CN114389702A - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种光模块，其包括光接收组件、微处理器、激光发射芯片、激光驱动芯片与光纤接口，光接收组件用于接收携带第一低频消息的接收光信号；微处理器与光接收组件电连接，用于接收第一低频消息，根据第一低频消息发出功率控制信号；激光发射芯片与激光驱动芯片电连接，用于发出发射光信号；激光驱动芯片与微处理器电连接，用于接收功率控制信号，根据功率控制信号自动调整激光发射芯片的发射功率挡位；光纤接口与激光发射芯片对应，用于连接外部光纤，以将发射光信号传出。本申请通过两端光模块之间的信号传输，得到指示调整激光发射芯片的发射功率挡位的低频消息，降低了两端光模块之间的功耗，达到了最优的功耗水平。

Description

一种光模块

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。

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。当BIDI模块之间传输距离、链路损耗不同时，在短距离传输或小链路损耗时，减小发射功率，可降低功耗；在长距离传输或大链路损耗时，增大发射功率，以满足应用。因此，根据实际光网络情况调整到合适的发射功率，可达到最优的功耗水平。

发明内容

本申请实施例提供了一种光模块，以根据实际光网络情况调整光模块的发射光功率，达到最优的功耗水平。

第一方面，本申请提供了一种光模块，包括：

电路板；

光接收组件，与所述电路板电连接，用于接收携带第一低频消息的接收光信号；

微处理器，设置在所述电路板上，与所述光接收组件电连接，用于接收所述第一低频消息，根据所述第一低频消息发出功率控制信号；

激光发射芯片，与激光驱动芯片电连接，用于发出发射光信号；

激光驱动芯片，与所述微处理器电连接，用于接收所述功率控制信号，根据所述功率控制信号自动调整所述激光发射芯片的发射功率挡位；

光纤接口，与所述激光发射芯片对应，用于连接外部光纤，以将所述发射光信号传出。

第二方面，本申请提供了一种光模块，包括：

电路板；

光接收组件，与所述电路板电连接，用于接收相对端光模块发出的发射光信号；

微处理器，设置在所述电路板上，与所述光接收组件电连接，用于检测所述发射光信号的接收功率，以生成第二低频消息；

激光发射芯片，用于发出携带有第二低频消息的光信号；

光纤接口，与所述激光发射芯片对应，用于连接外部光纤，以将所述光信号传出。

由上述实施例可见，本申请实施例提供了一种光模块，该光模块为BIDI光模块，即包括发射端光模块与接收端光模块，发射端光模块与接收端光模块均包括光接收组件、微处理器、激光发射芯片、激光驱动芯片与光纤接口，发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第一低频消息的接收光信号，发射端光模块的微处理接收并解析该第一低频消息，根据该第一低频消息发出功率控制信号；发射端光模块的激光驱动芯片接收功率控制信号，根据该功率控制信号自动调整激光发射芯片的发射功率挡位，以改变激光发射芯片发出发射光信号时的发射功率，从而能够降低发射端光模块与接收端光模块之间的功耗。同时，发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发出的发射光信号后，发射端光模块的微处理器检测发射光信号的接收功率，根据该接收功率生成第二低频消息；将第二低频消息加载至发射光信号上，发射端光模块的激光发射芯片发出携带第二低频消息的光信号。接收端光模块接收到携带第二低频消息的光信号，可根据第二低频消息生成功率控制信号，以根据该功率控制信号自动调整接收端光模块中激光发射芯片的发射功率挡位；以及，接收端光模块根据接收发射端光模块发出发射光信号的接收功率生成第一低频消息。本申请通过发射端光模块与接收端光模块之间的信号传输，得到指示调整激光发射芯片的发射功率挡位的低频消息，根据该低频消息自动调整激光发射芯片的发射功率挡位，从而可降低两端光模块之间的功耗，以达到最优的功耗水平。

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为本申请实施例提供的一种光模块中双MCU的使用示意图；

图7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。

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)，以及设置于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，设置于PCB电路板105的表面的笼子106，以及设置于笼子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的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的左端)。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。

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)、跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)、时钟数据恢复芯片(Clock and DataRecovery，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，金手指由相互独立的多个引脚组成。电路板300插入笼子106中，由金手指与笼子106内的电连接器导通连接。金手指可以仅设置于电路板300一侧的表面(例如图4所示的上表面)，也可以设置于电路板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400及光接收次模块500，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射次模块400一般包括激光发射芯片，电路板300上设置有驱动激光发射芯片的激光驱动芯片，以通过激光驱动芯片来控制激光发射芯片发射光信号；光接收次模块500一般包括光接收芯片，电路板300上设置有光接收驱动芯片，以通过光接收驱动芯片来控制光接收芯片进行光电转换。

