CN114584209B - 光模块 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种光模块,包括电路板、设在电路板上的MCU、与MCU电连接的激光驱动芯片及与激光驱动芯片电连接的激光芯片,MCU包括温度传感器与第一寄存器,温度传感器用于获取温度参数,第一寄存器存储有发射预加重设置值,MCU根据温度参数从第一寄存器读取对应的发射预加重设置值;激光驱动芯片包括发射预加重调节器,用于接收发射预加重设置值,根据发射预加重设置值调整输出的调制电流强度;激光芯片用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号。本申请在不同温度下设置不同的发射预加重设置值,根据发射预加重设置值调整发射信号的强度,使发射信号与模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保了光模块的发射性能处在最佳状态。
Description
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。
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。
对于高速率光模块,通常在收发驱动芯片内部集成收发预加重(Pre-emphasis,EM)及均衡(Continuous Time Linear Equalizer,CTLE)调节器,通过调节EM与CTLE来控制输入及输出信号的强度,使之与设备单板及模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块性能(发射光眼图,接收灵敏度及信号传输等)处在最佳状态。为保护光模块性能及工作状态,发射端的预加重TXEM及接收端的均衡CTLE的调试接口不对外开放,是在光模块内部调试的,即在光模块出厂时就已经固化好确定值,在模块整个生命周期不再改变。
但是,随着光模块速率的不断提高,传输距离的不断增加,以及光模块方案的多元化,试验发现,若光模块的发射预加重TXEM及接收CTLE设置为一个固定值,会导致在某个温区下存在模块发射性能或接收性能较差,甚至不能满足指标要求,或者出现虽能满足指标要求,但是模块在通过一定长度的光纤传输业务时出现性能劣化且不满足指标要求的问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种光模块,以解决光模块的发射预加重TXEM及接收CTLE为固定值,会导致在某个温区下存在光模块发射性能或接收性能较差的问题。
第一方面,本申请提供了一种光模块,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器与第一寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第一寄存器存储有发射预加重设置值;用于根据所述温度参数从所述第一寄存器读取对应的发射预加重设置值;
激光驱动芯片,设置在所述电路板上,与所述MCU电连接,包括发射预加重调节器,用于接收所述发射预加重设置值,根据所述发射预加重设置值调整输出的调制电流强度;
激光芯片,与所述激光驱动芯片电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号。
第二方面,本申请提供了一种光模块,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器与第二寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第二寄存器存储有接收均衡设置值;用于根据所述温度参数从所述第二寄存器读取对应的接收均衡设置值;
接收芯片,设置在所述电路板上,用于将接收的光信号转换为电信号;
接收驱动芯片,设置在所述电路板上,与所述MCU、所述接收芯片电连接,包括接收均衡调节器,用于接收所述接收均衡设置值,根据所述接收均衡设置值调整转换后电信号的高频强度。
第三方面,本申请提供了一种光模块,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器、第一寄存器与第二寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第一寄存器存储有发射预加重设置值,所述第二寄存器存储有接收均衡设置值;用于根据所述温度参数从所述第一寄存器读取对应的发射预加重设置值,根据所述温度参数从所述第二寄存器读取对应的接收均衡设置值;
收发驱动芯片,设置在所述电路板上,与所述MCU电连接,包括发射预加重调节器与接收均衡调节器,所述发射预加重调节器用于接收所述发射预加重设置值,根据所述发射预加重设置值调整输出的调制电流强度;所述接收均衡调节器用于接收所述接收均衡设置值,根据所述接收均衡设置值调整转换后电信号的高频强度;
激光芯片,与所述收发驱动芯片电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号;
接收芯片,与所述收发驱动芯片电连接,用于将接收的光信号转换为电信号。
由上述实施例可见,本申请实施例提供了一种光模块,该光模块包括电路板、MCU、激光驱动芯片与激光芯片,MCU设置在电路板上,MCU包括温度传感器与第一寄存器,温度传感器用于获取温度参数,第一寄存器存储有发射预加重设置值,即在MCU内部提供出寄存器区域来存储与温度对应的发射预加重设置值,MCU用于根据温度参数从第一寄存器读取对应的发射预加重设置值,以在不同温度下获取对应的发射预加重设置值;激光驱动芯片设置在电路板上,与MCU电连接,包括发射预加重调节器,用于接收对应温度下的发射预加重设置值,根据发射预加重设置值调整输出的调制电流强度,即将与温度对应的发射预加重设置值写入至发射预加重调节器,发射预加重调节器根据该发射预加重设置值输出对应强度的调制电流;激光芯片与激光驱动芯片电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号,使得在对应温度下发射信号与电路板及光模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块发射性能(发射光眼图及信号传输等)处在最佳状态,能够实现光模块在全温区正常稳定工作。
