CN114172571A - 一种光模块和光模块los优化方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块和光模块LOS优化方法，包括：光探测器，用于将光信号转换为电信号。限幅放大器，设置LOS信号引脚，用于输出高电平或低电平；APD升压电路，包括：控制接口；供电接口，与光探测器连接；输出接口，输出光信号的功率信号。MCU，包括：检测管脚，与输出接口连接，接收功率信号；输入管脚，与限幅放大器连接，用于所述高电平或低电平；调节管脚，与控制接口连接，MCU内部设置有功率信号监控值；当运算判断出功率信号小于所述监控值，且输入管脚接收所述高电平，调节管脚向所述控制接口发出信号，供电接口的输出电压升高。本申请实施例中，通过MCU配置监控值和电压增大值的合适的值，优化光模块LOS性能。

Description

一种光模块和光模块LOS优化方法

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块和光模块LOS优化方法。

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。

应用中有一类光模块速率不高，但要求传输距离很长。因为是长距离传输的原因，光接收端的灵敏度、LOSD、LOSA和LOSH等指标趋近极限。在接收光功率很小时，光探测器转化光信号而产生的电信号的幅度较小，存在一定的不良率，造成光模块的成本损失。

发明内容

本申请提供了一种光模块和光模块LOS优化方法，以增加光探测器的差分输出幅度。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

一方面，本申请实施例公开了一种光模块，包括：

光探测器，用于将光信号转换为电信号；

限幅放大器，设置LOS信号引脚，用于输出高电平或低电平；

APD升压电路，包括：

控制接口；

供电接口，与所述光探测器连接，对所述光探测器供电；

输出接口，输出所述光信号的功率信号；

MCU，包括：

检测管脚，与所述输出接口连接，接收所述功率信号；

输入管脚，与所述限幅放大器连接，用于接收所述高电平或所述低电平；

调节管脚，与所述控制接口连接，

所述MCU内部设置有功率信号监控值；当运算判断出所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述高电平，所述调节管脚向所述控制接口发出信号，所述供电接口的输出电压升高。

与现有技术相比，本申请的有益效果：

本申请公开了一种光模块，包括：光探测器，用于将光信号转换为电信号。限幅放大器，设置LOS信号引脚，用于输出高电平或低电平；APD升压电路，包括：控制接口；供电接口，与所述光探测器连接，对所述光探测器供电；输出接口，输出所述光信号的功率信号。MCU，包括：检测管脚，与所述输出接口连接，接收所述功率信号；输入管脚，与所述限幅放大器连接，用于接收所述高电平或所述低电平；调节管脚，与所述控制接口连接，所述MCU内部设置有功率信号监控值；当运算判断出所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述高电平，所述调节管脚向所述控制接口发出信号，所述供电接口的输出电压升高。本申请实施例中，MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于预设光功率阈值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小一些。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便将LOSH的值进行了拉大。通过MCU灵活配置监控值和电压增大值的合适的值，增加了光探测器的差分输出幅度。

另一方面，本申请实施例公开了一种光模块LOS优化方法，包括：根据功率信号计算当前光功率；

所述当前光功率不小于预设光功率阈值，控制所述APD升压电路的输出电压为第一输出电压；

所述当前光功率小于所述预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为第二输出电压；

所述当前光功率小于预设光功率阈值，且接收到所述LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为所述第一输出电压；

其中，所述第二输出电压高于所述第一输出电压。

本申请的有益效果：

本申请公开了一种光模块LOS优化方法，包括：根据功率信号计算当前光功率。所述当前光功率不小于预设光功率阈值，控制所述APD升压电路的输出电压为第一输出电压。所述当前光功率小于所述预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为第二输出电压。所述当前光功率小于预设光功率阈值，且接收到所述LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为所述第一输出电压。其中，所述第二输出电压高于所述第一输出电压。本申请实施例中通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于一个定值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便增加了光探测器的差分输出幅度。

附图说明

为了更清楚地说明本公开中的技术方案，下面将对本公开一些实施例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公开的一些实施例的附图，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。此外，以下描述中的附图可以视作示意图，并非对本公开实施例所涉及的产品的实际尺寸、方法的实际流程、信号的实际时序等的限制。

