CN113189718A - 一种光模块及其波长配置方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，包括光发射组件，被配置为：能够发射携带低频消息的发射光信号，也能够发射不携带低频消息的发射光信号；光接收组件，被配置为能够接收外部的接收光信号；MCU，分别与光发射组件及光接收组件电连接；被配置为能够发出改变光波长的指令，光发射组件根据指令改变发射光信号的波长；被配置为能够发出波长消息，波长消息以低频消息的方式加载到发射光信号中，波长消息能够指示发射光信号的波长或接收光信号的波长；被配置为发出波长消息及改变光波长的指令之后，在预设等待时间内接收到接收光信号，则停止发出波长消息。

Description

一种光模块及其波长配置方法

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其波长配置方法。

背景技术

随着云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式发展，光通信技术的发展进步变的愈加重要。而在光通信技术中，光模块是实现光电信号相互转换的工具，是光通信设备中的关键器件之一，并且随着光通信技术发展的需求光模块的传输速率不断提高。

目前在网络的两端设备上都离不开光模块，而光模块一般是由发射和接收两部分组成的，如此才可以进行光电转换和电光转换。现在光模块包括单纤双向光模块与双纤双向光模块，如彩光Tunable-BIDI光模块指单纤双向的波长可调谐光模块，BIDI光模块采用BOSA方案，发射和接收的波长不同，BIDI模块成对使用。目前为了实现成对模块的通道对通，通常通过操作人员手动配置一模块的发射波长，通过发射通道发射配置的波长，并相应找到与发射通道的波长相同的接收通道，由此实现光模块的信息链路对通。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块及其波长配置方法，以实现光模块对外的波长配置。

第一方面，本申请实施例提供一种光模块，包括光发射组件，被配置为：能够发射携带低频消息的发射光信号，也能够发射不携带低频消息的发射光信号；光接收组件，被配置为能够接收外部的接收光信号；MCU，分别与光发射组件及光接收组件电连接；被配置为能够发出改变光波长的指令，光发射组件根据指令改变发射光信号的波长；被配置为能够发出波长消息，波长消息以低频消息的方式加载到发射光信号中，波长消息能够指示发射光信号的波长或接收光信号的波长；被配置为发出波长消息及改变光波长的指令之后，在预设等待时间内接收到接收光信号，则停止发出波长消息。

第二方面，本申请实施例提供一种光模块的波长配置方法，包括发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第二波长的信息；在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；其中，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同。

第三方面，本申请实施例提供一种光模块的波长配置方法，包括发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第二波长的信息；在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号。

第四方面，本申请实施例提供一种光模块的波长配置方法，包括发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第一波长的信息；在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号，则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；其中，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同；第一波长与第二波长对应。

第五方面，本申请实施例提供一种光模块的波长配置方法，包括发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第一波长的信息；在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；其中，第一波长与第二波长对应。

本申请提供的光模块为成对使用的彩光Tunable-BIDI光模块，该两个光模块均包括光发射芯片、光接收芯片与MCU，第一光模块的第一MCU控制第一光发射芯片发射不同波长的第一光信号，并将第一光信号的波长信息加载至低频消息通道信号，以控制第一光发射芯片发射携带低频消息通道信号的第一光信号至第二光模块；第二光模块的第二光接收芯片接收该第一光信号，第二MCU解调第一光信号携带的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息，根据第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息判断是否匹配，并将是否匹配的回应信息加载至低频消息通道信号，控制第二光发射芯片发射携带该低频消息通道信号的第二光信号至第一光模块；第一光模块的第一光接收芯片接收该第二光信号，第一MCU解调第二光信号携带的低频消息通道信号，得到回应信息，根据该回应信息判断是否轮询切换第一光信号的波长。本申请在正常业务信号基础上加载低频信号，增加消息通道的功能，进而在不影响正常的业务通信功能的基础上完成两端光模块波长的自适应，且采用轮询切换波长的方式进行波长的自适应，能够实现自动化的波长自适应功能，从而提高光模块的对通效率。

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为本申请实施例提供的一种光模块的结构示意图；

图6为消息通道调制深度测试配置示意图；

图7为本申请实施例提供的一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图；

图8为本申请实施例提供的另一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图；

图9为本申请实施例提供的另一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图。

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、下管壳202、解锁手柄203、电路板30、光发射组件40和光接收组件50。

