CN215186763U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块，包括：电路板。所述电路板上设有：金手指、多个功能芯片、负载开关、第一电源转化芯片和MCU。其中，金手指设有电源引脚。负载开关的输入端与电源引脚连接；第一电源转化芯片的输入端与电源引脚连接。MCU包括：第一电压输入引脚，与电源引脚连接；第一输出接口，与负载开关连接，用于控制所述负载开关的开关。第二输出接口，与第一电源转化芯片连接，用于控制第一电源转化芯片的开关；且第一输出接口与第二输出接口输出使能信号的时间不同。本申请通过MCU对负载开关、第一电源转化芯片的开关时序控制，控制负载开关、第一电源转化开关向各功能芯片输出的电源时序，从而满足光模块对不同电源时序要求的控制。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及通信技术领域，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。

光模块内部设置有电路板，电路板上设置多个功能芯片用于实现不同的供电、信号传输及接地等功能。不同功能的芯片需要的电源电压不同，且不同的芯片对不同电压的电源需要的上电顺序不同，需要对各电源上电时序进行控制。

实用新型内容

本申请提供了一种光模块，以实现对光模块中各芯片的电源上电时序进行控制。

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：

本申请实施例公开了一种光模块，包括：电路板；

所述电路板设有：金手指，所述金手指包括电源引脚，与上位机电连接；

多个功能芯片；

负载开关，其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；

第一电源转化芯片，其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；

MCU，包括：

第一电压输入引脚，与所述电源引脚连接；

第一输出接口，与所述负载开关连接，输出第一使能信号至所述负载开关，用于控制所述负载开关的开关；

第二输出接口，与所述第一电源转化芯片连接，输出第二使能信号至所述第一电源转化芯片，用于控制所述第一电源转化芯片的开关；

且所述第一输出接口与所述第二输出接口输出使能信号的时间不同。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请公开了一种光模块，包括：电路板。所述电路板上设有：金手指、多个功能芯片、负载开关、第一电源转化芯片和MCU。其中，所述金手指包括电源引脚，与上位机电连接。负载开关的输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；第一电源转化芯片的其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接。MCU包括：第一电压输入引脚，与所述电源引脚连接；第一输出接口，与所述负载开关连接，输出第一使能信号至所述负载开关，用于控制所述负载开关的开关；第二输出接口，与所述第一电源转化芯片连接，输出第二使能信号至所述第一电源转化芯片，用于控制所述第一电源转化芯片的开关；且所述第一输出接口与所述第二输出接口输出使能信号的时间不同。本申请通过MCU对负载开关、第一电源转化芯片的开关时序控制，控制负载开关、第一电源转化开关向各功能芯片输出的电源时序，从而满足光模块对不同电源时序要求的控制，满足各功能芯片的使用需求。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，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为光网络终端结构示意图；

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为本申请实施例中电路板结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种光模块电路板的电路示意图一；

图7为本申请实施例提供的一种光模块电路板的电路示意图二。

具体实施方式

为便于对申请的技术方案进行解释，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

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。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导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使用的是电信号，为了在光纤/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，就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、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部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、数据信息以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

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终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接。

光纤101的一端连接远端服务器，网线103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101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部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终端之间建立信息连接。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终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，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。具体地，光网络终端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，光网络终端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、光网络终端及网线，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；光网络终端是光模块的上位机，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为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端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内部设置有电连接器，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部。

光模块200插入光网络终端100中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，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，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后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结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、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、解锁部件203、电路板300及光收发组件。

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202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201盖合在下壳体202上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络终端等上位机中；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收发组件；电路板300、光收发组件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、光收发组件等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成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，利用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部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

解锁部件203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。

解锁部件203具有与上位机笼子匹配的卡合部件；拉动解锁部件的末端可以在使解锁部件在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁部件的卡合部件将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁部件，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MCU、激光驱动芯片、限幅放大芯片、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；当光收发组件位于电路板上时，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。

电路板的金手指端位于电口，其与上位机连接，实现通信。金手指通过电路走线与电路板上各功能芯片连接。

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组件之间可以采用柔性电路板连接。

光收发组件包括光发射器件400及光接收器件两部分，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射器件一般包括光发射器、透镜与光探测器，且透镜与光探测器分别位于光发射器的不同侧，光发射器的正反两侧分别发射光束，透镜用于会聚光发射器正面发射的光束，使得光发射器射出的光束为会聚光，以方便耦合至外部光纤；光探测器用于接收光发射器反面发射的光束，以检测光发射器的光功率。具体地，光发射器发出的光经透镜会聚后进入光纤中，同时光探测器检测光发射器的发光功率，以保证光发射器发射光功率的恒定性。

为实现对多种芯片的供电、信号等传输，电路板为多层板结构，每一层金属层分别敷设不同的电路走线，然后通过设置于不同板层之间过孔，将信号引导顶层的金手指位置，再进过金手指与外部连接。

