CN118157768A - 一种光模块和光模块开启关闭发射光功率的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块和光模块开启关闭发射光功率的方法，包括：本振光源、相干光调制器、光衰减器、DSP和MCU；MCU接收关闭发射光功率指令，向光衰减器输出第一控制信号，同时向DSP芯片输出第一使能信号，第一控制信号控制光衰减器的衰减值最大，第一使能信号控制DSP芯片不输出调制信号；接收打开发射光功率指令，向光衰减器输出第二控制信号，同时向DSP芯片输出使能信号，使能信号控制DSP输出调制信号，第二控制信号控制衰减器的衰减值为最小值。本申请通过MCU控制DSP的调制信号的输出和光衰减器的衰减值，实现发射光功率的打开和关闭，整个控制过程通过MCU内部算法运行，时间小于10ms，满足系统要求。

Description

一种光模块和光模块开启关闭发射光功率的方法

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块和光模块开启关闭发射光功率的方法。

背景技术

在云计算、移动互联网、视频等新型业务和应用模式，均会用到光通信技术，而在光通信中，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5G网络的快速发展，处于光通信核心位置的光模块得到了长足的发展。

模块正常工作时，需要关闭发射光功率和开启发射光功率，而在相干光模块中激光器发射的光不仅用于调制后输出发射信号光，还用于与接收信号光进行平衡探测，关闭激光器将影响接收端的光信号。

发明内容

本申请提供的光模块中，在不影响光接收信号的情况下，实现光发射功率功率的关闭。

一方面，本申请实施例提供的光模块，包括：

本振光源，用于发射不带信号的本振光；

相干光调制器，与所述本振光源连接，对所述本振光进行信号调制，生成调制信号光；

光衰减器，与所述相干光调制器的输出端连接，对所述调制信号光进行衰减，生成发射信号光；

DSP芯片，与所述相干光调制器连接，对所述相干光调制器输出调制信号；

MCU，与所述DSP芯片连接，还与所述光衰减器连接，用于接收关闭发射光功率指令，向所述光衰减器输出第一控制信号，同时向所述DSP芯片输出第一使能信号，所述第一控制信号控制所述光衰减器的衰减值最大，所述第一使能信号控制所述DSP芯片不向所述相干光调制器输出调制信号；

所述MCU接收打开发射光功率指令，向所述光衰减器输出第二控制信号，同时向所述DSP芯片输出使能信号，所述使能信号控制所述DSP向所述相干光调制器输出调制信号，所述第二控制信号控制所述衰减器的衰减值为最小衰减值。

另一方面，本申请实施例提供一种光模块开启关闭发射光功率的方法，包括：接收开启发射光功率指令，对开启发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片不向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最大值；

接收关闭发射光功率指令，对光比发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最小值。

本申请的有益效果：

本申请公开了一种光模块和光模块开启关闭发射光功率的方法，包括：本振光源、相干光调制器、光衰减器、DSP和MCU；MCU与相干光调制器、光衰减器、DSP连接，接收关闭发射光功率指令，向光衰减器输出第一控制信号，同时向DSP芯片输出第一使能信号，所第一控制信号控制光衰减器的衰减值最大，第一使能信号控制DSP芯片不向相干光调制器输出调制信号；接收打开发射光功率指令，向光衰减器输出第二控制信号，同时向DSP芯片输出使能信号，使能信号控制所述DSP向相干光调制器输出调制信号，第二控制信号控制衰减器的衰减值为最小衰减值。本申请通过MCU控制DSP的调制信号的输出和光衰减器的衰减值，即可实现发射光功率的打开和关闭，整个控制过程通过MCU内部算法运行，时间小于10ms，满足系统要求。

