第一低频消息通道中的第一波长信息；以及根据所述第二波长信息改变所述第二光发射芯片发射光信号的波长，并将所述第二波长信息加载至所述第二低频消息通道；

第二主MCU，与所述第二从MCU电连接，被配置为，读取所述第一波长信息，根据所述第一波长信息设置第二波长信息，并根据所述第二波长信息建立回传LINK消息。

第三方面，本申请提供了一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法，所述方法包括：

第一主MCU设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息；

第一从MCU将所述LINK消息加载至第一低频消息通道，控制发射携带所述第一低频消息通道的第一光信号；

所述第一从MCU接收携带第二低频消息通道的第二光信号；

所述第一从MCU解析得到所述第二低频消息通道中的第二波长信息；

所述第一主MCU读取所述第二波长信息，实现波长自动对通。

第四方面，本申请提供了一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法，所述方法包括：

第二从MCU解析第一光信号中的第一低频消息通道，得到第一波长信息与波长切换指令；

第二主MCU根据所述第一波长信息与所述波长切换指令设置第二波长信息；

所述第二主MCU根据所述第二波长信息建立回传LINK消息；

所述第二从MCU将所述回传LINK消息加载至第二低频消息通道，控制发射携带所述第二低频消息通道的第二光信号。

由上述实施例可见，本申请实施例提供了一种光模块及基于双MCU光模块的波长自动对通方法，该光模块采用主MCU与从MCU的双MCU方案，主MCU负责光模块的常规通用功能处理并负责与上位机进行交互，从MCU负责消息信息的发送、接收处理并实现与主MCU的交互。发送端光模块的第一主MCU设置第一波长信息，根据该第一波长信息建立LINK消息；发送端光模块的第一从MCU根据第一波长信息改变发射光信号的波长，并将LINK消息加载至第一低频消息通道，控制向接收端光模块发送携带第一低频消息通道的第一光信号；接收端光模块的第二从MCU正确接收第一光信号后，解析获得第一低频消息通道中的第一波长信息，接收端光模块的第二主MCU读取第一波长信息，根据第一波长信息设置第二波长信息，并根据第二波长信息建立回传LINK消息；第二从MCU将回传LINK消息加载至第二低频消息通孔，控制向第一从MCU发送携带第二低频消息通道的第二光信号；第二从MCU正确接收第二光信号后，停止第一光信号的发送，并解析得到第二低频消息通道中的第二波长信息；第一主MCU读取第一从MCU中的第二波长信息，使得第一波长信息与第二波长信息对通，确认发送端光模块与接收端光模块LINK成功，从而在发送端光模块的第一主MCU、第一从MCU与接收端光模块的第二从MCU、第二主MCU之间建立起链接，可实现两端系统的波长自动对通功能，从而可提高两端系统的消息传递效率。

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的一种光模块分解结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块中双MCU的使用示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块在实际应用时的光路图；

图7为本申请实施例提供的一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法的流程图。

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，都属于本申请保护的范围。

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包括上壳体201、下壳体202、解锁手柄203、电路板300、光发射组件400和光接收组件500。

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；上壳体包括盖板，盖板盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体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，以实现上壳体盖合在下壳体上。

两个开口具体可以是位于光模块同一端的两处开口(204、205)，也可以是在光模块不同端的的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络单元等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的光发射组件400和光接收组件500；电路板300、光发射组件400和光接收组件500等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、光发射组件400和光接收组件500等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，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，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。

解锁手柄203具有与上位机笼子匹配的卡合结构；拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁手柄的卡合结构将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁手柄，解锁手柄的卡合结构随之移动，进而改变卡合结构与上位机的连接关系，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。

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(如微处理器MCU2045、激光驱动芯片、限幅放大器、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；当光发射组件400和光接收组件500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之间可以采用柔性电路板连接。

