本發(fā)明涉及光通信設(shè)備,尤其涉及具有多個(gè)通道的光模塊。
背景技術(shù):
隨著光通信行業(yè)對(duì)更小體積、更高封裝密度、更低工作電壓、更高速度和更低功耗的需求,芯片的工藝和光模塊的封裝都在不停地往前逐步的發(fā)展。具有多個(gè)通道的光模塊,以雙通道的CSFP(Compact SFP Transceiver)光模塊為例,逐步走向成熟。由于CSFP光模塊里面有兩路獨(dú)立的光電和電光轉(zhuǎn)換電路,所以CSFP光模塊的空間布局、功耗等都比傳統(tǒng)的SFP(Small Form-factor Pluggables)光模塊復(fù)雜很多。為了更好地支持使用傳統(tǒng)的SFP光模塊的板卡,CSFP光模塊與標(biāo)準(zhǔn)SFP模塊做了管腳兼容設(shè)計(jì),從而CSFP光模塊可以插在SFP光模塊上的一通道光路正常工作。然而,CSFP光模塊本身具有兩對(duì)獨(dú)立的光電轉(zhuǎn)換通道,但是舊的支持SFP光模塊的板卡上沒(méi)有對(duì)應(yīng)于CSFP光模塊另個(gè)通道的高速數(shù)據(jù)線。這種一來(lái),如果兩個(gè)通道都開(kāi)啟,其功耗將會(huì)超出傳統(tǒng)的SFP光模塊的功耗要求。一般以太網(wǎng)和Fiber Channel等通訊協(xié)議,上電后都需要一個(gè)鏈接(link)過(guò)程,這個(gè)過(guò)程包括:速率協(xié)商,data+和data-自動(dòng)交叉判斷等等,此功能經(jīng)常需要關(guān)閉CSFP光模塊的某一個(gè)通道。當(dāng)客戶(hù)根據(jù)實(shí)際使用情況,需要斷掉一條通道的業(yè)務(wù)時(shí),只能雙通道一并關(guān)閉和一并開(kāi)啟,如此將面臨雙通道互相干擾的弊端。可見(jiàn),對(duì)于板卡需要按通道控制開(kāi)關(guān)鏈接和通道增加導(dǎo)致的功耗問(wèn)題,是當(dāng)前CSFP光模塊面臨的難點(diǎn)和挑戰(zhàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,而提出一種光模塊,能夠降低功耗,提高使用靈活性。
本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案包括,提出一種光模塊,其包括多個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合和與這些激光器驅(qū)動(dòng)器相連的一控制器和一金手指;其中,該光模塊還包括受控于該控制器的多個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān);其中,每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)對(duì)應(yīng)于一個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合,該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)/閉合,與該激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合的失電不工作/得電工作相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題而提出的技術(shù)方案還包括,提出一種光通信設(shè)備,其包括主控模塊和與該主控模塊相連的光模塊;其中該光模塊是如上所述的光模塊,該主控模塊與該光模塊是串行通信連接的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的光模塊通過(guò)巧妙地對(duì)應(yīng)于每個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合設(shè)置一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān),并使該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)受控于光模塊內(nèi)部的控制器,能夠很方便地實(shí)現(xiàn)單個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合的獨(dú)立開(kāi)關(guān),從而能夠降低功耗,提高使用靈活性。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的光模塊的框圖示意。
圖2是本發(fā)明的光模塊中控制器的電原理示意。
圖3是本發(fā)明的光模塊中第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電原理示意。
圖4是本發(fā)明的光模塊實(shí)現(xiàn)單個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合獨(dú)立開(kāi)關(guān)過(guò)程的流程示意。
其中,附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:100光模塊 110第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合 117電源供給端口 120第一光纖接口 130第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合 139電源供給端口 140第二光纖接口 150控制器 160金手指 170第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 190第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān) 122、124端口 142、144端口 151微處理器 161、162、163、164、165、167、169端口 171開(kāi)關(guān)管 172電容 173電阻 400光通信設(shè)備 200主控模塊 101中斷處理函數(shù) 103寄存器變量 105診斷處理函數(shù) 107 IO端口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步地詳盡闡述。