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(发射端光模块)，光网络单元中具有第二光模块(接收端光模块)，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。

在一些实施例中，第一光模块与第二光模块之间进行链路连接后，第一光模块向第二光模块发送光信号时，当第一光模块与第二光模块之间传输距离、链路损耗不同时，在短距离传输或小链路损耗时，减小发射功率，可降低功耗；在长距离传输或大链路损耗时，增大发射功率，以满足应用。因此，可通过调整第一光模块、第二光模块的发射功率，来降低第一光模块与第二光模块之间的功耗。

第一光模块与第二光模块均具有PowerLeveling调整功能，该PowerLeveling功能指的是当传输距离、链路损耗不同时，调整第一光模块或第二光模块中光信号的发射功率。如PowerLeveling分为三个挡位，POWER1、POWER2、POWER3，三个挡位分为对应发射功率1、发射功率2、发射功率3，三个发射功率挡位为固定值。因为POWER1、POWER2、POWER3三个发射功率不同，所加的驱动电流不同，增加驱动电流小的功率挡位，对应模块的功耗相对小。

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包括：

光接收组件510，与电路板300电连接，用于接收携带第一低频消息的接收光信号；

微处理器320，设置在电路板300上，与光接收组件510电连接，用于接收第一低频消息，根据第一低频消息发出功率控制信号；

激光发射芯片410，与激光驱动芯片330电连接，用于发出发射光信号；

激光驱动芯片330，与微处理器320电连接，用于接收功率控制信号，根据功率控制信号自动调整激光发射芯片410的发射功率挡位；

光纤接口，与激光发射芯片410对应，用于连接外部光纤，以将发射光信号传出。

在一些实施例中，第一低频消息指示发射光信号的发射功率，或指示调整发射光信号的功率。即第一低频消息由第二光模块发送至第一光模块，第一光模块的微处理器320解析该第一低频消息，根据该第一低频消息生成功率控制信号，该功率控制信号用于指示调整激光发射芯片发出光信号时的发射功率挡位；然后第一光模块的激光驱动芯片接收该功率控制信号，根据该功率控制信号调整对激光发射芯片的供电，以调整激光发射芯片的发射功率挡位。

第一低频消息指示调整发射光信号的功率时，第一低频消息基于相对端光模块(第二光模块)的接收功率与预设值的差值生成，预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值，灵敏度值与过载值均为第二光模块中光接收组件的工作参数。具体地，第一光模块的激光发射芯片发出发射光信号后，第二光模块的光接收组件接收该发射光信号，并通过微处理器检测接收该发射光信号时的接收功率，根据该接收功率与第二光模块的预设值计算两者之间的功率差值，该功率差值能够指示降低或增大第一光模块的发射功率；然后将该功率差值以第一低频消息的方式发送至第一光模块，以调整第一光模块中激光发射芯片的发射功率挡位。

在一些实施例中，除了通过光模块的灵敏度值与过载值之间的任意值来计算功率差值之外，还可通过光模块的灵敏度值与过载值之间的任意范围来计算得到功率差值。具体地，第一光模块的激光发射芯片发出发射光信号后，第二光模块的光接收组件接收该发射光信号，并通过微处理器检测接收该发射光信号时的接收功率，根据该接收功率与第二光模块的预设范围计算两者之间的功率差值，其中预设范围为灵敏度值与过载值之间的任意范围，灵敏度值与过载值均为第二光模块中光接收组件的工作参数。

在一些实施例中，微处理器320根据第一低频消息发出功率控制信号时，还需微处理器320获取激光发射芯片410当前的发射功率挡位，然后微处理器320根据第一低频消息指示的功率差值、当前发射功率挡位得到目标发射功率挡位，根据目标发射功率挡位发出功率控制信号。

第一低频消息指示调整发射光信号的功率时，微处理器320还用于判断第一低频消息指示的功率差值是否大于零，当功率差值大于零时，说明第一光模块的发射光功率较高，需降低第一光模块中激光发射芯片的发射功率挡位；当功率差值小于零时，说明第一光模块的发射光功率较低，需增大第一光模块中激光发射芯片的发射功率挡位。