在接入网通信系统中，由光线路终端与光网络单元之间建立相互的光连接，以实现数据通信。具体地，光线路终端中具有第一光模块，光网络单元中具有第二光模块，第一光模块与第二光模块之间建立光连接；光线路终端通过第一光模块向第二光模块发送光信号，实现光线路终端向光网络单元发送数据；光线路终端通过第一光模块接收来自第二光模块的光信号，实现光线路终端接收来自光网络单元的数据。

光线路终端及光网络单元是光模块的上位机；上位机将数据电信号输入光模块中，由光模块将该数据电信号转换为光信号发出，以实现上位机发送数据；光模块将来自外部的光信号转换为数据电信号，将该数据电信号输入上位机，以实现上位机接收数据。

光模块在上位机中仅是数据传递者，光模块只能由其上位机进行操控，人工需要通过上位机来间接操控光模块。在接入网物理网络中，光线路终端和/或光网络单元往往位于不便于人工操作的环境，比如高山、森林甚至水体中，在这些环境下通过操作上位机或使用上位机操控光模块都变得十分困难。

对此，已提出的基于消息通道功能的彩光光模块消息传递等一系列技术方案，使得光模块不仅受控于其接入的上位机，也可以实现远程操控，进而也可以通过对光模块的远程操控实现对上位机的远程操控。

但是，采用单MCU的彩光光模块消息传递技术方案中消息传递效率较低。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种光模块，该光模块采用主(Master)、从(Slave)MCU的双MCU方案，主MCU负责光模块的常规通用功能处理并负责与上位机进行交互，从MCU负责消息信息的发送与接收处理并实现与主MCU的交互，通过主、从MCU的交互在发送端光模块的主、从MCU与接收端模块的主、从MCU之间建立起链接，最终实现波长自动对通功能以及链路中断后自启波长自动对通的功能。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中双MCU的使用示意图。如图5所示，本申请实施例提供的发送端光模块(第一光模块)包括第一光发射芯片、第一光接收芯片、第一主MCU与第一从MCU，其中，

第一光发射芯片，被配置为，发射携带第一低频消息通道的第一光信号；

第一光接收芯片，被配置为，接收携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第一主MCU，被配置为，设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息；以及读取所述第二波长信息，实现所述第一波长信息与所述第二波长信息的对通；

第一从MCU，与所述第一主MCU、所述第一光发射芯片、所述第一光接收芯片电连接，被配置为，根据所述第一波长信息改变所述光发射芯片发射光信号的波长，并将所述LINK消息加载至所述第一低频消息通道；以及解析得到所述第二低频消息通道中的所述第二波长信息。

具体地，以两端光模块被要求工作在通道1上为例，第一光模块发射波长为λ1-1，第二光模块发射波长为λ1-2，两端链路链接过程如下：

在本申请实施例中，第一主MCU与第一从MCU之间建立LINK消息指示引脚用于指示第一从MCU是否接收了LINK波长消息，LINK消息指示引脚初始上电为低电平，当第一从MCU接收到LINK消息并校验正确后，由第一从MCU直接拉高电平；当第一从MCU监测到第一主MCU已读取LINK消息后，第一从MCU会拉低LINK消息指示引脚。第一主MCU根据写入的波长信息与原波长信息是否一致来设置第一波长信息，并生成波长切换指令；然后第一主MCU根据第一波长信息与波长切换指令建立LINK消息，并将该LINK消息发送至第一从MCU。

具体地，发送端上位机系统利用I2C通信将要设置的通道号写入光模块中的通道寄存器(位于第一主MCU)，光模块会比较通道寄存器中的原通道号与新写入的通道号是否一致，若一致，则此次通道波长切换指令无效，若不一致，根据新写入的通道号设置对应的第一波长信息，并生成波长切换指令，将通道波长切换标志位置1，g_changeChanFlag＝1。在本申请实施例中，光模块初始上电时，通道波长切换标志位g_changeChanFlag＝0。