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结构图；

图4为根据一些实施例的光模块分解结构图；

图5为根据一些实施例的除去壳体和解锁部件的光模块结构图；

图6为根据一些实施例的光纤适配器、本振光组件、相干光组件和电路板结构图；

图7为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图一；

图8为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图二；

图9为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图三；

图10为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图四。

具体实施方式

光通信系统中，使用光信号携带待传输的信息，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。由于光通过光纤或光波导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，电连接主要用于供电、I2C信号传输、数据信息传输以及接地等；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为光通信系统的连接关系图。如图1所示，光通信系统包括远端服务器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，则理论上可以实现无限距离传输。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之间的连接由光纤101与网线103完成；而光纤101与网线103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，光口被配置为接入光纤101，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之间建立信息连接。示例地，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。由于光模块200是实现光信号与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。示例地，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的电信号传递给光模块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(Optical Line 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还包括设置于壳体内的电路板，设置在电路板表面的笼子106，设置在笼子106上的散热器107，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建议双向的电信号连接。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建立双向的光信号连接。

图3、图4为根据一些实施例的一种光模块的结构图。如图3和图4所示，光模块200包括壳体(shell)，设置于壳体内的电路板300及光收发组件。

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

在本公开的一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011，盖板2011盖合在下壳体202的两个下侧板2022上，以形成上述壳体。

在一些实施例中，下壳体202包括底板2021以及位于底板2021两侧、与底板2021垂直设置的两个下侧板2022；上壳体201包括盖板2011以及位于盖板2011两侧、与盖板2011垂直设置的两个上侧板，由两个上侧板与两个下侧板2022结合，以实现上壳体201盖合在下壳体202上。

两个开口204和205的连线所在的方向可以与光模块200的长度方向一致，也可以与光模块200的长度方向不一致。例如，开口204位于光模块200的端部(图5的右端)，开口205也位于光模块200的端部(图5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。开口204为电口，电路板300的金手指从开口204伸出，插入上位机(例如，光网络终端100)中；开口205为光口，被配置为接入外部光纤101，以使外部光纤101连接光模块200内部的光收发组件。

采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光收发组件等器件安装到壳体中，由上壳体201、下壳体202对这些器件形成封装保护。此外，在装配电路板300和光收发组件等器件时，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，有利于自动化地实施生产。

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部的解锁部件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的外壁上，具有与上位机笼子(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；拉动解锁部件时，解锁部件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-EffectTransistor，MOSFET)。芯片例如包括微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)、激光驱动芯片、跨阻放大器(transimpedance amplifier)、时钟数据恢复(Clock and DataRecovery，CDR)芯片、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地承载上述电子元件和芯片；当光收发组件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳地承载；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。金手指可以仅设置在电路板300一侧的表面(例如图6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。例如，硬性电路板与光收发组件之间可以采用柔性电路板连接。

电路板300包括第一电路板301、第二电路板302和第三电路板303，第一电路板301和第二电路板302均为硬性电路板，第三电路板303为柔性电路板，第一电路板301与第二电路板302通过第三电路板303连接。

结合图5和图6所示，本振光组件401，与电路板300连接，用于发射预设特定波长光束。具体的，本振光组件401包括半导体增益芯片和硅光芯片，半导体增益芯片发射一个波段范围的光束，硅光芯片从一个波段范围的光束中筛选出特定波长光束，特定波长光束在硅光芯片与半导体增益芯片之间来回反射，使得硅光芯片和半导体增益芯片形成谐振腔，实现特定波长光束的稳定输出。

光模块还包括发射光纤适配器800和接收光纤适配器801。发射光纤适配器800用于发射高速光信号，接收光纤适配器801用于接收高速光信号。

相干光组件500，放置于电路板上，用于实现高速光电信号的转换。具体的，相干光组件500包括光发射接口、光接收接口和本振光接口，光发射接口伸出第一光纤，光接收接口伸出第二光纤，本振光接口伸出第三光纤，光发射接口与发射光纤适配器800连接，光接收接口与接收光纤适配器801连接，本振光接口与本振光组件401连接。相干光组件通过光发射接口、光接收接口和本振光接口分别与发射光纤适配器、接收光纤适配器及本振光组件401连接，相干光组件500还与DSP芯片600连接。