图5为本申请实施例中电路板结构示意图。图6为本申请实施例提供的一种光模块电路板的电路示意图一。结合图5和图6所示，电路板一端设置金手指302，金手指包括电源引脚，用于与外部电源新路连接，实现对光模块的供电。通常，金手指的电源引脚输入的电源电压为3.3V，在本申请中称之为第一电源电压。

电路板表面设置多个功能芯片，如第一功能芯片303和第二功能芯片304，在本申请实施例中，第一功能芯片303为激光驱动芯片，第二功能芯片304为限幅放大芯片。为实现对激光驱动芯片和限幅放大芯片的电源电压时序控制，提供了以下申请实施例。

图7为本申请实施例提供的一种光模块电路板的电路示意图二，结合图5、图6和图7所示，本申请实施例中激光驱动芯片需要输入三种不同的电源电压，分别为第一电压值3.3V、第二电压值1.6V和第三电压值4.1V，分别设有第一驱动引脚、第二驱动引脚和第三驱动引脚，用于引入第一电压值、第二电压值和第三电压值。

限幅放大芯片需要输入两种不同的电源电压，分别为第一电压值3.3V和第二电压值1.6V，分别设有第一限幅引脚和第二限幅引脚，用于引入第一电压值和第二电压值。

本申请实施例中还设置电源转化芯片，其输入端与金手指上电源引脚连接，用于输入第一电源电压。具体的，为能够输出不同的电压信号，在本申请提供的一些实施例中，设置第一电源转化芯片和第二电源转化芯片。其中：第一电源转化芯片305设置第三电压输入引脚与金手指上电源引脚连接，用于输入第一电源电压；还设置第二电压输出引脚，其输出的电源电压为第二电源电压。第二电源转化芯片306设置第四电压输入引脚与金手指上电源引脚连接，用于输入第一电源电压；还设置第三电压输出引脚，其输出的电源电压为第三电源电压。

在本申请实施例中：负载开关的输入端为第二电压输入引脚，输出端为第一电压输出引脚。第一电源转化芯片的输入端为第三电压输入引脚，输出端为第二电压输出引脚。第二电源转化芯片的输入端为第四电压输入引脚，输出端为第三电压输出引脚。

在本申请实施例中，第一电源电压为3.3V，第二电源电压为1.6V，第三电源电压为4.1V。当然，第一电源电压、第二电源电压和第三电源电压还可能是其他电压值，具体可根据电路需要进行设置，在此不做具体限定。

进一步，本申请实施例中第一电源转化芯片的第二电压输出引脚与激光驱动芯片的第二驱动引脚连接，还与限幅放大芯片的第二限幅引脚连接；第二电源转化芯片的第三电压输出引脚与激光驱动芯片的第三驱动引脚连接。

为控制对光模块第一电源电压的输入时序控制，本申请体用的实施中包括：负载开关307和MCU301。其中：MCU301，输入端与金手指的电源引脚电连接，用于输入第一电源电压，输出端与电源转化芯片连接，输出各使能信号，用于控制电源转化芯片的输出时序。

具体的，负载开关包含四个引脚：第二输入电压引脚、第一输出电压引脚和第一使能引脚。其中，第二输入电压引脚与金手指的电源引脚连接，输入第一电源电压；第二输出电压引脚与限幅放大芯片、激光驱动芯片连接。第一使能引脚与MCU连接，用于接收MCU的使能信号，控制第一输出电压引脚的输出时间。

负载开关的第一输出电压引脚与限幅放大芯片的第一驱动引脚连接，负载开关的第一输出电压引脚还与激光驱动芯片的第一限幅引脚连接。MCU的输入端设置有第一电压输入引脚，与金手指的电源引脚连接，输入第一电源电压，为3.3V。MCU的输出端包括：第一输出接口，与负载开关的第一使能引脚连接，用于输出对负载开关的控制。第二输出接口，与第一电源转化芯片连接，用于输出对第一电源转化芯片的使能信号，控制第一电源转化芯片的电源输出时间。第三输出接口，与第二电源转化芯片连接，用于输出对第二电源转化芯片的使能信号，控制第二电源转化芯片的电源输出时间。

负载开关通过第一使能引脚接收第一输出接口的第一使能信号，控制对限幅放大芯片、激光驱动芯片的电源电压输出时间，且负载开关第一输出电压引脚输出的电压值与第二输入电压引脚输入的电压值相同，即负载开关第一输出电压引脚输出的电压值为第一电源电压。因此，MCU与负载开关连接，通过MCU内程序可控制对各功能芯片的第一电源电压值的输出时间。