上壳体201盖合在下管壳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，下管壳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管壳上。

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40和光接收组件50；电路板30、光发射组件40和光接收组件50等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下管壳结合的装配方式，便于将电路板30、光发射组件40和光接收组件50等器件安装到壳体中，由上壳体、下管壳形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下管壳一般采用金属材料，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/下管壳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30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30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30一般为硬性电路板，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40和光接收组件50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。

光发射组件40和光接收组件50，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。本实施例中的光发射组件40采用壳体封装，电路板30伸入光发射组件40的壳体内，并通过金属材质的打线与壳体内的元器件实现电连接、例如通过金线实现电连接。当然，在其它实施例中，光发射组件40还可以采用非气密方式封装。

进一步的，该光模块在工作过程中，本实施例设置其可以根据来自光线路终端的数据电信号发出相对高频的数据光信号，以保持光线路终端原有的对外数据传输业务，同时，该光模块还根据非数据电信号(即不是用于正常传输业务的信号)发出相对低频的操控光信号，以向对端的光模块发出操控信息，实现在不打断正常业务的同时向远端系统传递操控数据，以使对端的光模块进行速率模式的调整。

由于该光模块及对端的光模块均采用一根光纤对外连接，所以数据光信号及操控光信号混合在同一束光中，以采用同一根光纤传输，为了对不同信号进行区分，本实施例设置数据光信号与操控光信号具有不同的频率。在其实现方式上,可以通过对光模块中的微处理器、光发射组件和光接收组件的设置，控制光发射组件在其发出的高频信号(数据光信号)上叠加有低频调制信号(操控光信号)，本实施例称低频调制信号为低频消息通道。

图5为本申请实施例提供的一种光模块的结构示意图。如图5所示，本申请实施例提供的光模块为成对使用的BIDI光模块，该BIDI光模块包括第一光模块(头端光模块)300与第二光模块(尾端光模块)200，第一光模块300应用于系统端，第二光模块200应用于用户端，系统端与用户端通过第一光模块300与第二光模块200之间实现通讯连接。

在第一光模块300与第二光模块200之间建立由阵列波导光栅建立的光传输网络，第一阵列波导光栅400与第二阵列波导光栅500之间通过光纤101建立光通路，基于阵列波导光栅的特性可知，由两个阵列波导光栅建立的多条光通路中，其中一路可以通过2个波长的光，在这两个波长中，选择其中一路建立正向的光传输，选择另一路建立反向的光传输。对于第一光模块而言，选择其中的一路作为发射光信号的波长，选择其中的另一路作为接收光吸纳后的波长。当两个阵列波导光栅之间的光通路建立好之后，其中一路的2个波长即确定好，根据其中一路的波长可以得知另一路的波长，即这两个波长之间具有固定的对应关系。

在阵列波导光栅传输网络中，第一光模块300的这一侧对应的是光模块阵列，第二挂个模块200的这一侧对应的也是光模块阵列，阵列波导光栅建立了两侧可联通的多个光通道，但是光模块在接入阵列波导光栅时，并不知道当前接口对应的波长是多少。在实际使用过程中，在阵列波导光栅一侧使用的是相同的光模块，光模块具有波长调谐的能力，可以针对具体的阵列波导光栅接口调整光模块自身的发射波长，以匹配阵列波导光栅的通光波长要求，这就要求光模块在接入阵列波导光栅后，可以自适应的调整自身的波长，使得相同的光模块最终呈现不同的发射波长配置，以实现两侧光模块之间的互通。

具体地，第一光模块300包括光发射组件、光接收组件与微处理器MCU；

光发射组件能够发射携带低频消息的发射光信号，也能够发射不携带低频消息的发射光信号；光接收组件能够接收外部的接收光信号；MCU，分别与光发射组件及光接收组件电连接；MCU能够发出改变光波长的指令，光发射组件根据指令改变发射光信号的波长；MCU能够发出波长消息，波长消息以低频消息的方式加载到发射光信号中，波长消息能够指示发射光信号的波长或接收光信号的波长；MCU能够发出波长消息及改变光波长的指令之后，在预设等待时间内接收到接收光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，光发射组件，还能够发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据第一低频消息能够确定第二波长的信息；

光接收组件，还能够接收第二波长光信号，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同；

MCU，还能够在预设等待时间内接收到接收第二波长光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，光发射组件，还能够发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据第一低频消息能够确定第二波长的信息；