本振光组件401发出的窄线宽和高功率激光通过本振光接口输入进相干光组件500中，并在相干光组件500内部将该激光进行分束处理，其中一束作为发射光束，进入相干光组件内部的相干调制器中，在DSP芯片600的高速电信号驱动下实现电光信号转换，转换后的高速光信号从模块的光发射接口输出；另一束作为本振光束，与从模块光接收端口输入进相干光组件500的高速光信号进行相干解调，解调后的电信号进入DSP芯片600中进行信号处理，从而完成光电信号转换。其中，窄线宽和高功率激光为特定波长光束。

本振光组件401还包括内部光纤适配器，内部光纤适配器伸出第一光纤，本振光接口伸出本振光纤，第一光纤与本振光纤熔接连接，以使内部光纤适配器与本振光接口连接。发射光纤适配器800伸出第二光纤，光发射接口伸出发射光纤，第二光纤与发射光纤熔接连接，以使发射光纤适配器800与光发射接口连接。接收光纤适配器801伸出第三光纤，光接收接口伸出接收光纤，第三光纤与接收光纤熔接连接，以使接收光纤适配器801与光接收接口连接。

由于两根光纤熔接时有一定的失败率，为了保证两根光纤最后熔接成功，需要预留一定的光纤长度，以便两根光纤在熔接失败后可以继续熔接。又由于第一光纤与本振光纤熔接连接的连接点位于内部光纤适配器附近，由于第二光纤与发射光纤熔接连接的连接点位于发射光纤适配器800附近，第三光纤与接收光纤熔接连接的连接点位于接收光纤适配器801附近，则第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤的长度较长。

光纤绕架700，用于固定光纤。具体的，由于电路板300设置有高频信号线和很多器件，所以光纤不能直接铺设在电路板300的表面。又由于第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤的长度较长，为了防止上壳体压损第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤，因此，在相干光组件500与上壳体201之间设置有固定光纤的光纤绕架700。

第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤均整齐固定于光纤绕架700上，不仅避免了上壳体压损第一光纤、本振光纤、发射光纤和接收光纤，还避免了光纤直接铺设在电路板300的表面造成的信号串扰问题。

图7为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图一。如图7中所示，相干光组件包括相干光芯片和电芯片。相干光芯片、电芯片与电路板进行封装，以实现电路板、电芯片与相干光芯片之间的信号传输。相干光芯片具有本振光纤耦合端口、接收光纤耦合端口与发射光纤耦合端口，本振光纤耦合端口与本振光组件401相对应，如此光源产生的光经由本振光纤耦合端口射入相干光芯片，相干光芯片内部对光进行调制，以产生光信号，光信号经由发射光纤耦合端口传输至发射光纤耦合器，发射光纤耦合器将相干光芯片输出的光信号耦合至发射光纤，再经由发射光纤耦合至光纤适配器，以实现光的发射。

光纤适配器通过内部光纤与接收光纤耦合器连接，接收光纤耦合器与光纤入口连接，如此，光纤适配器传输的外部光信号经由接收光纤、接收光纤耦合器、接收光纤耦合端口射入相干光芯片，相干光芯片将光信号转换为电信号，再经放大器件后的电信号传输至电路板，经由电路板300上的金手指传输至上位机，以实现光的接收。

为实现对激光器、相干光组件的控制，还设置有MCU，对激光器、相干光组件、DSP芯片进行控制。

图8为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图二。图9为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图三。如图8和图9所示，相干光组件还包括：分光器、相干接收机、相干调制器和光衰减器。分光器将激光器发射的本振光分为两束，其中一束进入相干调制器，相干调制器对光进行调制，生成调制信号光。调制信号光经光衰减器进行衰减后生成发射信号光。另一束本振光进入相干接收机，相干接收机还接收来自接收光纤耦合器的接收信号光，并对该接收信号光和本振光进行平衡探测，生成电信号。DSP与相干接收机电连接，将该电信号转换为数据信号。