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***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为根据一些实施例的一种光模块的收发信号调整示意图;
图6为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图一;
图7为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图一;
图8为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图二;
图9为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图二;
图10为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图三;
图11为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图三。
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***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***的连接关系图。如图1所示,光通信***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***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***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***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,***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***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***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***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组件400及光接收组件500,分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射组件400一般包括光发射器、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,透镜用于汇聚光发射器正面发射的光束,使得光发射器射出的光束为汇聚光,以方便耦合至外部光纤。为了驱动光发射组件400中的光发射器产生激光光束,电路板300上设置有发射驱动芯片,发射驱动芯片可通过打线与光发射器电连接,如此金手指将上位机传输的电信号传输至发射驱动芯片,发射驱动芯片向光发射器传送供电参数,光发射器根据供电参数产生激光信号。
光接收组件500一般包括接收芯片与跨阻放大器,接收芯片用于将接收的外部光信号转换为电信号,电信号经由跨阻放大器进行放大后传输至电路板300上的金手指,经由金手指将电信号传输至上位机。为了调整传输至上位机的电信号,电路板300上设置有接收驱动芯片,该接收驱动芯片与接收芯片或跨阻放大器电连接,如此接收芯片输出的电信号传输至接收驱动芯片,通过接收驱动芯片对电信号进行调整,调整后的电信号传输至上位机。
图5为根据一些实施例的一种光模块的收发信号调整示意图。如图5所示,10G及以上速率的光模块,通常在电路板300上的驱动芯片内部集成预加重(EM)及均衡(CTLE)调节器,通过调节EM与CTLE来控制输入及输出信号的强度,使之与电路板及光模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块性能(发射光眼图,接收灵敏度及信号传输等)处在最佳状态。
以25G光模块为例,在发射端,电路板300上的发射电信号首先进入发射驱动芯片的发射均衡调节器,然后进入时钟整形(CDR),再进入发射预加重(0TXEM)调节器,最后进入激光器转换为光信号输出;在接收端,接收光信号通过光探测器PD转换为电信号,电信号进入接收驱动芯片的接收均衡(CTLE)调节器,然后进入时钟整形(CDR),再进入接收预加重(RXEM)调节器,最后输出到电路板300。
发射端的CTLE及接收端的预加重RXEM是与设备单板进行匹配的,是开放出来的,通常由设备端在上线时调试到统一的一个固定值。为保护光模块性能及工作状态,发射的预加重TXEM及接收端CTLE的调试接口不对外开放,是在光模块内部调试的,即在光模块出厂时就已经固化好确定值,在模块整个生个生命周期不再改变。通常光模块内部的发射预加重TXEM及接收CTLE也是调试为一个能够使得光模块收发性能都处于最佳状态的值,通常表现为光模块发射光眼图及接收灵敏度最佳。这个值是一个固定值,即在全部温区下(工业级-40℃~85℃),发射预加重TXEM为一个固定值,接收CTLE也是一个固定值。
但是,试验发现,若光模块的发射预加重TXEM及接收CTLE设置为一个固定值,会导致在某个温区下(通常是高温区或低温区)存在光模块发射性能或接收性能较差,甚至不能满足指标要求,或者出现虽能满足指标要求,但是光模块在通过一定长度的光纤传输业务时出现性能恶劣且不满足指标要求的问题。
通过试验及理论分析,此时在高温或低温等恶劣温度条件下,光模块内部的整个信号链路损耗及阻抗匹配发生变化,尤其对于高速率,长传输距离的光模块,由于温度变化带来的这种损耗及阻抗匹配的变化最终导致模块整体性能劣化。
为了解决上述问题,本申请实施例提供了一种光模块,该光模块通过调节预加重EM与均衡CTLE来控制输入及输出信号的强度,使之与设备单板及模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块性能(发射光眼图,接收灵敏度及信号传输等)处在最佳状态。