光接收组件，还能够接收第二波长光信号；

MCU，还能够在预设等待时间内接收到第二波长光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，光发射组件，还能够发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据第一低频消息能够确定第一波长的信息；

光接收组件，还能够接收第二波长光信号，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同；第一波长与第二波长对应；

MCU，还能够在预设等待时间内接收到第二波长光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，光发射组件，还能够发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据第一低频消息能够确定第一波长的信息；

光接收组件，还能够接收第二波长光信号，第一波长与第二波长对应；

MCU，还能够在预设等待时间内接收到第二波长光信号，则停止发出波长消息。

在本申请实施例中，第一光模块300为彩光可调光模块，具有波长可调谐功能，能够时分地发出多个不同波长的光信号，例如第一波长光信号及第三波长光信号。通过软件可配置通道数量，软件控制进行通道切换，将光模块切换到不同工作波段上。彩光Tunable-BIDI(Tunable-Bidirectionnal，单纤双向可调)光模块指单纤双向的光模块，BIDI光模块采用BOSA方案，发射和接收的波长不同，BIDI模块成对使用，如第一光模块300发射波长为λ1，接收波长为λ2,；第一光模块300发射波长为λ2，接收波长为λ1。发射波长与接收波长具有特定的对应关系，根据发射波长可以得知接收波长，根据接收波长可以得知发射波长，这种对应关系是由阵列波导光栅网络的特性决定的。

彩光Tunable-BIDI光模块通常为成对的模块，发射可调谐，如第一光模块发射可调波长为λ1-1至N-1，第二光模块发射可调波长为λ1-2至N-2。接收通常为宽带接收，如发射可调波长为λ1-1至N-1的模块，接收可接收波长为λ1-2至N-2的全部光；另一端发射可调波长为λ1-2至N-2的模块，接收可接收波长为λ1-1至N-1的全部光。

第一光模块300的光发射组件发射的光信号的波长可通过第一MCU310进行控制切换。具体地，光发射组件中包括第一光发射芯片320及半导体制冷器，第一光发射芯片320安装于半导体制冷器上，第一MCU310可通过控制半导体制冷器的温度来调整第一光发射芯片320发射光信号的波长；或者，第一光发射芯片320内置波长谐振腔，第一MCU310通过控制波长谐振腔来调整第一光发射芯片320发射光信号的波长。

在本申请实施例中，通过MCU控制半导体制冷器，进而控制光发射芯片的温度，可以实现光发射芯片出光波长的调谐，能够发射某一波长的第一波长光信号。

在正常业务信号基础上加载低频信号，增加消息通道的功能。相对而言，正常业务信号属于高频信息，消息通道属于低频信息，可以通过该消息通道传输波长信息。

对于发射光信号而言，发射光信号携带的低频消息包括波长信息，波长信息能够指示发射光信号的波长或接收光信号的波长。基于阵列波导光栅网络，可以建立光通路的光线路中，单纤双向的光传输中，发射光信号的波长与接收光信号的波长是相互对应的；在搭建好的阵列波导光栅网络中，发射光信号的波长与接收光信号的波长的对应关系是明确的。为了指示波长，波长信息可以是发射光信号的波长，以指示接收光信号的波长；也可以是接收光信号的波长，以指示发射光信号的波长；还可以是与波长存在特定对应关系的代码，该代码可以指示发射光信号的波长，也可以指示接收光信号的波长；接收光信号的波长即对端光模块发射端发出的光波长。

第一光模块300发出发射光信号，发射光信号中携带低频消息，低频消息包括波长消息，通过波长消息告知第二光模块200应该配置的发光波长，第二光模块根据波长消息配置其自身的发射波长。当然这一方案的实现基于第一光模块的发射光信号可以通过阵列波导光栅网络传输到第二光模块中。若第一光模块发出的光信号波长无法通过阵列波导光栅网络传输，第二光模块则接收不到光信号，即无法获知其发光波长如何配置。第一光模块更改其发射光信号的波长，以轮询的方式尝试通过阵列波导光栅网络，当第一光模块的发射光信号的波长与网络接口的波长匹配，则第二光模块可以接收到光信号，第二光模块根据接收到的波长信息配置其自身的发光波长，第二光模块发出的光可以通过阵列波导光栅网络被第一光模块接收到。