參見(jiàn)圖1,圖1是本發(fā)明的光模塊的框圖示意。本發(fā)明以CSFP光模塊為例,提出一種具有多個(gè)通道的光模塊100,能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)通道的獨(dú)立開(kāi)關(guān)。該光模塊100包括:第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110,第一光纖接口120,第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130,第二光纖接口140,控制器150,金手指160,第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170和第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190。
其中,第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170和第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190受控于該控制器150。每個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190對(duì)應(yīng)于一個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110、130。驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190的斷開(kāi)/閉合,與該激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110、130的失電不工作/得電工作相對(duì)應(yīng)。
該光模塊100通過(guò)該金手指160實(shí)現(xiàn)與外部設(shè)備(圖未示)的電連接,以獲得要傳輸?shù)碾姲l(fā)射信號(hào),向外部設(shè)備提供電接收信號(hào),與外部設(shè)備通信,以及從外部獲得電源供給等。具體而言,該金手指160包括:與第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110相連的發(fā)射電信號(hào)端口161和接收電信號(hào)端口162,與第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130相連的發(fā)射電信號(hào)端口163和接收電信號(hào)端口164,與控制器150相連的通信端口165,與第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170相連的第一通道電源供給端口167,以及與第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190相連的第二通道電源供給端口169。
該第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110與該第一光纖接口120相連,可以實(shí)現(xiàn)第一路的光信號(hào)發(fā)射。在該光模塊100內(nèi),對(duì)應(yīng)于該第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110還設(shè)置有:光電轉(zhuǎn)換二極管和限幅放大器,用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)接收。該限幅放大器和該激光器驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)于同一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170。該第一光纖接口120具體包括光接收端口122和光發(fā)射端口124。
類(lèi)似地,該第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130與該第二光纖接口140相連,實(shí)現(xiàn)第二路的光信號(hào)發(fā)射。在該光模塊100內(nèi),對(duì)應(yīng)于該第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130還設(shè)置有:光電轉(zhuǎn)換二極管和限幅放大器,用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)接收。該限幅放大器和該激光器驅(qū)動(dòng)器對(duì)應(yīng)于同一個(gè)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190。該第二光纖接口140具體包括光接收端口142和光發(fā)射端口144。
該控制器150對(duì)該第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110和第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130實(shí)現(xiàn)控制。該控制器150通過(guò)該金手指160與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。
該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170串設(shè)在該第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110的電源供給端口與金手指160的電源供給端口167之間。該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170受控于該控制器150而閉合/斷開(kāi),進(jìn)而使得第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110能夠得電工作/失電不工作。
同樣,該第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190串設(shè)在該第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130的電源供給端口與金手指160的電源供給端口169之間。該第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190受控于該控制器150而閉合/斷開(kāi),進(jìn)而使得第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130能夠得電工作/失電不工作。