图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图；

图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图；

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图；

图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图；

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图；

图6为本申请实施例示出的一种光接收次模块示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开一些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公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非上下文另有要求，否则，在整个说明书和权利要求书中，术语“包括(comprise)”及其其他形式例如第三人称单数形式“包括(comprises)”和现在分词形式“包括(comprising)”被解释为开放、包含的意思，即为“包含，但不限于”。在说明书的描述中，术语“一个实施例(one embodiment)”、“一些实施例(some embodiments)”、“示例性实施例(exemplary embodiments)”、“示例(example)”、“特定示例(specific example)”或“一些示例(some examples)”等旨在表明与该实施例或示例相关的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的至少一个实施例或示例中。上述术语的示意性表示不一定是指同一实施例或示例。此外，所述的特定特征、结构、材料或特点可以以任何适当方式包括在任何一个或多个实施例或示例中。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在描述一些实施例时，可能使用了“耦接”和“连接”及其衍伸的表达。例如，描述一些实施例时可能使用了术语“连接”以表明两个或两个以上部件彼此间有直接物理接触或电接触。又如，描述一些实施例时可能使用了术语“耦接”以表明两个或两个以上部件有直接物理接触或电接触。然而，术语“耦接”或“通信耦合(communicatively coupled)”也可能指两个或两个以上部件彼此间并无直接接触，但仍彼此协作或相互作用。这里所公开的实施例并不必然限制于本文内容。

“A、B和C中的至少一个”与“A、B或C中的至少一个”具有相同含义，均包括以下A、B和C的组合：仅A，仅B，仅C，A和B的组合，A和C的组合，B和C的组合，及A、B和C的组合。

“A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

本文中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。

如本文所使用的那样，“约”、“大致”或“近似”包括所阐述的值以及处于特定值的可接受偏差范围内的平均值，其中所述可接受偏差范围如由本领域普通技术人员考虑到正在讨论的测量以及与特定量的测量相关的误差(即，测量系统的局限性)所确定。

光通信技术中，使用光携带待传输的信息，并使携带有信息的光信号通过光纤或光波导等信息传输设备传输至计算机等信息处理设备，以完成信息的传输。由于光信号通过光纤或光波导中传输时具有无源传输特性，因此可以实现低成本、低损耗的信息传输。此外，光纤或光波导等信息传输设备传输的信号是光信号，而计算机等信息处理设备能够识别和处理的信号是电信号，因此为了在光纤或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，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信号与电信号的相互转换功能。光模块包括光口和电口，光模块通过光口实现与光纤或光波导等信息传输设备的光通信，通过电口实现与光网络终端(例如，光猫)之间的电连接，电连接主要用于实现供电、I2C信号传输、数据信号传输以及接地等；光网络终端通过网线或无线保真技术(Wi-Fi)将电信号传输给计算机等信息处理设备。

图1为根据一些实施例的一种光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统主要包括远端服务器1000、本地信息处理设备2000、光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103；

光纤101的一端连接远端服务器1000，另一端通过光模块200与光网络终端100连接。光纤本身可支持远距离信号传输，例如数千米(6千米至8千米)的信号传输，在此基础上如果使用中继器，则理论上可以实现超长距离传输。因此在通常的光通信系统中，远端服务器1000与光网络终端100之间的距离通常可达到数千米、数十千米或数百千米。

网线103的一端连接本地信息处理设备2000，另一端连接光网络终端100。本地信息处理设备2000可以为以下设备中的任一种或几种：路由器、交换机、计算机、手机、平板电脑、电视机等。

远端服务器1000与光网络终端100之间的物理距离大于本地信息处理设备2000与光网络终端100之间的物理距离。本地信息处理设备2000与远端服务器1000的连接由光纤101与网线103完成；而光纤101与网线103之间的连接由光模块200和光网络终端100完成。

光模块200包括光口和电口。光口被配置为与光纤101连接，从而使得光模块200与光纤101建立双向的光信号连接；电口被配置为接入光网络终端100中，从而使得光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。光模块200实现光信号与电信号的相互转换，从而使得光纤101与光网络终端100之间建立连接。示例的，来自光纤101的光信号由光模块200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200转换为光信号输入至光纤101中。

光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在壳体上的光模块接口102和网线接口104。光模块接口102被配置为接入光模块200，从而使得光网络终端100与光模块200建立双向的电信号连接；网线接口104被配置为接入网线103，从而使得光网络终端100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。示例的，光网络终端100将来自光模块200的电信号传递给网线103，将来自网线103的信号传递给光模块200，因此光网络终端100作为光模块200的上位机，可以监控光模块200的工作。光模块200的上位机除光网络终端100之外还可以包括光线路终端(OpticalLine Terminal，OLT)等。