如果第一光模块300发出的光可以通过阵列波导光栅网络传输给第二光模块200，第二光模块200可获得光信号中携带的波长信息，根据波长信息调整第二光模块的发射波长，第二光模块发出第二波长光信号以通过阵列波导光栅网络传输至第一光模块。

由于光模块是随机接入阵列波导光栅网络的接口中，光模块初始的发射光波长并不一定与阵列波导光栅匹配，所以光模块初始发射的光无法通过阵列波导光栅网络传递到另一端；光模块通过对发射光波长的轮询切换，当发射光的波长与阵列波导光栅匹配时，发射光即可通过阵列波导光栅网络传递到另一端，而传递过来的发射光中携带有波长信息，可以指示另一端的光模块如何设置其发射波长。

为了让消息通道能够加载波长信息，本申请在第一光发射芯片320发射的光信号内携带有低频消息通道信号，将低频消息调制加载到光信号中。具体地，第一光发射芯片320包括激光器芯片，该激光器芯片通过偏置电流来驱动产生光信号，为了能够携带低频消息通道信号，在偏置电流BIAS直流电上增加一个低频信号，在直流负压偏执上，增加一个低频的调制信号，以对低频信号进行数据调制，从而形成低频消息通道信号。在激光器芯片为电吸收调制激光芯片EML时，还可以控制电吸收EA器件的工作电压，以实现低频消息加载到光信号中。

本申请实施例提供的光模块实际应用在10Gbps或25Gbps的信号上，即第一光发射芯片320发射的光信号为10Gbps或25Gbps的高频数据信号。在10Gbps或25Gbps信号基础上，增加一个低频信号，10Gbps或25Gbps信号为正常的业务信号，在不占用业务的同时，增加另一路低频信号执行其它功能。在本申请实施例中，低频信号可选50Kbps的低频信号。

具体地，选择低频信号的频率时，可根据消息通道调制深度来计算得到，消息通道调制深度定位为“1”电平光功率和“0”电平光功率的差值，除以平均光功率的2倍，由下式(1)计算得到：

其中，P(1)——消息通道“1”电平的平均光功率，单位为mW；

P(0)——消息通道“0”电平的平均光功率，单位为mW。

图6为消息通道调制深度测试配置示意图。如图6所示，P(1)与P(0)的相应光功率可据此进行测试得到。即第一光发射芯片320发射的光信号通过探测器进行光电转换，将光信号转换为电信号，电信号通过低通滤波器进行滤波，滤波后的电信号一方面通过示波器得到消息通道眼图，该消息通道眼图为高频数据信号；滤波后的电信号另一方面通过消息通道时钟提取模块提取得到时钟信号，根据时钟信号与波形图得到消息通道“1”电平的平均光功率与消息通道“0”电平的平均光功率。

第一光模块300向第二光模块200发送携带低频消息通道信号的第一光信号后，需要停留一段时间，如3秒钟，用于等到第二光模块200的反馈。当第一光模块300在预设时间内接收到第二光信号后，第一光接收芯片330将第二光信号转换为电信号，同时第一MCU310解调第二光信号上加载的低频消息通道信号，并根据该低频消息通道信号判断是否轮询切换第一光信号的波长。

光接收组件，被配置为能够接收外部的接收光信号；即第一光模块的光接收组件可以接收来自第二光模块发出的光。

当第一MCU310根据解调的低频消息通道信号判断需轮询切换第一光信号的波长时，则第一MCU310通过调整半导体制冷器温度或调整波长谐振腔等方式来切换第一光信号的波长，然后修改第一光信号的波长信息，将修改后的波长信息加载至低频消息通道信号，控制第一光发射芯片320发射携带新的低频消息通道信号的第一光信号至第二光模块200，并再次等待第二光模块200的反馈。

对波长切换的控制、波长消息的下发以及预设等待时间，都是由MCU进行控制。当波长切换变更后，波长消息对应进行变更。第一光模块发射光信号的波长变更后，即尝试建立光通路的发射波长改变，尝试建立光通路的接收波长相应改变，所以波长消息随之改变。

在本申请实施例中，第一MCU310控制轮询切换第一光发射芯片320发射第一光信号的波长，直至第一MCU310根据第二光信号上加载的低频消息通道信号判定终止轮询，则停止切换第一光信号的波长，选定此时的波长进行第一光模块300与第二光模块200的链路对通。