在本實(shí)施例中,該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190各包括一開(kāi)關(guān)管,該開(kāi)關(guān)管具有兩個(gè)開(kāi)關(guān)端口和一個(gè)控制端口。其中,這兩個(gè)開(kāi)關(guān)端口分別與該金手指160的電源供給端口167、169與該激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110、130的電源供給端口117、139相連,該控制端口與該控制器150相連。該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190還包括與該開(kāi)關(guān)管相配合的一緩沖電路,用于防止在掉電時(shí),IO電流倒灌到該控制器150。
參見(jiàn)圖2,圖2是本發(fā)明的光模塊中控制器的電原理示意。該控制器150主要由微處理器151及其外圍電路組成。在本實(shí)施例中,該微處理器151選用8051系列單片機(jī)。具體而言,微處理器151的管腳P0.1(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為VCC1_C)配置成推挽輸出,低電平開(kāi)啟第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110的電源。微處理器151的管腳P0.4(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為VCC2_C)配置成推挽輸出,低電平開(kāi)啟第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130的電源。
另外,微處理器151的管腳P0.6(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SDA)、P0.7(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SCL)對(duì)應(yīng)于SFP標(biāo)準(zhǔn)通信接口的SDA、SCL端口。微處理器151的管腳P1.0(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為FAULT)對(duì)應(yīng)于光模塊100的故障指示。微處理器151的管腳P1.3(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SDA1)、P1.4(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SCL1)對(duì)應(yīng)于第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110中激光器驅(qū)動(dòng)器的SDA、SCL端口。微處理器151的管腳P1.5(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SDA2)、P1.6(電路網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)為SCL2)對(duì)應(yīng)于第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130中激光器驅(qū)動(dòng)器的SDA、SCL端口。
可以理解的是,控制器150通過(guò)端口165與外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)串行通信??刂破?50對(duì)第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110中激光器驅(qū)動(dòng)器的控制采用串行通信實(shí)現(xiàn)??刂破?50對(duì)第二激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合130中激光器驅(qū)動(dòng)器的控制采用串行通信實(shí)現(xiàn)。
參見(jiàn)圖3,圖3是本發(fā)明的光模塊中第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)的電原理示意。該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170由開(kāi)關(guān)管171、電容172和電阻173組成。在本實(shí)施例中,開(kāi)關(guān)管171選用MOS管,MOS管的源極S與漏極D構(gòu)成該開(kāi)關(guān)管171的兩個(gè)開(kāi)關(guān)端口。MOS管的柵極G構(gòu)成該開(kāi)關(guān)管171的控制端口。該電容172和電阻173構(gòu)成與該開(kāi)關(guān)管171相配合的緩沖電路。其中,該電容172并接在該開(kāi)關(guān)管171的源極S與柵極G之間。電阻173連接在該開(kāi)關(guān)管171的柵極G與地之間。
開(kāi)關(guān)管171的柵極G與微處理器151的端口VCC1_C相連。開(kāi)關(guān)管171的源極S與金手指160的端口167相連,以獲得供給電源。開(kāi)關(guān)管171的漏極D與第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110的電源供給端口117相連。
該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170的工作原理大致是:剛上電的時(shí)候,電容172的電量為零,開(kāi)關(guān)管171完全斷開(kāi)。然后,電容172通過(guò)電阻173上的電流慢慢充電。當(dāng)開(kāi)關(guān)管171的柵極G和源極S的壓差Vgs低于一定的負(fù)電壓后,開(kāi)關(guān)管171會(huì)逐漸進(jìn)入半導(dǎo)通。此時(shí),端口167提供的供給電源通過(guò)該開(kāi)關(guān)管171給后級(jí)的第一激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110的電源供給端口117上的電容(圖未示)限流充電。當(dāng)壓差Vgs進(jìn)一步達(dá)到或超過(guò)更高的開(kāi)啟門(mén)限后,開(kāi)關(guān)管151會(huì)逐漸進(jìn)入全導(dǎo)通。