如第一光模块的PowerLeveling分为三个挡位，POWER1、POWER2、POWER3，三个挡位分别对应3dBm、0dBm、-3dBm，第一光模块中激光发射芯片的当前发射功率挡位处于POWER1,3dBm；第一光模块的光接收组件接收到携带第一低频消息通道的接收光信号，微处理器解析得到第一低频消息指示的功率差值4dB，该功率差值即为激光发射芯片可降低或增大的功率差值；微处理器接收到功率差值4dB后，判定第一光模块中激光发射芯片可降低4dB发射功率，如此将第一光模块的发射功率挡位由POWER1,3dBm切换为POWER2,0dBm，使得第一光模块的功耗降低。

在一些实施例中，微处理器根据功率差值与第一光模块的当前发射功率挡位，确定调整后的目标发射功率挡位；激光驱动芯片控制逐步调整激光发射芯片的驱动电流，以控制激光发射芯片的发射功率挡位调整至目标发射功率挡位。如第一光模块的当前发射功率挡位为POWER1，3dBm，第一低频消息指示的功率差值为4dB，判定第一光模块可降低4dB的发射功率，因此将第一光模块的发射功率挡位由当前发射功率挡位POWER1，3dBm切换为目标发射功率挡位POWER2，0dBm。

在一些实施例中，微处理器320可为单MCU方案，也可为双MCU方案。当微处理器为双MCU时，一个MCU用于控制光模块的工作，如激光驱动芯片330、激光发射芯片410、光接收组件510的控制；另一个MCU用于光模块与对端光模块的通讯，如数据信息的接收处理，及数据发送。

图6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6所示，本申请实施例提供的发射端光模块(第一光模块)中，微处理器320包括相互通信的第一芯片(第一从MCU)与第二芯片(第一主MCU)，第一从MCU接收第一低频消息，第一主MCU发出功率控制信号。即，第一主MCU与第一从MCU之间通讯连接，激光发射芯片(第一光发射芯片)与光接收组件(第一光接收芯片)分别与第一从MCU控制连接。

具体地，第一光模块的第一主MCU通过I2C与发送端上位机连接，第一主MCU通过I2C与第一从MCU连接，如此发送端上位机通过I2C将要发送的消息发送至第一主MCU，第一主MCU将消息内容通过I2C写入第一从MCU。当消息内容写入完成后，说明第一从MCU能够将写入的消息内容进行发送，此时中断第一主MCU与第一从MCU之间的I2C通讯，第一主MCU不访问第一从MCU，第一从MCU将全部资源用于消息发送。

第一从MCU根据写入的消息内容生成光信号，控制第一光发射芯片发射光信号。当光信号发射成功后，通过发射指示引脚的电平翻转，可以是I/O口的低至高电平，指示说明消息发送完成，可以再次访问第一从MCU，进行下一次发送。

第一光接收芯片用于接收第二光模块发送的携带第一低频消息通道的接收光信号，第一从MCU解析接收光信号中的第一低频消息。当第一光接收芯片有消息开始接收时，通过接收指示引脚进行消息接收指示，如为I/O口输出的高电平，说明正在消息接收，不建议第一主MCU的I2C访问第一从MCU；当完成消息接收后，接收指示引脚再变为低电平，第一主MCU可以访问第一从MCU，使得第一主MCU能够读取接收到的消息内容。

第二光模块向第一光模块发送光信号时，第一光接收芯片接收到的接收光信号包括高频数据信号与第一低频消息，第一从MCU控制第一光接收芯片将接收光信号转换为高频电信号与第一低频电信号，然后第一从MCU根据高频电信号与第一低频电信号向第一主MCU发出通信数据。

电路板300包括信号输出金手指310(图5所示)，用于与外部上位机电连接。第一主MCU接收到通信数据，将通信数据中的高频电信号传输至信号输出金手指310，以传输高频通信数据；第一主MCU解析通信数据中的第一低频电信号，得到第一低频电信号指示的功率差值，根据该功率差值生成功率控制信号，并将该功率控制信号发送至激光驱动芯片。

同理，第一光模块也可以控制第二光模块进行PowerLeveling挡位调整，此时，第一光模块的光接收组件510用于接收相对端光模块(第二光模块)的发射光信号，微处理器320用于检测发射光信号的接收功率，以生成第二低频消息；激光发射芯片用于发出携带有第二低频消息的光信号。

具体地，第一光模块的光接收组件接收第二光模块发送的发射光信号，微处理器检测发射光信号的接收光功率，计算得到接收光功率与第一光模块预设值的功率差值；微处理器将该功率差值以第二低频消息的方式加载至光信号，并控制激光发射芯片发射携带第二低频消息的光信号至第二光模块，第二光模块可根据第二低频消息指示的功率差值自动调整第二光模块的发射功率挡位。