电路板上还设置有MCU，MCU包括多个使能引脚，其中，第一使能引脚与光衰减器连接，用于实现对光衰减器供电的开关；第二使能引脚与相干调制器连接，用于实现对相干调制器的驱动电路的开关。相干驱动电路与相干调制连接，实现对相干调制器的供电，为相干调制器提供驱动信号；第三使能引脚与DSP芯片连接，用于控制DSP芯片对相干调制器的调制信号的开关。

在相干光模块中，需要在关闭发射光功率的时，要保证接收端口正常工作，且同时满足开关发射光功率的时序要求。通常开关发射光功率的时序要求为：发射光功率降低至-30dbm以下的时间小于100ms，发射光功率恢复至-10dbm以上的时间小于10ms。

为解决以上问题，本申请提供光模块中，MCU接收关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm。MCU接收打开发射光功率指令，第三使能引脚输出第二使能信号，控制DSP芯片向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第二控制信号，使得光衰减器的衰减值最小。在此过程中，MCU控制相干驱动电路的驱动信号，使得相干调制器的驱动电压始终位于最佳工作点。

在本申请实施例中，MCU控制相干驱动电路的驱动信号，使得相干调制器的驱动电压始终位于最佳工作点，则按照相干调制器的工作原理，调制信号光的光功率大约为-20dbm。在MCU接收关闭发射光功率指令后，MCU通过解析关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，本申请中光衰减器的最大衰减值为10dbm，则衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm。

MCU接收打开发射光功率指令，对发射光功率指令进行解析，第三使能引脚输出第二使能信号，控制DSP芯片向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第二控制信号，使得光衰减器的衰减值最小。本申请通过MCU控制DSP的调制信号的输出和光衰减器的衰减值，即可实现发射光功率的打开和关闭，整个控制过程通过MCU内部算法运行，时间小于10ms，满足系统要求。

分光器将激光器发射的本振光分为两束，其中一束进入相干调制器，相干调制器对光进行调制，生成调制信号光。调制信号光经光衰减器进行衰减后生成发射信号光。另一束本振光进入相干接收机，相干接收机还接收来自接收光纤耦合器的接收信号光，并对该接收信号光和本振光进行平衡探测，生成电信号。DSP与相干接收机电连接，将该电信号转换为数据信号。

DSP与相干调制器连接，向相干调制器发送调制信号，相干调制器接收调制信号对本振光进行调制，生成调制信号光。调制信号光再经过光衰减器进行衰减，生成发射信号光。

MCU接收关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm。MCU接收打开发射光功率指令，第三使能引脚输出第二使能信号，控制DSP芯片向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第二控制信号，使得光衰减器的衰减值最小。

为了实现实时对相干调制器的工作电压进行调制，图10为本申请实施例提供的光模块中电路板上的结构框图四，如图10所示，本申请提供的相干光组件还包括：调制光功率监控器和发射光功率监控器，其中调制光功率监控器设置于相干调制器与光衰减器之间，用于监控相干调制器射出的调制信号光的光功率。发射光功率监控器设置于光衰减器的出光口，用于监控经光衰减器衰减后的发射信号光的光功率。MCU设置第一数据引脚与第二数据引脚，分别与调制光功率监控器和发射光功率监控器连接，接收调制信号光和发射信号光的光功率。

MCU根据接收到的调制信号光的光功率，控制第二使能引脚向相干驱动电路输出的电压大小，用于控制相干驱动电路向相干调制器的输出电压，使得相干调制器的工作电压始终位于最佳工作点。

MCU接收发射信号光的光功率，根据发射光信号的光功率值控制第一使能引脚输出的第二控制信号的大小，用于控制光衰减器的光衰减值，使得发射信号光的光功率满足通信要求。

具体的，第一数据引脚与调制光功率监控器之间设置第一模数转换器，调制光功率监控器将调制信号光的光功率转换为电信号，模数转换器用于将该电信号转换为数据信号并发送至MCU。MCU对该数据信号进行存储，并根据该数据信号进行第二使能引脚输出电压的调整，控制相干驱动电路的输出电压，使得相干调制器的工作点位于最佳工作点。