第一电源转化芯片包括：第三电压输入引脚、第二电压输出引脚和第二使能引脚。其中，第三电压输入引脚与金手指上电源引脚连接，用于输入第一电源电压；第二电压输出引脚输出经第一电源转化芯片转化后的电源电压，即本申请中的第二电源电压；第二使能引脚与MCU的第二输出接口，接收第二输出接口输出的第二使能信号，通过第一使能信号与第二使能信号发出时间不同，控制第一输出电压引脚输出的电压与第二电压输出引脚输出时序，也即控制负载开关与第一电源转化芯片的电源电压输出时序。

进一步，第二电源转化芯片包括：第四电压输入引脚、第三电压输出引脚和第三使能引脚。其中，第四电压输入引脚与金手指上电源引脚连接，用于输入第一电源电压；第三电压输出引脚输出经第一电源转化芯片转化后的电源电压，即本申请中的第三电源电压；第三使能引脚与MCU的第三输出接口，接收第三输出接口输出的第三使能信号，通过第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号发出时间不同，控制第一输出电压引脚、第二电压输出引脚和第三电压输出引脚输出时序，也即控制负载开关、第一电源转化芯片与第二电源转化芯片的电源电压输出时序。

在本申请实施例中，第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号的输出时序，即为负载开关、第一电源转化芯片与第二电源转化芯片的电源电压输出时序。可通过在MCU中预设第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号的输出时序，实现对负载开关、第一电源转化芯片与第二电源转化芯片的电源电压输出时序的控制。

在一些实施例中，MCU还设置有：通信引脚；金手指设置有通信金手指引脚，与MCU通信引脚连接。上位机可以经金手指与MCU通信连接，可通过上位机实现对MCU内部程序的写入，从而控制第一使能信号、第二使能信号和第三使能信号的输出时序，实现对负载开关、第一电源转化芯片与第二电源转化芯片的电源电压输出时序的控制。

综上所述，本申请实施例提供了一种光模块，包括：电路板。所述电路板上设有：金手指、多个功能芯片、负载开关、第一电源转化芯片和MCU。其中，所述金手指包括电源引脚，与上位机电连接。负载开关的输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；第一电源转化芯片的其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接。MCU包括：第一电压输入引脚，与所述电源引脚连接；第一输出接口，与所述负载开关连接，输出第一使能信号至所述负载开关，用于控制所述负载开关的开关；第二输出接口，与所述第一电源转化芯片连接，输出第二使能信号至所述第一电源转化芯片，用于控制所述第一电源转化芯片的开关；且所述第一输出接口与所述第二输出接口输出使能信号的时间不同。本申请通过MCU对负载开关、第一电源转化芯片的开关时序控制，控制负载开关、第一电源转化开关向各功能芯片输出的电源时序，从而满足光模块对不同电源时序要求的控制，满足各功能芯片的使用需求。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括：电路板；

所述电路板设有：金手指，所述金手指包括电源引脚，与上位机电连接；

多个功能芯片；

负载开关，其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；

第一电源转化芯片，其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；

MCU，包括：

第一电压输入引脚，与所述电源引脚连接；

第一输出接口，与所述负载开关连接，输出第一使能信号至所述负载开关，用于控制所述负载开关的开关；

第二输出接口，与所述第一电源转化芯片连接，输出第二使能信号至所述第一电源转化芯片，用于控制所述第一电源转化芯片的开关；

且所述第一输出接口与所述第二输出接口输出使能信号的时间不同。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述负载开关包括：

第二电压输入引脚，与所述电源引脚连接；

第一电压输出引脚，与所述功能芯片连接；

第一使能引脚，与所述第一输出接口连接。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一电压输出引脚与所述第二电压输入引脚的电压相同。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述MCU设有通信引脚；所述金手指还包括通信金手指引脚，与所述通信引脚通信连接。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述电路板上还设有：第二电源转化芯片，其输入端与所述电源引脚连接，输出端与所述功能芯片连接；

所述MCU还包括：第三输出接口，与所述第二电源转化芯片连接，输出第三使能信号至所述第一电源转化芯片，用于控制所述第二电源转化芯片的开关；

所述第一电源转化芯片与所述第二电源转化芯片的输出电压值不同；

所述第一输出接口、所述第二输出接口和所述第三输出接口输出使能信号的时间均不相同。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述多个功能芯片包括：

第一功能芯片，与所述负载开关、所述第一电源转化芯片和所述第二电源转化芯片连接；

第二功能芯片，与所述负载开关和所述第一电源转化芯片连接。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第一功能芯片为激光驱动芯片。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述激光驱动芯片包括：

第一驱动引脚，与所述负载开关的输出端连接；

第二驱动引脚，与所述第一电源转化芯片的输出端连接；

第三驱动引脚，与所述第二电源转化芯片的输出端连接。

9.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述第二功能芯片限幅放大芯片。

10.根据权利要求9所述的光模块，其特征在于，所述限幅放大芯片包括：

第一限幅引脚，与所述负载开关的输出端连接；

第二限幅引脚，与所述第一电源转化芯片的输出端连接。

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