远端服务器1000通过光纤101、光模块200、光网络终端100及网线103，与本地信息处理设备2000之间建立了双向的信号传递通道。

图2为根据一些实施例的一种光网络终端的结构图，为了清楚地显示光模块200与光网络终端100的连接关系，图2仅示出了光网络终端100的与光模块200相关的结构。如图2所示，光网络终端100中还包括设置于壳体内的PCB电路板105，设置在PCB电路板105的表面的笼子106，以及设置在笼子106内部的电连接器。电连接器被配置为接入光模块200的电口；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的笼子106中，由笼子106固定光模块200，光模块200产生的热量传导给笼子106，然后通过散热器107进行扩散。光模块200插入笼子106中后，光模块200的电口与笼子106内部的电连接器连接，从而光模块200与光网络终端100建立双向的电信号连接。此外，光模块200的光口与光纤101连接，从而光模块200与光纤101建立双向的电信号连接。

图3为根据一些实施例的一种光模块的结构图，图4为根据一些实施例的一种光模块的分解图。如图3和图4所示，光模块200包括壳体、设置于壳体中的电路板300及光收发器件；

壳体包括上壳体201和下壳体202，上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口204和205的上述壳体；壳体的外轮廓一般呈现方形体。

在本公开一些实施例中，下壳体202包括底板以及位于底板两侧、与底板垂直设置的两个下侧板；上壳体201包括盖板，以及位于盖板两侧与盖板垂直设置的两个上侧板，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204和205的连线所在方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。示例地，开口204位于光模块200的端部(图3的左端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的右端)。或者，开口204位于光模块200的端部，而开口205则位于光模块200的侧部。其中，开口204为电口，电路板300的金手指从电口204伸出，插入上位机(如光网络终端100)中；开口205为光口，配置为接入外部的光纤101，以使光纤101连接光模块200内部的光收发器件400。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光收发器件等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202可以对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板300等器件时，便于这些器件的定位部件、散热部件以及电磁屏蔽部件的部署，有利于自动化的实施生产。

在一些实施例中，上壳体201及下壳体202一般采用金属材料制成，利于实现电磁屏蔽以及散热。

在一些实施例中，光模块200还包括位于其壳体外壁的解锁部件203，解锁部件203被配置为实现光模块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。

示例地，解锁部件203位于下壳体202的两个下侧板2022的外壁，包括与上位机的笼子(例如，光网络终端100的笼子106)匹配的卡合部件。当光模块200插入上位机的笼子里，由解锁部件203的卡合部件将光模块200固定在上位机的笼子里；拉动解锁部件203时，解锁部件203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包括电路走线、电子元件及芯片，通过电路走线将电子元件和芯片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功能。电子元件例如可以包括电容、电阻、三极管、金属氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)。芯片例如可以包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、限幅放大器(limiting amplifier)、时钟数据恢复芯片(Clock and Data Recovery，CDR)、电源管理芯片、数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)芯片。

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；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中。

电路板300还包括形成在其端部表面的金手指301，金手指301由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指301与笼子106内的电连接器导通连接。金手指301可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置在电路板300上下两侧的表面，以适应引脚数量需求大的场合。金手指301被配置为与上位机建立电连接，以实现供电、接地、I2C信号传递、数据信号传递等。当然，部分光模块中也会使用柔性电路板。柔性电路板一般与硬性电路板配合使用，以作为硬性电路板的补充。

光收发器件包括光发射次模块及光接收次模块。

长距离传输的光模块，对光接收次模块的灵敏度的指标要求较高，使得光接收次模块需要工作在极小的接收光功率范围内，同时LOS门限也需要设置的很小，而且必须要保证LOSD与LOSA有一定的迟滞。为优化光接收次模块的LOS指标，增加光探测器的差分输出幅度，提出本申请。

图5为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的结构示意图。如图5所示，本申请实施例提供的光模块中，电路板300上还包括MCU301。在本实施例中，MCU301与光探测器、限幅放大器连接，用于监测光探测器的光功率和限幅放大器的LOS信号，并对光探测器的工作电压进行调节。

图6为本申请实施例示出的一种光接收次模块示意图。如图中所示，光接收次模块包括：光探测器，接收光信号转换为电信号。APD升压电路，其第一端与光探测器连接，为光探测器提供反向工作电压。APD升压电路的第二端与MCU的第一端连接，用于向MCU输出接收光信号的功率信号。MCU的第二端与APD升压电路的第三端连接，向APD升压电路输出控制信号，控制APD升压电路的输出电压。光探测器还连接有限幅放大器，用于对光探测器输出的光信号进行放大，输出放大后的电信号至上位机。限幅放大器还与MCU连接。MCU的第三端与限幅放大器连接，接收LOS信号。