在一些实施例中，第二低频消息指示调整第二光模块发射光信号的功率，第二低频消息可基于第一光模块对第二光模块发射光信号的接收功率与第一光模块的预设值之间的差值，该预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值，灵敏度值与过载值均为第一光模块中光接收组件的工作参数。

第二低频消息也可基于第一光模块对第二光模块发射光信号的接收功率与第一光模块的预设范围之间的差值，该预设范围为灵敏度值与过载值之间的任意范围，灵敏度值与过载值均为第一光模块中光接收组件的工作参数。

如第二光模块的PowerLeveling分为三个挡位，POWER1、POWER2、POWER3，三个挡位分别对应3dBm、0dBm、-3dBm，第一光模块中光接收组件接收第二光模块发出的发射光信号的接收光功率为-14dBm，第一光模块的灵敏度为-18dBm，微处理器计算得到接收光功率与第一光模块灵敏度的功率差值为4dB(-14dBm-(-18dBm)＝4dB)；微处理器将功率差值4dB加载至低频消息通道形成第二低频消息，并控制激光发射芯片发射携带第二低频消息的光信号至第二光模块，如将特定编译内容“差值功率4dB”编译为“111100000100”，第二光模块接收到光信号后，根据第二低频消息指示的功率差值自动调整第二光模块的发射功率挡位。

在一些实施例中，第二光模块根据第二低频消息指示的功率差值与第二光模块的当前发射功率挡位，确定调整后的目标发射功率挡位；第二光模块的激光驱动芯片控制逐步调整激光发射芯片的驱动电流，以控制第二光模块中激光发射芯片的发射功率挡位调整至目标发射功率挡位。如第二光模块的当前发射功率挡位为POWER1，3dBm，第二低频消息指示的功率差值为4dB，判定第二光模块可降低4dB的发射功率，因此将第二光模块中激光发射芯片的发射功率挡位由POWER1，3dBm切换为POWER2，0dBm。

在一些实施例中，第一光模块向第二光模块发射携带第二低频消息的光信号时，电路板300包括信号输入金手指，与外部上位机电连接，以接收高频通信数据。具体地，第一发送端上位机通过信号输入金手指向微处理器发送高频通信数据，微处理器将第二低频消息与高频通信数据调制为携带第二低频消息的光信号，通过激光发射芯片将该携带第二低频消息的光信号发射至第二光模块。

本申请实施例提供的光模块为BIDI光模块，即包括发射端光模块与接收端光模块，发射端光模块与接收端光模块均包括光接收组件、微处理器、激光发射芯片、激光驱动芯片与光纤接口，发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发送的携带第一低频消息的接收光信号，发射端的微处理接收并解析该第一低频消息，根据该第一低频消息发出功率控制信号；发射端的激光驱动芯片接收功率控制信号，根据该功率控制信号自动调整激光发射芯片的发射功率挡位，以改变激光发射芯片发出发射光信号时的发射功率，从而能够降低发射端光模块与接收端光模块之间的功耗。同时，发射端光模块的光接收组件接收到接收端光模块发出的发射光信号后，发射端光模块的微处理器检测发射光信号的接收功率，根据该接收功率生成第二低频消息；将第二低频消息加载至发射光信号上，发射端光模块的激光发射芯片发出携带第二低频消息的光信号。接收端光模块接收到携带第二低频消息的光信号，可根据第二低频消息生成功率控制信号，以根据该功率控制信号自动调整接收端光模块中激光发射芯片的发射功率挡位；以及，接收端光模块根据接收发射端光模块发出发射光信号的接收功率生成第一低频消息。本申请通过发射端光模块与接收端光模块之间的信号传输，得到指示调整激光发射芯片的发射功率挡位的低频消息，根据该低频消息自动调整激光发射芯片的发射功率挡位，从而降低了两端光模块之间的功耗，达到了最优的功耗水平。

图7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7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光模块的光功率挡位调节方法，该方法中，第一光模块控制第二光模块进行PowerLeveling挡位调整的方法包括：

第一从MCU接收携带第一低频消息的第一光信号，第一主MCU检测第一光信号的接收光功率，第一主MCU计算得到接收光功率与第一光模块的灵敏度之间的第一功率差值，第一从MCU将第一功率差值以第二低频消息的方式加载至发射光信号上，第一从MCU控制发射携带第二低频消息的第二光信号。第二从MCU接收携带第二低频消息的第二光信号，第二从MCU解析第二低频消息，得到第一功率差值，第二主MCU获取第二光模块的当前发射功率挡位，第二主MCU根据第一功率差值将第二光模块的发射功率挡位由当前发射功率挡位调整至目标发射功率挡位。