在本申请实施例中，第二光信号上加载的低频消息通道信号可指示第二光模块200的回传波长信息，也可指示第二光模块200有无光反馈信息。当第二光信号上加载的低频消息通道信息指示第二光模块200的回传波长信息时，第一MCU310根据该回传波长信息与第一光信号的波长信息判断是否轮询切换第一光信号的波长，如回传波长信息与第一光信号的波长信息相匹配，则终止切换第一光信号的波长，选择此时的波长进行链路对通；回传波长信息与第一光信号的波长信息不匹配，则切换第一光信号的波长至下一波长，向第二光模块200发送新的低频消息通道信号的第一光信号，等待第二光模块200的反馈。

当第二光信号上加载的低频消息通道信号指示有无光反馈信息时，第一MCU310根据该有无光反馈信息判断是否轮询切换第一光信号的波长，如低频消息通道信号指示有光反馈信息，则终止切换第一光信号的波长，选择此时的波长进行链路对通；低频消息通道信号指示无光反馈信息，则切换第一光信号的波长至下一波长，向第二光模块200发送新的低频消息通道信号的第一光信号，等待第二光模块200的反馈。

第二光模块发出的光可以被第一光模块接收到，即表明第一光模块与第二光模块通过阵列波导光栅网络建立了链接，但作为第一光模块，其能够直接确认的是接收到光，接收的光是否来自第二光模块，在理论上存在差异。

在本申请某一实施例中，第一光模块接收到光信号，即可认定与第二光模块的链接完成，这种情形是大概率准确的。第一光模块接收到光信号，可以由MCU判断接收端是否报LOS信号来判断，LOS信号是光模块协议中约定的监控信号。

在本申请某一实施例中，在第一光模块接收到光信号的基础上，还需要对接收到的信息进行解析，以进一步精确判断是否接收到来自第二光模块的光。此种实施例中，光接收组件，被配置为能够接收第二波长光信号，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同。通过在第二波长中加入第二低频消息，以便于第一光模块做验证。

在本申请实施例中，第二光模块200包括光接收芯片、光发射芯片与MCU，光接收芯片用于接收携带消息通道信号的第一波长光信号，光发射芯片用于发射携带低频消息通道的第二波长光信号；MCU与光发射芯片、光接收芯片电连接，用于根据第一波长光信号上加载的低频消息通道信号判断波长是否相匹配，以及控制光发射芯片发射第二波长光信号，并将是否匹配的回应信息加载至低频消息通道信号。

在本申请某一实施例中，MCU被配置为能够发出改变光波长的指令，光发射组件根据指令改变发射光信号的波长；被配置为能够发出波长消息，波长消息以低频消息的方式加载到发射光信号中，波长消息能够指示发射光信号的波长或接收光信号的波长；被配置为发出波长消息及改变光波长的指令之后，在预设等待时间内接收到接收光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，MCU被配置为在预设等待时间内接收到接收第二波长光信号，则停止发出波长消息。

在本申请某一实施例中，MCU被配置为：在预设等待时间内未接收到第二波长光信号，则发出另一波长消息。

第二光模块200的第二光接收芯片230接收第一光模块300发出的发射光信号，该第一光信号在高频信号上加载有低频消息通道信号的光信号，高频信号为正常业务信号，低频消息通道信号用于指示发射光信号的波长信息。第二光接收芯片230将第一光信号转换为电信号，同时第二MCU210解调第一光信号中的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息，然后比较该发射光信号的波长信息与第二光模块200的波长信息，以判断波长信息是否匹配，若匹配，说明发射光信号的波长信息与第二光模块200的波长信息相适应，可根据该波长进行链路对通；若不匹配，说明发射光信号的波长信息与第二光模块200的波长信息不适应，需要对切换发射光信号的波长。

第二MCU210判断发射光信号的波长信息与第二光模块200的波长信息是否相匹配后，将是否匹配的反馈信息加载至低频消息通道信号中，控制第二光发射芯片220发射携带低频消息通道信号的第二光信号至第一光模块300，以供第一光模块300进行相应调整。

在本申请实施例中，为方便将第一光模块300发出的发射光信号(第一光信号)传输至第二光模块200，以及第二光模块20发出的第二光信号传输至第一光模块300，在第一光模块300与第二光模块200之间设置有第一阵列波导光栅400与第二阵列波导光栅500，第一阵列波导光栅400与第一光模块300连接，第二阵列波导光栅500与第二光模块200连接，第一阵列波导光栅400与第二阵列波导光栅500通过一根光纤101连接。