限幅放大器，设置LOS信号引脚，用于输出高电平或低电平。限幅放大器，设有信号输入端，与光探测器连接，接收光探测器输出的电信号。限幅放大器内设LOS门限；当运算判断出电信号小于LOS门限，输出高电平。否则，输出低电平。在本申请实施例中，限幅放大器的LOS信号引脚输出高电平，即为LOS信号。

为了增加光探测器探测光功率范围，本申请提供的实施例中，MCU内置寄存器，寄存器内监控值。MCU根据功率信号调节向APD升压电路输出的控制信号，控制APD升压电路的输出电压的大小。

具体的，APD升压电路的第一端与光探测器的APD管脚连接，用于给APD光电二极管提供反向工作高压。

具体的，APD升压电路的第一端为供电接口，第二端为输出接口，第三端为控制接口。MCU的第一端为检测管脚，第二端为调节管脚，第三端为输入管脚。

在本申请实施例中APD升压电路设有电流镜像电路，将流入光探测器的电流按一定比例输出给MCU，以便监控光探测器探测的光电流，形成功率信号输送至MCU。

MCU的第二端与APD升压电路的第三端连接，向APD升压电路输出控制信号，控制APD升压电路的输出电压。MCU接收的功率信号低于监控值时，控制APD升压电路的输出电压增加某一预设电压定值。根据光探测器的工作原理，APD升压电路的输出电压增加，光探测器输出的幅度增大，增加了光探测器的差分输出幅度。

所述监控值可根据功率信号与光功率的对照情况，进行设置。通常监控值对应的光功率大于光探测器能够探测的最小光功率的值。

进一步，MCU配置为：功率信号小于监控值，且未接收到LOS信号，则控制APD升压电路的输出电压增加。APD升压电路的输出电压升高，光探测器的探测光功率的最小值相比升压前变小，增加了光探测器的差分输出幅度，实现光接收次模块的LOS功能优化。

如果APD升压电路的输出电压长期保持增大状态，对光探测器的损害较大，MCU接收到LOS信号后，控制APD升压电路的输出电压恢复原输出。即，MCU接收的功率信号低于监控值且未接收到LOS信号时，输出第二控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；MCU接收到LOS信号后，输出第一控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。APD升压电路的第一输出电压与第二输出电压之间的差值即为预设电压定值。

限幅放大器内设置LOS门限，判定是否输出LOS信号。在本申请实施例中，当光探测器的输出电压小于LOS门限时，限幅放大器输出LOS信号。

本申请实施例中，MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于预设光功率阈值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会(相比较未增大预设电压定值时)减小一些。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值(即不再增大预设电压定值)，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便将LOSH的值进行了拉大。

本方案在已有、常规硬件方案基础上进行软件层面的优化，不增加任何成本，但可有效改善LOSH过小的问题，同样可以根据自己的需要，通过MCU灵活配置监控值和预设电压定值的合适的值，增加了光探测器的差分输出幅度。

本申请中，光探测器接收的光功率逐步衰减到小光，当LOS信号电压由低电平跳变为高电平时，即为LOS信号，其对应的光功率为LOSA；光探测器接收的光功率逐步增加到大光，当LOS信号电压由高电平跳变为低电平时，解除LOS信号，其对应的光功率为LOSD。LOSD减去LOSA的值，即为LOSH。

在本申请的一些实施例中，寄存器内可预设光功率阈值及功率信号与光功率的对照表，MCU将接收的当前功率信号的大小根据功率信号与光功率的对照表，转换为当前光功率。MCU配置为：当前光功率小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，则控制APD升压电路的输出电压增加。APD升压电路的输出电压升高，光探测器的探测光功率的最小值相比升压前变小，增加了光探测器的差分输出幅度，实现光接收次模块的LOS功能优化。

在本申请的实施例中，寄存器可以内置于MCU内部，也可设置于MCU外部，对此不做具体限定。

MCU接收到LOS信号后，控制APD升压电路的输出电压恢复原输出。即，MCU接收的功率信号对应的当前光功率低于光功率阈值，且未接收到LOS信号时，输出第二控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；MCU接收到LOS信号后，输出第一控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。APD升压电路的第一输出电压与第二输出电压之间的差值即为预设电压定值。