如第二光模块的PowerLeveling分为三个挡位，POWER1、POWER2、POWER3，三个挡位分别对应3dBm、0dBm、-3dBm，第二光模块的当前发射功率挡位处于POWER1,3dBm；第一光模块的第一光接收芯片接收第一光信号的接收光功率为-14dBm，第一光模块的灵敏度为-18dBm，第一主MCU计算得到接收光功率与第一光模块灵敏度的第一功率差值为4dB(-14dBm-(-18dBm)＝4dB)；第一从MCU将第一功率差值4dB以第二低频消息的方式加载至第二光信号，并控制第一光发射芯片发射携带第二低频消息的第二光信号至第二光模块，如将特定编译内容“差值功率4dB”编译为“111100000100”；第二光模块的第二光接收芯片接收携带第二低频消息的第二光信号，第二从MCU解析得到第二低频消息指示的第一功率差值4dB，该第一功率差值即为第二光模块可降低或增大的功率差值；第二主MCU接收到第一功率差值4dB后，判定第二光模块可降低4dB发射功率，如此将第二光模块的发射功率挡位由POWER1,3dBm切换为POWER2,0dBm，使得第二光模块的功耗降低。

同理，第二光模块控制第一光模块进行PowerLeveling挡位调整的方法包括：

第二从MCU接收携带第二低频消息的第二光信号，第二主MCU检测第二光信号的接收光功率，第二主MCU计算得到接收光功率与第二光模块的灵敏度之间的第二功率差值，第二从MCU将第二功率差值以第一低频消息的方式加载至第一光信号；第二从MCU控制发射携带第一低频消息的第一光信号。第一从MCU接收携带第一低频消息的第一光信号，第一从MCU解析第一低频消息，得到第二功率差值，第一主MCU获取第一光模块的当前发射功率挡位，第一主MCU根据第二功率差值将第一光模块的发射功率挡位由当前发射功率挡位调整至目标发射功率挡位。

如第一光模块的PowerLeveling分为三个挡位，POWER1、POWER2、POWER3，三个挡位分别对应3dBm、0dBm、-3dBm，第一光模块的当前发射功率挡位处于POWER1,3dBm；第二光接收芯片接收第二光信号的接收光功率为-14dBm，第二光模块的灵敏度为-18dBm，第二主MCU计算得到接收光功率与第二光模块灵敏度的第二功率差值为4dB(-14dBm-(-18dBm)＝4dB)；第二从MCU将第二功率差值4dB以第一低频消息的方式加载至第一光信号，并控制第二光发射芯片发射携带第一低频消息的第一光信号至第一光模块，如将特定编译内容“差值功率4dB”编译为“111100000100”；第一光模块的第一光接收芯片接收携带第一低频消息的第一光信号，第一从MCU解析得到第二低频消息指示的第二功率差值4dB，该第二功率差值即为第一光模块可降低或增大的功率差值；第一主MCU接收到第二功率差值4dB后，判定第一光模块可降低4dB发射功率，如此将第一光模块的发射功率挡位由POWER1,3dBm切换为POWER2,0dBm，使得第一光模块的功耗降低。

本申请实施例提供的基于双MCU光模块的光功率挡位调整方法中，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。发射端光模块的第一从MCU接收到接收端光模块发送的携带第一低频消息的第一光信号，第一主MCU检测第一光信号的接收光功率，第一主MCU计算得到接收光功率与发射端光模块的灵敏度之间的第一功率差值，第一从MCU将第一功率差值以第二低频消息的方式加载至第二光信号，第一从MCU控制将携带第二低频消息的第二光信号发送至接收端光模块；接收端光模块的第二从MCU解析第二低频消息得到第一功率差值，第二主MCU获取接收端光模块的当前发射功率挡位，第二主MCU根据第一功率差值将接收端光模块的发射功率挡位调整至目标发射功率挡位，以将接收端光模块的发射功率调整到最合适的功率挡位，从而降低发射端光模块与接收端光模块之间的功耗。接收端光模块的第二从MCU接收到发射端光模块发送的携带第二低频消息的第二光信号，第二从MCU检测第二光信号的接收光功率，第二主MCU计算得到接收光功率与接收端光模块的灵敏度之间的第二功率差值，第二从MCU将第二功率差值以第一低频消息的方式加载至第一光信号，第二从MCU控制将携带第一低频消息的第一光信号发送至发射端光模块；发射端光模块的第一从MCU解析第一低频消息得到第二功率差值，第一主MCU获取发射端光模块的当前发射功率挡位，第一主MCU根据第二功率差值将发射端光模块的发射功率挡位调整至目标发射功率挡位，以将发射端光模块的发射功率调整到最合适的功率挡位，从而降低发射端光模块与接收端光模块之间的功耗。本申请采用双MCU，在发射端光模块的第一主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，通过发射端光模块与接收端光模块之间的信号传输，得到指示调整激光发射芯片的发射功率挡位的低频消息，根据该低频消息自动调整对激光发射芯片的供电，可根据实际光网络情况将激光发射芯片调整到合适的发射功率，从而降低了两端光模块之间的功耗，达到了最优的功耗水平。