主程序在轮询过程中检测到通道波长切换标志位被置1后，执行波长切换程序(依据SFF-8630协议设置各寄存器)，主要包括a、检测新的通道号是否在有效通道号范围；b、查询波长、频率查找表，将与通道号对应的波长、频率写入波长、频率寄存器，以备上位机系统查询；c、在波长切换过程中置位相关的寄存器例波长锁存，波长切换完成标志等寄存器；d、在一定的时钟周期后，第一光模块完成波长切换并稳定发光后，此时清除c步骤中的相关寄存器，并将通道波长切换标志位清零，即g_changeChanFlag＝0，之后将波长自动对通使能标志置1，即g_LNew_Start＝1。在本申请实施例中，光模块初始上电时，波长自动对通使能标志g_LNew_Start＝0。

此时，第一主MCU会将一些配置参数下发到第一从MCU，包括：a.与当前波长匹配的消息调顶参数b.需要发送的LINK消息内容(通道号或波长)，下发完毕后g_LNew_Start清零(表示相同通道下只置配置一次第一从MCU),并置位链路告警计时开始标志，开始计时LINK消息的发送时间。

当在一定的阈值时间内第一主MCU仍未收到接收端模块的回传LINK消息(即未监测到LINK消息指示引脚被置高)，则置位链路告警标志，g_LinkWarning＝1，并清零链路告警计时开始标志，以备上位机查询获知此时链路不正常无法进行链接；当第一主MCU监测到LINK消息指示引脚被置高，此时第一主MCU去读取第一从MCU底层获取的消息类型和数据以此来确认LINK成功，并置位LINK成功标志位，g_LinkStatus＝1，清零链路告警标志位以及清零链路告警计时开始标志。在本申请实施例中，光模块初始上电时，链路告警标志g_LinkWarning＝0，LINK成功标志位g_LinkStatus＝0。

第一从MCU接收到第一主MCU发送的LINK消息后，根据该LINK消息中的第一波长信息改变第一光发射芯片发射光信号的波长，并将该LINK消息加载至第一低频消息通道，通过第一光发射芯片发射携带第一低频消息通道的第一光信号。

具体地，第一从MCU接收到第一主MCU有效的设置后，会置位LINK消息发送使能标志，开启LINK消息发送功能：将编码好的波长切换指令加载到发射光上，通过消息通道将该指令发射给第二光模块。

第一从MCU控制第一光接收芯片接收第二光模块发送的携带第二低频消息通道的第二光信号，若第一从MCU一直未收到第二光模块的回传信息，则第一从MCU以一定的时间周期重复发送该携带第一低频消息通道的第一光信号；若第一从MCU接收到了第二光模块回传的波长信息并校验正确，则清零LINK消息使能标志，结束LINK消息发送功能，并拉高LINK消息指示引脚，第一主MCU通过轮询方式获知该电平被拉高后确认当前LINK成功。

波长切换指令具体包括数据帧头、数据长度、命令类型，切换通道号、校验和、数据帧尾，每一个发送字节包括数据起始位、有效数据位、数据结束位，以定时器精准定时模拟时钟，将指令中的所有字节依次发送出去。

本申请实施例提供的接收端光模块(第二光模块)包括第二光发射芯片、第二光接收芯片、第二主MCU与第二从MCU，其中，

第二光接收芯片，被配置为，接收携带第一低频消息通道的第一光信号；

第二光发射芯片，被配置为，发射携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第二从MCU，与所述第二光接收芯片、所述光发射芯片电连接，被配置为，解析获得所述第一低频消息通道中的第一波长信息；以及根据所述第二波长信息改变所述第二光发射芯片发射光信号的波长，并将所述第二波长信息加载至所述第二低频消息通道；

第二主MCU，与所述第二从MCU电连接，被配置为，读取所述第一波长信息，根据所述第一波长信息设置第二波长信息，并根据所述第二波长信息建立回传LINK消息。

接收端光模块的第二从MCU控制第二光接收芯片接收发送端光模块发送的携带第一低频消息通道的第一光信号，当第二从MCU正确接收到第一光信号后，LINK消息指示引脚置高，第二主MCU读取第一光信号中的第一波长信息并稳定发光后，回传第二波长信息至第一从MCU，第一从MCU根据第二波长信息改变第二光发射芯片发射光信号的波长，并将第二波长信息加载至第二低频消息通道，控制第二光发射芯片发射携带第二低频消息通道的第二光信号至发送端光模块。