在該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170中,微處理器151通過(guò)端口VCC1_C來(lái)控制開(kāi)關(guān)管171的導(dǎo)通和斷開(kāi)。電阻303和電容302用來(lái)控制開(kāi)關(guān)管301由半導(dǎo)通到全導(dǎo)通的轉(zhuǎn)換時(shí)間。在半導(dǎo)通時(shí)間段內(nèi),開(kāi)關(guān)管301的等效電阻可以抑制電流過(guò)沖和電壓沖擊。
值得一提的是,在實(shí)際使用中,如果在微處理器151啟動(dòng)起來(lái)之前,不用給該光模塊100上電,則電阻173可以省去,因?yàn)椋涸谖⑻幚砥?51的端口VCC1_C在上電過(guò)程中保持為高阻狀態(tài),此狀態(tài)會(huì)一直保持到微處理器151中的軟件運(yùn)行起來(lái)。在初始化的時(shí)候,微處理器151將此端口VCC1_C輸出設(shè)置成高電平/低電平。
該第二驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)190與該第一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170的實(shí)現(xiàn)類(lèi)似,在此不再贅述。
參見(jiàn)圖4,圖4是本發(fā)明的光模塊實(shí)現(xiàn)單個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合獨(dú)立開(kāi)關(guān)過(guò)程的流程示意。可以理解的是,本發(fā)明提出一種光通信設(shè)備400,其包括光模塊100和主控模塊200。其中,該主控模塊200與該光模塊100通過(guò)串行通信相連,舉例而言:二者通過(guò)I2C接口相連,該主控模塊200能夠通過(guò)該I2C接口向該光模塊100發(fā)送命令。對(duì)應(yīng)于該主控模塊200發(fā)出的命令,該光模塊100中相應(yīng)的處理包括:中斷處理函數(shù)101,用于獲取命令;寄存器變量103,用于存儲(chǔ)命令;診斷處理函數(shù)105,用于調(diào)取寄存器存儲(chǔ)的命令;以及IO端口107,用于執(zhí)行命令。
在本實(shí)施例中,該中斷處理函數(shù)101、寄存器變量103、診斷處理函數(shù)105和IO端口107均是在微處理器151上實(shí)現(xiàn)的。該中斷處理函數(shù)101和該診斷處理函數(shù)105對(duì)應(yīng)于該微處理器151上運(yùn)行的軟件。該寄存器變量103對(duì)應(yīng)于微處理器151內(nèi)部的寄存器。該IO端口107對(duì)應(yīng)于該微處理器151上的IO端口。
當(dāng)主控模塊200根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要,發(fā)送開(kāi)啟或者關(guān)閉某個(gè)通道的命令時(shí),中斷處理函數(shù)101在接收到這個(gè)命令之后,會(huì)將這個(gè)命令寫(xiě)入到寄存器變量103;然后,當(dāng)該微處理器151上的主(main)函數(shù)循環(huán)調(diào)用診斷處理函數(shù)105的時(shí)候,該診斷處理函數(shù)105會(huì)對(duì)寄存器變量103中的值進(jìn)行處理,然后發(fā)送對(duì)應(yīng)的電平到IO端口107(即前述的微處理器151的端口VCC1_C、VCC2_C)。
值得一提的,中斷處理函數(shù)101為硬件觸發(fā)調(diào)用。寄存器變量103為全局變量,有臨界資源保護(hù)。診斷處理函數(shù)105由主函數(shù)周期性地調(diào)用。該光模塊100從該主控模塊200接收到開(kāi)關(guān)動(dòng)作的命令之后,是先保存在寄存器中,后續(xù)通過(guò)調(diào)用該寄存器中存儲(chǔ)值(即寄存器變量103)而通過(guò)相應(yīng)的輸出端口執(zhí)行該開(kāi)關(guān)動(dòng)作的命令的。這種設(shè)計(jì),僅有寄存器變量103為臨界資源。假如在中斷處理函數(shù)101處理中斷時(shí),直接繞過(guò)寄存器變量103而作用于IO端口107,則雖然可以提高反應(yīng)速度,但是會(huì)增加控制復(fù)雜度:雙線程之間有太多的內(nèi)容需要同步,比如:IO端口107等存在臨界資源問(wèn)題,難以做到完整性和一致性。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的光模塊100通過(guò)巧妙地對(duì)應(yīng)于每個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110、130設(shè)置一驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190,并使該驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)170、190受控于光模塊100內(nèi)部的控制器150,能夠很方便地實(shí)現(xiàn)單個(gè)激光器驅(qū)動(dòng)器與激光器組合110、130的獨(dú)立開(kāi)關(guān),從而能夠降低功耗,提高使用靈活性。
上述內(nèi)容,僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例,并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神,可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改,故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書(shū)所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。