第二数据引脚与发射光功率监控器之间设置第二模数转换器，调制光功率监控器将发射信号光的光功率转换为电信号，第二模数转换器用于将该电信号转换为数据信号并发送至MCU。MCU对该数据信号进行存储，并根据该数据信号进行第一使能引脚输出电压的调整，控制对光衰减器的衰减值，控制发射光信号光的光功率。

在本申请实施例中，MCU控制相干驱动电路的驱动信号，使得相干调制器的驱动电压始终位于最佳工作点，则按照相干调制器的工作原理，调制信号光的光功率大约为-20dbm。在MCU接收关闭发射光功率指令后，MCU通过解析关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，本申请中光衰减器的最大衰减值为10dbm，则衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm，达到关闭光发射光功率的目的。

本申请还提供了一种光模块开启关闭发射光功率的方法，适用于相干光模块的MCU，接收开启发射光功率指令，对开启发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片不向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最大值；接收关闭发射光功率指令，对光比发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最小值。

在本申请实施例中，光模块为相干光模块，包括本振光源、分光器、相干接收机、相干调制器和光衰减器。分光器将激光器发射的本振光分为两束，其中一束进入相干调制器，相干调制器对光进行调制，生成调制信号光。调制信号光经光衰减器进行衰减后生成发射信号光。另一束本振光进入相干接收机，相干接收机还接收来自接收光纤耦合器的接收信号光，并对该接收信号光和本振光进行平衡探测，生成电信号。DSP与相干接收机电连接，将该电信号转换为数据信号。电路板上还设置有MCU，MCU包括多个使能引脚，其中，第一使能引脚与光衰减器连接，用于实现对光衰减器供电的开关；第二使能引脚与相干调制器连接，用于实现对相干调制器的驱动电路的开关。相干驱动电路与相干调制连接，实现对相干调制器的供电，为相干调制器提供驱动信号；第三使能引脚与DSP芯片连接，用于控制DSP芯片对相干调制器的调制信号的开关。

MCU接收关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm。MCU接收打开发射光功率指令，第三使能引脚输出第二使能信号，控制DSP芯片向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第二控制信号，使得光衰减器的衰减值最小。在此过程中，MCU控制相干驱动电路的驱动信号，使得相干调制器的驱动电压始终位于最佳工作点。

在本申请实施例中，MCU控制相干驱动电路的驱动信号，使得相干调制器的驱动电压始终位于最佳工作点，则按照相干调制器的工作原理，调制信号光的光功率大约为-20dbm。在MCU接收关闭发射光功率指令后，MCU通过解析关闭发射光功率指令，第三使能引脚输出第一使能信号，控制DSP芯片不向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第一控制信号，使得光衰减器的衰减值最大，本申请中光衰减器的最大衰减值为10dbm，则衰减后的发射信号光的光功率低于-30dbm。

MCU接收打开发射光功率指令，对发射光功率指令进行解析，第三使能引脚输出第二使能信号，控制DSP芯片向相干调制器发送调制信号，同时第一使能引脚向光衰减器输出第二控制信号，使得光衰减器的衰减值最小。本申请通过MCU控制DSP的调制信号的输出和光衰减器的衰减值，即可实现发射光功率的打开和关闭，整个控制过程通过MCU内部算法运行，时间小于10ms，满足系统要求。

分光器将激光器发射的本振光分为两束，其中一束进入相干调制器，相干调制器对光进行调制，生成调制信号光。调制信号光经光衰减器进行衰减后生成发射信号光。另一束本振光进入相干接收机，相干接收机还接收来自接收光纤耦合器的接收信号光，并对该接收信号光和本振光进行平衡探测，生成电信号。DSP与相干接收机电连接，将该电信号转换为数据信号。

调制光功率监控器设置于相干调制器与光衰减器之间，用于监控相干调制器射出的调制信号光的光功率。发射光功率监控器设置于光衰减器的出光口，用于监控经光衰减器衰减后的发射信号光的光功率。MCU设置第一数据引脚与第二数据引脚，分别与调制光功率监控器和发射光功率监控器连接，接收调制信号光和发射信号光的光功率。