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：

电路板；

光接收组件，与所述电路板电连接，用于接收携带第一低频消息的接收光信号；

微处理器，设置在所述电路板上，与所述光接收组件电连接，用于接收所述第一低频消息，根据所述第一低频消息发出功率控制信号；

激光发射芯片，与激光驱动芯片电连接，用于发出发射光信号；

激光驱动芯片，与所述微处理器电连接，用于接收所述功率控制信号，根据所述功率控制信号自动调整所述激光发射芯片的发射功率挡位；

光纤接口，与所述激光发射芯片对应，用于连接外部光纤，以将所述发射光信号传出。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一低频消息指示所述发射光信号的功率，或指示调整所述发射光信号的功率。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一低频消息指示调整所述发射光信号的功率，所述第一低频消息基于相对端光模块接收所述发射光信号的接收功率与预设值的差值生成，所述预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值，所述灵敏度值与所述过载值均为相对端光模块光接收组件的工作参数。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一低频消息指示调整所述发射光信号的功率，所述第一低频消息基于相对端光模块接收所述发射光信号的接收功率与预设范围的差值生成，所述预设范围为灵敏度值与过载值之间的任意范围，所述灵敏度值与所述过载值均为相对端光模块光接收组件的工作参数。

5.根据权利要求3或4所述的光模块，其特征在于，所述微处理器还用于，获取所述激光发射芯片当前的发射功率挡位；以及，根据所述第一低频消息指示的功率差值、当前发射功率挡位得到目标发射功率挡位，根据所述目标发射功率挡位发出所述功率控制信号。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述微处理器还用于，判断所述第一低频消息指示的功率差值是否大于零，当所述功率差值大于零时，降低所述激光发射芯片的发射功率挡位；当所述功率差值小于零时，增大所述激光发射芯片的发射功率挡位。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述微处理器包括相互通信的第一芯片与第二芯片，所述第一芯片接收所述第一低频消息，所述第二芯片发出所述功率控制信号；

所述电路板，包括信号输出金手指，与外部上位机电连接；

所述光接收组件，将所述接收光信号转换为高频电信号及第一低频电信号，所述高频电信号传输至所述信号输出金手指，以传输高频通信数据；所述第一低频电信号传输至所述第一芯片，以传输所述第一低频消息；

所述第一芯片根据所述第一低频消息向所述第二芯片发出第一通信数据，所述第二芯片根据所述第一通信数据发出功率控制信号。

8.一种光模块，其特征在于，包括：

电路板；

光接收组件，与所述电路板电连接，用于接收相对端光模块发出的发射光信号；

微处理器，设置在所述电路板上，与所述光接收组件电连接，用于检测所述发射光信号的接收功率，以生成第二低频消息；

激光发射芯片，用于发出携带有第二低频消息的光信号；

光纤接口，与所述激光发射芯片对应，用于连接外部光纤，以将所述光信号传出。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述第二低频消息指示调整相对端光模块发射光信号的功率，所述第二低频消息基于所述发射光信号的接收功率与预设值的差值，所述预设值为灵敏度值与过载值之间的任意值，所述灵敏度值与所述过载值均为本端光模块光接收组件的工作参数。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，

所述电路板，包括信号输入金手指，与外部上位机电连接，以接收高频通信数据；

所述微处理器包括相互通信的第一芯片与第二芯片，所述第二芯片检测所述发射光信号的接收功率，根据所述接收功率与所述预设值的功率差值生成第二低频消息；所述第一芯片控制所述激光发射芯片发出携带有所述第二低频消息的光信号。

Images