第一阵列波导光栅400与第二阵列波导光栅500的波长特性相同，具有N个通道，每个通道允许两个波长的光通过，便于BIDI类光模块应用。阵列波导光栅的特性为：通道1只能通过波长为λ1-1和λ1-2的光，通道N只能通过波长为λN-1和λN-2的光。

阵列波导光栅AWG与薄膜滤波器(Thin-Film Filters，TFF)是最常用的两种WDM(Wavelength Division Multiplexing，波分复用)技术，其将多个通道、不同波长的光复合到单一的光纤中，从而提高光纤网络的传播效率。在本申请实施例中，应用于系统端的第一阵列波导光栅400可将多个不同波长的光复合到单一的光纤中，以传输至用户端，应用于用户端的第二阵列波导光栅500可将单一光纤传输的多个不同波长的光进行解复用，不同波长的光通过不同的通道进行接收。

使用时，如第一光模块300接到第一阵列波导光栅400的通道1-1，此光模块发射光波长为λ1-1，接收光波长为λ1-2；如第二光模块200接收第二阵列波导光栅500的通道2-1，此光模块发射光波长为λ1-2，接收光波长为λ1-1。此时可实现第一光模块300与第二光模块200之间的通讯，且工作在其它波长的模块与此两只光模块间无信号传输，相互无影响。

本申请实施例提供的光模块为成对使用的彩光Tunable-BIDI光模块，该两个光模块均包括光发射芯片、光接收芯片与MCU，第一光模块的第一MCU控制第一光发射芯片发射不同波长的第一光信号，并将第一光信号的波长信息加载至低频消息通道信号，以控制第一光发射芯片发射携带低频消息通道信号的第一光信号至第二光模块；第二光模块的第二光接收芯片接收该第一光信号，第二MCU解调第一光信号携带的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息，根据第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息判断是否匹配，并将是否匹配的回应信息加载至低频消息通道信号，控制第二光发射芯片发射携带该低频消息通道信号的第二光信号至第一光模块；第一光模块的第一光接收芯片接收该第二光信号，第一MCU解调第二光信号携带的低频消息通道信号，得到回应信息，根据该回应信息判断是否轮询切换第一光信号的波长。本申请在正常业务信号基础上加载低频信号，增加消息通道的功能，进而在不影响正常的业务通信功能的基础上完成两端光模块波长的自适应，且采用轮询切换波长的方式进行波长的自适应，实现了自动化的波长自适应功能，从而提高了光模块的对通效率。

基于上述实施例的光模块，本申请实施例还提供了一种基于消息通道的波长自适应方法，该方法应用于上述实施例的光模块，以实现两个光模块的自动化波长自适应对通。

在本申请某一实施例中，一种光模块的波长配置方法，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第二波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；

则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；

其中，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同。

在本申请某一实施例中，一种光模块的波长配置方法，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第二波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；

则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号。

在本申请某一实施例中，一种光模块的波长配置方法，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第一波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号，则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；

其中，第二波长光信号携带第二低频消息；第二低频消息应答于第一低频消息，或第二低频消息与第一低频消息相同；第一波长与第二波长对应。

在本申请某一实施例中，一种光模块的波长配置方法，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，第一低频消息能够指示第一波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；

则发送不携带第一低频消息的第一波长光信号；

其中，第一波长与第二波长对应。

图7为本申请实施例提供的一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图。如图5所示，本申请实施例提供的基于消息通道的波长自适应方法包括：

S100：发送第一光信号，其中，第一光信号为在高频信号上加载有低频消息通道信号的光信号，高频信号为正常业务信号，低频消息通道信号用于指示第一光信号的波长信息。

S110：接收尾端光模块发出的第二光信号。

S120：根据第二光信号上加载的低频消息通道信号判断是否轮询切换第一光信号的波长。

在本申请实施例中，应用于系统端的第一光模块上电后，第一光模块的第一MCU控制第一光发射芯片发射不同波长的第一光信号，并将第一光信号的波长信息加载至低频消息通道信号，以控制第一光发射芯片发射携带低频消息通道信号的第一光信号至第二光模块。第一光模块发送第一光信号后，在预设时间内等待第二光模块的反馈，即第一光模块的第一光接收芯片接收第二光模块发出的第二光信号，第一MCU解调第二光信号携带的低频消息通道信号，得到回应信息，根据该回应信息判断是否轮询切换第一光信号的波长。