MCU根据接收到的调制信号光的光功率，控制第二使能引脚向相干驱动电路输出的电压大小，用于控制相干驱动电路向相干调制器的输出电压，使得相干调制器的工作电压始终位于最佳工作点。

MCU接收发射信号光的光功率，根据发射光信号的光功率值控制第一使能引脚输出的第二控制信号的大小，用于控制光衰减器的光衰减值，使得发射信号光的光功率满足通信要求。

具体的，第一数据引脚与调制光功率监控器之间设置第一模数转换器，调制光功率监控器将调制信号光的光功率转换为电信号，模数转换器用于将该电信号转换为数据信号并发送至MCU。MCU对该数据信号进行存储，并根据该数据信号进行第二使能引脚输出电压的调整，控制相干驱动电路的输出电压，使得相干调制器的工作点位于最佳工作点。

第二数据引脚与发射光功率监控器之间设置第二模数转换器，调制光功率监控器将发射信号光的光功率转换为电信号，第二模数转换器用于将该电信号转换为数据信号并发送至MCU。MCU对该数据信号进行存储，并根据该数据信号进行第一使能引脚输出电压的调整，控制对光衰减器的衰减值，控制发射光信号光的光功率。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

本振光源，用于发射不带信号的本振光；

相干光调制器，与所述本振光源连接，对所述本振光进行信号调制，生成调制信号光；

光衰减器，与所述相干光调制器的输出端连接，对所述调制信号光进行衰减，生成发射信号光；

DSP芯片，与所述相干光调制器连接，对所述相干光调制器输出调制信号；

MCU，与所述DSP芯片连接，还与所述光衰减器连接，用于接收关闭发射光功率指令，向所述光衰减器输出第一控制信号，同时向所述DSP芯片输出第一使能信号，所述第一控制信号控制所述光衰减器的衰减值最大，所述第一使能信号控制所述DSP芯片不向所述相干光调制器输出调制信号；

所述MCU接收打开发射光功率指令，向所述光衰减器输出第二控制信号，同时向所述DSP芯片输出使能信号，所述使能信号控制所述DSP向所述相干光调制器输出调制信号，所述第二控制信号控制所述衰减器的衰减值为最小衰减值。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括：调制信号光功率监控器，设置于所述相干光调制器与所述光衰减器之间，用于监控调制信号光的光功率；

相干驱动电路，与所述相干光调制器连接，用于向所述相干光调制器供电；

MCU与所述调制信号光功率监控器、所述相干驱动电路连接，根据所述调制信号光的光功率调整向所述相干驱动电路的电压，用于控制所述相干驱动电路的输出电压。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述MCU设置第一使能引脚，与所述光衰减器连接；

第二使能引脚，与所述相干驱动电路连接；

第三使能引脚，与所述DSP连接。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括：发射信号光功率监控器，设置于所述光衰减器的输出端，用于监控发射信号光的光功率；

MCU与所述调制信号光功率监控器、所述相干驱动电路连接，根据所述调制信号光的光功率调整向所述相干驱动电路的电压，用于控制所述相干驱动电路的输出电压。

5.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，还包括：第一模数转换器，设置于所述调制信号光功率监控器与所述MCU之间。

6.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，还包括：第二模数转换器，设置于所述发射信号光功率监控器与所述MCU之间。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括：接收光纤适配器，与外部光纤连接，用于接收接收信号光；

相干接收机与所述本振光源和所述接收光纤适配器连接，接收所述接收信号光和所述本振光，并进行平衡探测将光信号转换为电信号。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述DSP与所述相干接收机连接，用于将所述相干接收机的电信号转换为数据信号。

9.一种光模块开启关闭发射光功率的方法，其特征在于，包括：接收开启发射光功率指令，对开启发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片不向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最大值；

接收关闭发射光功率指令，对光比发射光功率指令进行解析，控制DSP芯片向相干光调制器输出调制信号，同时控制光衰减器的光衰减值为最小值。