本申请实施例中，MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于预设光功率阈值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大。

与以上装置对应的，本申请还提供了一种光模块LOS优化方法，包括：

当前光功率不小于预设光功率阈值，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压；

当前光功率小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；

当前光功率小于预设光功率阈值，且接收到LOS信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。

第二输出电压高于第一输出电压。

本申请提供的光模块LOS优化方法，包括：当前光功率小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，MCU控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；当前光功率不小于预设光功率阈值，或，当前光功率小于预设光功率阈值且接收到LOS信号，MCU控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压；其中，第二输出电压高于第一输出电压。MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于预设光功率阈值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，此时，APD升压电路输出的高压为第二输出电压，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样增加了光探测器的差分输出幅度。

进一步，在本申请的一些实施例中，光模块LOS优化方法适用于光接收次模块，为实现以上方法，光接收次模块包括：光探测器，接收光信号转换为电信号。APD升压电路，其第一端与光探测器连接，为光探测器提供反向工作电压。APD升压电路的第二端与MCU的第一端连接，用于向MCU输出功率信号，监控光功率的监控。MCU的第二端与APD升压电路的第三端连接，向APD升压电路输出控制信号，控制APD升压电路的输出电压。光探测器还连接有限幅放大器，用于对光探测器输出的光信号进行放大，限幅放大器输出放大后的电信号至上位机。限幅放大器还与MCU连接。MCU的第三端与限幅放大器连接，接收LOS信号。

MCU被配置为：接收光探测器的功率信号，当前光功率的功率信号小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；

当前光功率不小于预设光功率阈值，或，当前光功率小于预设光功率阈值且接收到LOS信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压；其中，第二输出电压高于第一输出电压。

为了增加了光探测器的差分输出幅度，增加光探测器探测光功率范围，本申请提供的实施例中，MCU可根据接收到的功率信号与监控值比对，判断当前光功率的功率信号是否小于预设光功率阈值。如功率信号小于监控值，则判断当前光功率的功率信号是小于预设光功率阈值。寄存器内监控值。MCU根据功率信号调节向APD升压电路输出的控制信号，控制APD升压电路的输出电压的大小。

具体的，APD升压电路的第一端与光探测器的APD管脚连接，用于给APD光电二极管提供反向工作高压。

MCU的第二端与APD升压电路的第三端连接，向APD升压电路输出控制信号，控制APD升压电路的输出电压。MCU接收的功率信号低于监控值时，控制APD升压电路的输出电压增加某一预设电压定值。根据光探测器的工作原理，APD升压电路的输出电压增加，光探测器输出的幅度增大。

监控值可根据功率信号与光功率的对照情况，进行设置。通常监控值对应的光功率大于第一输出电压下的LOSA对应的光功率值。

进一步，MCU配置为：功率信号小于监控值，且未接收到LOS信号，则控制APD升压电路的输出电压增加。APD升压电路的输出电压升高，光探测器的探测光功率的最小值相比升压前变小，增加了光探测器的差分输出幅度，实现光接收次模块的LOS功能优化。

如果APD升压电路的输出电压长期保持增大状态，MCU接收到LOS信号后，控制APD升压电路的输出电压恢复原输出。即，MCU接收的功率信号低于监控值且未接收到LOS信号时，输出第二控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；MCU接收到LOS信号后，输出第一控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。APD升压电路的第一输出电压与第二输出电压之间的差值即为预设电压定值。

限幅放大器内设置LOS门限，判定是否输出LOS信号。在本申请实施例中，当光探测器的输出电压小于LOS门限时，限幅放大器输出LOS信号。LOS门限包括LOSA门限和LOSD门限，光探测器的输出电压小于LOSA门限时，限幅放大器输出LOS信号；光探测器的输出电压大于LOSD门限时，限幅放大器解除LOS信号。

本申请实施例中，MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于一个定值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会(相比较未增大预设电压定值时)减小一些。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值(即不再增大预设电压定值)，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便将LOSH的值进行了拉大。

本方案在已有、常规硬件方案基础上进行软件层面的优化，不增加任何成本，但可有效改善LOSH过小的问题，同样可以根据自己的需要，通过MCU灵活配置监控值和预设电压定值的合适的值，增加了光探测器的差分输出幅度。

在本申请的一些实施例中，寄存器内可预设光功率阈值及功率信号与光功率的对照表，MCU将接收的当前功率信号的大小根据功率信号与光功率的对照表，转换为当前光功率。MCU配置为：当前光功率小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，则控制APD升压电路的输出电压增加。APD升压电路的输出电压升高，光探测器的探测光功率的最小值相比升压前变小，增加了光探测器的差分输出幅度，实现光接收次模块的LOS功能优化。