具体地，硬件电路信号通过触发中断，启动第二从MCU的定时器模拟时钟，以字节的起始位和结束位为依据，依次接收由消息通道发送来得数据字节并保存在数据buffer中。第二从MCU主程序检测到消息通道有数据接收后，执行数据解析程序，当数据不满足校验算法，表明数据有误，清除该次数据，继续等待下次数据接收；当数据校验正确，解析出命令类型和要切换的波长信息后存储在规定的寄存器中等待第二主MCU进行读取，此时第二从MCU拉高LINK消息指示引脚，用于第二主MCU获知底层已正确接收LINK消息命令。

当第二从MCU监测到LINK消息已被第二主MCU读取后，第二从MCU自动拉低LINK消息指示引脚，并等待第二主MCU下发LINK消息回传命令，当接收到该命令后，第二从MCU会启动发送有限次LINK消息回传信息，用于告知发送端模块接收端模块已正确上线。

在本申请实施例中，第二主MCU从第二从MCU中读取第一波长信息，根据第一波长信息设置第二波长新，并根据第二波长信息建立回传LINK消息。

具体地，当第二主MCU监测到LINK消息指示引脚被拉高后，第二主MCU去读取第二从MCU中的特定寄存器，以获取LINK消息中所含有的第一波长信息，并将通道波长切换标志位置1，g_changeChanFlag＝1。

主程序在轮询过程中检测到通道波长切换标志位被置1后，开始执行波长切换程序，其波长切换及稳定过程同发送端相同，当接收端模块波长稳定并发光正常后，第二主MCU通过I2C向第二从MCU下发启动LINK回传命令，完成本次LINK功能。

本申请实施例提供的光模块，采用主MCU与从MCU的双MCU方案，主MCU负责光模块的常规通用功能处理并负责与上位机进行交互，从MCU负责消息信息的发送、接收处理并实现与主MCU的交互。第一光模块的第一主MCU设置第一波长信息，根据该第一波长信息建立LINK消息；第一光模块的第一从MCU根据第一波长信息改变发射光信号的波长，并将LINK消息加载至第一低频消息通道，控制向第二光模块发送携带第一低频消息通道的第一光信号；第二光模块的第二从MCU正确接收第一光信号后，解析获得第一低频消息通道中的第一波长信息，接收端光模块的第二主MCU读取第一波长信息，根据第一波长信息设置第二波长信息，并根据第二波长信息建立回传LINK消息；第二从MCU将回传LINK消息加载至第二低频消息通孔，控制向第一从MCU发送携带第二低频消息通道的第二光信号；第二从MCU正确接收第二光信号后，停止第一光信号的发送，并解析得到第二低频消息通道中的第二波长信息；第一主MCU读取第一从MCU中的第二波长信息，使得第一波长信息与第二波长信息对通，确认一光模块与第二光模块LINK成功，从而在第一光模块的第一主MCU、第一从MCU与第二光模块的第二从MCU、第二主MCU之间建立起链接，实现了两端系统的波长自动对通功能，从而提高了两端系统的消息传递效率。

本申请实施例提供的光模块不仅可在第一光模块的第一主MCU、第一从MCU与第二光模块的第二从MCU、第二主MCU之间建立起链接，还可在链路中断后自启波长自动对通功能。

当两端系统正常通信过程中，链路出现问题，如第二模块更换或者光纤链路故障时，第一模块连续检测到接收光功率低于设定阈值后，会判定当前链路故障，清零链接成功标志位，g_LinkStatus＝0，置1链路告警标志位，g_LinkWarning＝1，用于上报系统链路告警；并将波长自动对通标志位置1，g_LNew_Start＝1，用于开启波长对通功能，直到再次与接收端模块建立链接后，退出波长对通机制，其重新建立链接详细过程如上所述。