当第一MCU根据解调的低频消息通道信号判断需轮询切换第一光信号的波长时，则第一MCU通过调整半导体制冷器温度或调整波长谐振腔等方式来切换第一光信号的波长，然后修改第一光信号的波长信息，将修改后的波长信息加载至低频消息通道信号，控制第一光发射芯片发射携带新的低频消息通道信号的第一光信号至第二光模块，并再次等待第二光模块的反馈。

第一MCU控制轮询切换第一光发射芯片发射第一光信号的波长，直至第一MCU根据第二光信号上加载的低频消息通道信号判定终止轮询，则停止切换第一光信号的波长，选定此时的波长进行第一光模块与第二光模块的链路对通。

在本申请实施例中，第二光信号上加载的低频消息通道信号可指示第二光模块200的回传波长信息，也可指示第二光模块200有无光反馈信息。当第二光信号上加载的低频消息通道信息指示第二光模块200的回传波长信息时，第一MCU310根据该回传波长信息与第一光信号的波长信息判断是否轮询切换第一光信号的波长，如回传波长信息与第一光信号的波长信息相匹配，则终止切换第一光信号的波长，选择此时的波长进行链路对通；回传波长信息与第一光信号的波长信息不匹配，则切换第一光信号的波长至下一波长，向第二光模块200发送新的低频消息通道信号的第一光信号，等待第二光模块200的反馈。

当第二光信号上加载的低频消息通道信号指示有无光反馈信息时，第一MCU310根据该有无光反馈信息判断是否轮询切换第一光信号的波长，如低频消息通道信号指示有光反馈信息，则终止切换第一光信号的波长，选择此时的波长进行链路对通；低频消息通道信号指示无光反馈信息，则切换第一光信号的波长至下一波长，向第二光模块200发送新的低频消息通道信号的第一光信号，等待第二光模块200的反馈。

图8为本申请实施例提供的另一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图。如图8所示，本申请实施例提供的基于消息通道的波长自适应方法包括：

S200：接收头端光模块发出的第一光信号。

S210：解调出第一光信号上加载的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息。

S220：判断尾端光模块的波长信息与第一光信号的波长信息是否相匹配。

S230：若尾端光模块的波长信息与第一光信号的波长信息相匹配，则发送第二光信号，其中，第二光信号为在高频信号上加载有低频消息通道信号的光信号，高频信号为正常业务信号，低频消息通道信号用于指示尾端光模块的回应信息。

第二光模块的第二光接收芯片接收第一光模块发出的第一光信号，该第一光信号在高频信号上加载有低频消息通道信号的光信号，高频信号为正常业务信号，低频消息通道信号用于指示第一光信号的波长信息。第二光接收芯片将第一光信号转换为电信号，同时第二MCU解调第一光信号中的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息，然后比较该第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息，以判断波长信息是否匹配，若匹配，说明第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息相适应，可根据该波长进行链路对通；若不匹配，说明第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息不适应，需要对切换第一光信号的波长。

第二MCU判断第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息是否相匹配后，将是否匹配的反馈信息加载至低频消息通道信号中，控制第二光发射芯片发射携带低频消息通道信号的第二光信号至第一光模块，以供第一光模块进行相应调整。