MCU接收到LOS信号后，控制APD升压电路的输出电压恢复原输出。即，MCU接收的功率信号对应的当前光功率低于光功率阈值，且未接收到LOS信号时，输出第二控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压；MCU接收到LOS信号后，输出第一控制信号，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。APD升压电路的第一输出电压与第二输出电压之间的差值即为预设电压定值。

本申请实施例中，MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于一个定值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便增加了光探测器的差分输出幅度。

本申请提供的光模块LOS优化方法，包括：

监测当前光功率，利用当前光功率与预设光功率阈值进行比对；

采集LOS信号，并根据当前光功率与预设光功率阈值进行比对结果和LOS信号，选择APD升压电路的输出电压值。

具体的，若当前光功率大于或等于预设光功率阈值，APD升压电路输出第一输出电压。若当前光功率小于预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，MCU控制APD升压电路的输出电压为第二输出电压。若接收到LOS信号，MCU控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压。其中，第二输出电压高于第一输出电压。MCU通过功率信号来监控接收光功率的大小，当光功率小于预设光功率阈值，并确认限幅放大器未上报LOS信号时，将APD升压电路输出的高压增大预设电压定值，此时，APD升压电路输出的高压为第二输出电压，这样LOSA的值对应的光功率值便会减小。当限幅放大器上报LOS信号后，MCU将APD输出的电压回归到正常值，此时从小光逐步增大时所得到的LOSD的值仍与最初值一样大，这样便增加了光探测器的差分输出幅度。

由于以上实施方式均是在其他方式之上引用结合进行说明，不同实施例之间均具有相同的部分，本说明书中各个实施例之间相同、相似的部分互相参见即可。在此不再详细阐述。

需要说明的是，在本说明书中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本申请的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请未公开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，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

光探测器，用于将光信号转换为电信号；

限幅放大器，设置LOS信号引脚，用于输出高电平或低电平；

APD升压电路，包括：

控制接口；

供电接口，与所述光探测器连接，对所述光探测器供电；

输出接口，输出所述光信号的功率信号；

MCU，包括：

检测管脚，与所述输出接口连接，接收所述功率信号；

输入管脚，与所述限幅放大器连接，用于接收所述高电平或所述低电平；

调节管脚，与所述控制接口连接，

所述MCU内部设置有功率信号监控值；当运算判断出所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述高电平，所述调节管脚向所述控制接口发出信号，所述供电接口的输出电压升高。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述限幅放大器，设有信号输入端，与所述光探测器连接，接收所述电信号。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述限幅放大器内设LOS门限；当运算判断出所述电信号小于所述LOS门限，输出所述高电平。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述APD升压电路包括电流镜像电路，用于镜像所述光探测器输出的光电流，形成所述功率信号传送至所述MCU。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，当运算判断出所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述高电平，所述调节管脚向所述控制接口发出信号，所述供电接口的输出电压升高，包括：

所述功率信号不小于所述监控值，所述调节管脚向所述控制接口输出第一控制信号，控制所述供电接口的输出电压为第一输出电压；

所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述高电平，所述调节管脚向所述控制接口输出第二控制信号，控制所述供电接口的输出电压为第二输出电压；

所述功率信号小于所述监控值，且所述输入管脚接收所述低电平，所述调节管脚向所述控制接口输出第一控制信号，控制所述供电接口的输出电压为所述第一输出电压；

其中，所述第二输出电压高于所述第一输出电压。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述限幅放大器设有放大输出端，输出放大后的电信号。

7.一种光模块LOS优化方法，其特征在于，包括：

根据功率信号计算当前光功率；

所述当前光功率不小于预设光功率阈值，控制APD升压电路的输出电压为第一输出电压；

所述当前光功率小于所述预设光功率阈值，且未接收到LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为第二输出电压；

所述当前光功率小于预设光功率阈值，且接收到所述LOS信号，控制所述APD升压电路的输出电压为所述第一输出电压；

其中，所述第二输出电压高于所述第一输出电压。

8.根据权利要求7所述的光模块LOS优化方法，其特征在于，还包括：限幅放大器根据LOS门限和所述当前光功率，选择是否发送LOS信号。

9.根据权利要求7所述的光模块LOS优化方法，其特征在于，所述APD升压电路的输出电压用于光探测器的工作电压。

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