图6为本申请实施例提供的一种光模块在实际应用使得光路图。如图6所示，第一光模块发射第一光信号、第二光模块发射第二光信号时，为方便传输第一光信号与第二光信号，可在第一光模块与第二光模块之间设置第一合分波器与第二合分波器，第一合分波器与第一光模块连接，用于将第一光模块发射的第一光信号合波耦合至一根光纤101中，通过光纤101将第一光信号传输至第二光模块；第二合分波器与第二光模块连接，用于将第二光模块发射的第二光信号耦合至一根光纤101中，通过光纤101将第二光信号传输至第一光模块。

第一合分波器不仅可将第一光信号合波耦合至光纤101中，还可将光纤101传输的第二光信号进行分波处理，分波后的光信号通过相应的通道传输至第一光模块；第二合分波器不仅可将第二光信号合波耦合至光纤101中，还可将光纤101传输的第一光信号进行分波处理，分波后的光信号通过相应通道传输至第二光模块。

基于上述实施例提供的光模块，本申请实施例还提供了一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法，该方法采用主、从MCU的双MCU光模块，通过主、从MCU的交互在发送端光模块的主、从MCU与接收端模块的主、从MCU之间建立起链接，最终实现波长自动对通功能以及链路中断后自启波长自动对通的功能。

图7为本申请实施例提供的一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法的流程图。如图7所示，本申请实施例提供的基于双MCU光模块的波长自动对通方法包括：

S100：第一主MCU设置第一波长信息，根据第一波长信息建立LINK消息。

第一主MCU根据写入的波长信息与原波长信息是否一致来设置第一波长信息，并生成波长切换指令。具体地，发送端上位机系统利用I2C通信将要设置的通道号写入光模块中的通道寄存器(位于第一主MCU)，光模块会比较通道寄存器中的原通道号与新写入的通道号是否一致，若一致，则此次通道波长切换指令无效，若不一致，根据新写入的通道号设置对应的第一波长信息，并生成波长切换指令，将通道波长切换标志位置1，g_changeChanFlag＝1。

S200：第一从MCU将LINK消息加载至第一低频消息通道，控制发射携带第一低频消息通道的第一光信号。

主程序在轮询过程中检测到通道波长切换标志位被置1后，执行波长切换程序，第一光模块完成波长切换并稳定发光后，第一主MCU会将一些配置参数下发到第一从MCU，第一从MCU接收到第一主MCU发送的LINK消息后，根据该LINK消息中的第一波长信息改变第一光发射芯片发射光信号的波长，并将该LINK消息加载至第一低频消息通道，通过第一光发射芯片发射携带第一低频消息通道的第一光信号。

S300：第二从MCU解析第一光信号中的第一低频消息通道，得到第一波长信息与波长切换指令。

第二从MCU控制第二光接收芯片接收发送端光模块发送的携带第一低频消息通道的第一光信号时，启动第二从MCU的定时器模拟时钟，以字节的起始位和结束位为依据，依次接收由消息通道发送来得数据字节并保存在数据buffer中。第二从MCU主程序检测到消息通道有数据接收后，执行数据解析程序，当数据不满足校验算法，表明数据有误，清除该次数据，继续等待下次数据接收；当数据校验正确，解析出命令类型和要切换的波长信息后存储在规定的寄存器中等待第二主MCU进行读取，此时第二从MCU拉高LINK消息指示引脚，用于第二主MCU获知底层已正确接收LINK消息命令。

S400：第二主MCU根据第一波长信息与波长切换指令设置第二波长信息。

当第二主MCU监测到LINK消息指示引脚被拉高后，第二主MCU去读取第二从MCU中的特定寄存器，以获取LINK消息中所含有的第一波长信息，并将通道波长切换标志位置1，g_changeChanFlag＝1。主程序在轮询过程中检测到通道波长切换标志位被置1后，开始执行波长切换程序，以根据第一波长信息设置第二波长信息。

S500：第二主MCU根据第二波长信息建立回传LINK消息。

当第二主MCU根据第一波长信息完成第二波长信息的设置后，接收端模块根据第二波长信息改变发射第二光信号的波长，当波长稳定并发光正常后，第二主MCU通过I2C向第二从MCU下发启动LINK回传命令，完成本次LINK功能。