图9为本申请实施例提供的另一种基于消息通道的波长自适应方法的流程图。如图9所示，

S310：发送携带低频消息的光信号，低频消息能够指示波长的信息；

S320：在预设时间内，判断是否接收到来自外部的第二波长光信号；

S330：接收到来自外部的第二波长光信号后，发送不携带低频消息的光信号。

在未接收到来自外部的第二波长光信号后，变更发送光信号的波长以及低频消息，重复S310步骤。

本申请实施例提供的基于消息通道的波长自适应方法在彩光光模块应用中，第一光模块发送第一光信号至第二光模块，该第一光信号为在高频信号上加载有低频消息通道信号的光信号，高频信号为正常业务信号，低频消息通道信号用于指示第一光信号的波长信息；第二光模块接收第一光模块发出的第一光信号，解调出第一光信号上加载的低频消息通道信号，得到第一光信号的波长信息，判断第一光信号的波长信息与第二光模块的波长信息是否相匹配，将是否匹配的反馈信息加载至低频消息通道信号中，控制第二光模块发射携带低频消息通道信号的第二光信号至第一光模块；第一光模块接收第二光模块发出的第二光信号，解调第二光信号携带的低频消息通道信号，得到回应信息，根据该回应信息判断是否轮询切换第一光信号的波长。本申请在正常业务信号基础上加载低频信号，增加消息通道的功能，进而在不影响正常的业务通信功能的基础上完成两端光模块波长的自适应，且采用轮询切换波长的方式进行波长的自适应，实现了自动化的波长自适应功能，从而提高了光模块的对通效率。

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

光发射组件，被配置为：能够发射携带低频消息的发射光信号，也能够发射不携带低频消息的发射光信号；

光接收组件，被配置为能够接收外部的接收光信号；

MCU，分别与所述光发射组件及所述光接收组件电连接；

被配置为能够发出改变光波长的指令，所述光发射组件根据所述指令改变发射光信号的波长；

被配置为能够发出波长消息，所述波长消息以低频消息的方式加载到所述发射光信号中，所述波长消息能够指示所述发射光信号的波长或所述接收光信号的波长；

被配置为发出波长消息及改变光波长的指令之后，在预设等待时间内接收到接收光信号，则停止发出所述波长消息。

2.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光发射组件，被配置为发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据所述第一低频消息能够确定第二波长的信息；

所述光接收组件，被配置为能够接收第二波长光信号，所述第二波长光信号携带第二低频消息；所述第二低频消息应答于所述第一低频消息，或所述第二低频消息与所述第一低频消息相同；

所述MCU，被配置为在预设等待时间内接收到接收所述第二波长光信号，则停止发出所述波长消息。

3.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光发射组件，被配置为发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据所述第一低频消息能够确定第二波长的信息；

所述光接收组件，被配置为能够接收第二波长光信号；

所述MCU，被配置为在预设等待时间内接收到所述第二波长光信号，则停止发出所述波长消息。

4.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光发射组件，被配置为发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据所述第一低频消息能够确定第一波长的信息；

所述光接收组件，被配置为能够接收第二波长光信号，所述第二波长光信号携带第二低频消息；所述第二低频消息应答于所述第一低频消息，或所述第二低频消息与所述第一低频消息相同；所述第一波长与所述第二波长对应；

所述MCU，被配置为在预设等待时间内接收到所述第二波长光信号，则停止发出所述波长消息。

5.如权利要求1所述的光模块，其特征在于，

所述光发射组件，被配置为发送携带第一低频消息的第一波长光信号，根据所述第一低频消息能够确定第一波长的信息；

所述光接收组件，被配置为接收第二波长光信号，所述第一波长与所述第二波长对应；

所述MCU，被配置为在预设等待时间内接收到所述第二波长光信号，则停止发出所述波长消息。

6.如权利要求2至5任一所述的光模块，其特征在于，

所述MCU，被配置为：在预设等待时间内未接收到所述第二波长光信号，则发出另一波长消息。

7.一种光模块的波长配置方法，其特征在于，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，所述第一低频消息能够指示第二波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的所述第二波长光信号；

则发送不携带所述第一低频消息的第一波长光信号；

其中，所述第二波长光信号携带第二低频消息；所述第二低频消息应答于所述第一低频消息，或所述第二低频消息与所述第一低频消息相同。

8.一种光模块的波长配置方法，其特征在于，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，所述第一低频消息能够指示第二波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；

则发送不携带所述第一低频消息的第一波长光信号。

9.一种光模块的波长配置方法，其特征在于，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，所述第一低频消息能够指示第一波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的所述第二波长光信号，则发送不携带所述第一低频消息的第一波长光信号；

其中，所述第二波长光信号携带第二低频消息；所述第二低频消息应答于所述第一低频消息，或所述第二低频消息与所述第一低频消息相同；所述第一波长与所述第二波长对应。

10.一种光模块的波长配置方法，其特征在于，包括

发送携带第一低频消息的第一波长光信号，所述第一低频消息能够指示第一波长的信息；

在预设时间内，若接收到来自外部的第二波长光信号；

则发送不携带所述第一低频消息的第一波长光信号；

其中，所述第一波长与所述第二波长对应。

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