S600：第二从MCU将回传LINK消息加载至第二低频消息通道，控制发射携带第二低频消息通道的第二光信号。

第二从MCU接收到第二主MCU发送的回传LINK消息后，第二从MCU将编码好的回传LINK消息加载到第二低频消息通道，通过控制第二光发射芯片发射携带第二低频消息通道的第二光信号。

S700：第一从MCU接收携带第二低频消息通道的第二光信号。

第一光接收芯片接收到第二光信号后，将其转换为电信号，并将电信号发送至第一从MCU，第一从MCU接收转换后的电信号。且第一从MCU接收到了第二光模块回传的波长信息并校验正确后，清零LINK消息使能标志，结束LINK消息发送功能，并拉高LINK消息指示引脚。

S800：第一从MCU解析得到第二低频消息通道中的第二波长信息。

S900：第一主MCU读取第二波长信息，实现波长自动对通。

第一从MCU根据接收的电信号解析获得第二低频消息通道的第二波长信息，第一主MCU监测到LINK消息指示引脚被置高，此时第一主MCU去读取第一从MCU获取的第二波长信息，通过比较第一波长信息与第二波长信息以此来确认LINK成功。

本申请实施例提供的基于双MCU光模块的波长自动对通方法采用主MCU与从MCU的双MCU光模块，主MCU负责光模块的常规通用功能处理并负责与上位机进行交互，从MCU负责消息信息的发送、接收处理并实现与主MCU的交互。发送端光模块的第一主MCU设置第一波长信息，根据该第一波长信息建立LINK消息；发送端光模块的第一从MCU根据第一波长信息改变发射光信号的波长，并将LINK消息加载至第一低频消息通道，控制第一光发射芯片向接收端光模块发送携带第一低频消息通道的第一光信号；接收端光模块的第二从MCU控制第二光接收芯片正确接收第一光信号后，解析获得第一低频消息通道中的第一波长信息，接收端光模块的第二主MCU读取第一波长信息，根据第一波长信息设置第二波长信息，并根据第二波长信息建立回传LINK消息；第二从MCU将回传LINK消息加载至第二低频消息通孔，控制第二光发射芯片向第一从MCU发送携带第二低频消息通道的第二光信号；第二从MCU控制第一光接收芯片正确接收第二光信号后，停止第一光信号的发送，并解析得到第二低频消息通道中的第二波长信息；第一主MCU读取第一从MCU中的第二波长信息，使得第一波长信息与第二波长信息对通，确认发送端光模块与接收端光模块LINK成功，从而在发送端光模块的第一主MCU、第一从MCU与接收端光模块的第二从MCU、第二主MCU之间建立起链接，实现了两端系统的波长自动对通功能，大大提高了两端系统的消息传递效率。

本申请实施例提供的基于双MCU光模块的波长自动对通方法不仅可在第一光模块的第一主MCU、第一从MCU与第二光模块的第二从MCU、第二主MCU之间建立起链接，还可在链路中断后自启波长自动对通功能，重新建立链接。

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 (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

第一光发射芯片，被配置为，发射携带第一低频消息通道的第一光信号；

第一光接收芯片，被配置为，接收携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第一主MCU，被配置为，根据上位机写入的波长信息设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息；以及，轮询监测LINK消息指示引脚，根据所述LINK消息指示引脚的电平状态读取所述第二波长信息，实现所述第一波长信息与所述第二波长信息的对通；

第一从MCU，与所述第一主MCU、所述第一光发射芯片、所述第一光接收芯片电连接，与所述第一主MCU之间设置有LINK消息指示引脚，被配置为，在接收到所述LINK消息后，改变所述LINK消息指示引脚的电平，根据所述第一波长信息改变所述第一光发射芯片发射光信号的波长，并将所述LINK消息加载至所述第一低频消息通道；以及解析得到所述第二低频消息通道中的所述第二波长信息。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一主MCU被配置为，根据所述上位机写入的波长信息与原波长信息是否一致来设置第一波长信息，并生成波长切换指令；根据所述第一波长信息与所述波长切换指令建立LINK消息。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一从MCU还被配置为，根据接收光功率是否低于设定阈值判定当前链路是否故障。

4.一种光模块，其特征在于，包括：

第二光接收芯片，被配置为，接收携带第一低频消息通道的第一光信号；

第二光发射芯片，被配置为，发射携带第二低频消息通道的第二光信号；其中，所述第二低频消息通道用于指示第二波长信息；

第二从MCU，与所述第二光接收芯片、所述第二光发射芯片电连接，被配置为，在接收到所述第一光信号后，改变LINK消息指示引脚的电平，解析获得所述第一低频消息通道中的第一波长信息；以及根据所述第二波长信息改变所述第二光发射芯片发射光信号的波长，并将所述第二波长信息加载至所述第二低频消息通道；

第二主MCU，与所述第二从MCU电连接，与所述第二从MCU之间设置有LINK消息指示引脚，被配置为，根据所述LINK消息指示引脚的电平状态读取所述第一波长信息，根据所述第一波长信息设置第二波长信息，并根据所述第二波长信息建立回传LINK消息。

5.一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，所述方法包括：

第一主MCU根据上位机写入的波长信息设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息；

第一从MCU将所述LINK消息加载至第一低频消息通道，控制发射携带所述第一低频消息通道的第一光信号；

所述第一从MCU接收携带第二低频消息通道的第二光信号；

所述第一从MCU解析得到所述第二低频消息通道中的第二波长信息；

所述第一主MCU轮询监测所述第一主MCU与所述第一从MCU之间的LINK消息指示引脚；

根据所述LINK消息指示引脚的电平状态，所述第一主MCU读取所述第二波长信息，实现所述第一波长信息与所述第二波长信息的自动对通。

6.根据权利要求5所述的基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，第一主MCU根据上位机写入的波长信息设置第一波长信息，根据所述第一波长信息建立LINK消息，包括：

所述第一主MCU接收由所述上位机写入的波长信息；

判断写入的所述波长信息与原波长信息是否一致；

若不一致，则根据写入的所述波长信息设置所述第一波长信息，并生成波长切换指令；

根据所述第一波长信息与所述波长切换指令建立LINK消息。

7.根据权利要求5所述的基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，控制发射携带所述第一低频消息通道的第一光信号，之后包括：

判断在预设时间内所述第一从MCU是否接收到所述第二光信号；

若在所述预设时间内所述第一从MCU未接收到所述第二光信号，则控制重复发送所述第一光信号，直至达到预设次数。

8.一种基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，所述方法包括：

第二从MCU解析第一光信号中的第一低频消息通道，得到第一波长信息与波长切换指令；

第二主MCU监测所述第二从MCU与所述第二主MCU之间的LINK消息指示引脚；

根据所述LINK消息指示引脚的电平状态，所述第二主MCU读取所述第二MCU内的第一波长信息；

第二主MCU根据所述第一波长信息与所述波长切换指令设置第二波长信息；

所述第二主MCU根据所述第二波长信息建立回传LINK消息；

所述第二从MCU将所述回传LINK消息加载至第二低频消息通道，控制发射携带所述第二低频消息通道的第二光信号。

9.根据权利要求8所述的基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，第二从MCU解析第一光信号中的第一低频消息通道，得到第一波长信息与波长切换指令，之后包括：

监测所述第二主MCU是否已读取所述第一波长信息与所述波长切换指令；

若所述第二主MCU已读取所述第一波长信息与所述波长切换指令，则等待并接收所述回传LINK消息。

10.根据权利要求8所述的基于双MCU光模块的波长自动对通方法，其特征在于，第二主MCU根据所述第一波长信息与所述波长切换指令设置第二波长信息，包括：

根据所述第一波长信息设置所述第二波长信息；

根据所述波长切换指令进行波长切换，将原波长信息改为所述第二波长信息。

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