图6为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图一,图7为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图一。如图6、图7所示,电路板300上的MCU320包括温度传感器与第一寄存器,温度传感器用于获取温度参数,第一寄存器存储有发射预加重设置值,该发射预加重设置值与温度参数对应设置。光模块在工作过程中,MCU320根据温度传感器实时采集到的温度参数,从第一寄存器中读取与温度参数对应的发射预加重设置值。
激光驱动芯片330设置在电路板300上,与MCU320电连接,包括发射预加重调节器,MCU320获取到与温度参数对应的发射预加重设置值后,将读取的发射预加重设置值传送至发射预加重调节器中,发射预加重调节器根据该发射预加重设置值调整输出的调制电流强度,以调整输入到激光芯片340中电流信号的高频分量的强度。
激光芯片340与激光驱动芯片330电连接,激光芯片340根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号,以改变发射光信号的强度。
如此,上位机将电信号传输至电路板300上的金手指310,金手指310通过信号线与MCU320电连接,MCU320根据温度传感器采集到的工作温度从第一寄存器中读取对应温度下的发射预加重设置值,并将该发射预加重设置值写入到激光驱动芯片330的发射预加重调节器中使之生效,从而实现不同温度下调取不同发射预加重设置值,最终实现光模块在全温区正常稳定工作。
在一些实施例中,MCU320内第一寄存器存储的发射预加重设置值可与温度传感器获取的温度参数一一对应设置,实现不同温度下读取不同的发射预加重设置值,从而实现了发射光信号的三温补偿。
在一些实施例中,MCU320内第一寄存器存储的发射预加重设置值也可与温度传感器获取的温度参数的范围对应设置,即预设范围的温度与一个发射预加重设置值对应,列表如下表示例:
本申请实施例提供的光模块中,在MCU内部提供第一寄存器来存储温度对应的发射预加重设置值,光模块在工作过程中,根据MCU内的温度传感器采集到的工作温度,MCU根据采集到的工作温度从第一寄存器中读取对应的发射预加重设置值,并将该发射预加重设置值写入到激光驱动芯片的发射预加重调节器,发射预加重调节器根据该发射预加重设置值调整输出的调制电流强度,激光芯片根据该调整后的调制电流发射对应强度的光信号,使得发射信号与电路板及光模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块发射性能(发射光眼图,信号传输等)处在最佳状态,实现了发射光信号的三温补偿功能,从而实现了光模块在全温区正常稳定工作。
同样地,不仅可通过在不同温度下设置不同的发射预加重设置值,使得发射光信号与光模块内部的信号线路形成最佳匹配,还可通过在不同温度下设置不同的接收均衡设置值,使得接收光信号转换后的电信号与光模块内部的信号线路形成最佳匹配。
图8为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图二,图9为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图二。如图8、图9所示,电路板300上的MCU320包括温度传感器与第二寄存器,温度传感器用于获取温度参数,第二寄存器存储有接收均衡设置值,该接收均衡设置值与温度参数对应设置。光模块在工作过程中,MCU根据温度传感器实时采集到的温度参数,从第二寄存器中读取与温度参数对应的接收均衡设置值。
接收芯片(PD)360设置在电路板300上,用于将接收的光信号转换为电信号,即外部光信号传输至接收芯片360,经由接收芯片360将光信号转换为电信号,电信号传输至电路板300上的接收驱动芯片350上,经由接收驱动芯片350进行电信号调整。
接收驱动芯片350设置在电路板300上,与MCU320、接收芯片360电连接,包括接收均衡调节器,MCU320获取到与温度参数对应的接收均衡设置值后,将接收均衡设置值发送至接收均衡调节器中,接收均衡调节器根据该接收均衡设置值调整转换后电信号的高频分量的强度,使电信号的高频分量与低频分量的强度处在一个均衡的水平,以通过内部电路直接对电信号的高频分量进行增益。
如此,接收芯片360将接收光信号转换为电信号,电信号传输至接收驱动芯片350,MCU320根据温度传感器采集到的工作温度从第二寄存器中读取对应温度下的接收均衡设置值,并将该接收均衡设置值写入到接收驱动芯片350的接收均衡调节器中使之生效,生效后的接收驱动芯片350对转换后的电信号进行高频强度调整,调整后的电信号经由信号线传输至金手指310,通过金手指310传送至上位机。
在一些实施例中,本申请实施例提供的光模块还包括跨阻放大器,该跨阻放大器设置在电路板300上,与接收芯片360、接收驱动芯片350电连接,接收芯片360将接收的光信号转换为电信号后,电信号传输至跨阻放大器,跨阻放大器对电信号进行放大,放大后的电信号传输至接收驱动芯片350,接收驱动芯片350中的接收均衡调节器接收来自MCU320的接收均衡设置值,根据该接收均衡设置值对放大后的电信号进行高频强度调整。
在一些实施例中,MCU320内第二寄存器存储的接收均衡设置值可与温度传感器获取的温度参数一一对应设置,实现不同温度下读取不同的接收均衡设置值,从而实现了接收光信号的三温补偿。
在一些实施例中,MCU320内第二寄存器存储的接收均衡设置值也可与温度传感器获取的温度参数的范围对应设置,即预设范围的温度与一个接收均衡设置值对应,列表如下表示例:
温度/℃ | 接收均衡设置值 |
-40 | α |
-39 | α |
-38 | β |
-37 | β |
-36 | β |
-35 | γ |
-34 | γ |
-33 | γ |
-32 | γ |
-31 | γ |
-30 | δ |
-29 | δ |
. | . |
. | . |
. | . |
80 | σ |
81 | σ |
82 | σ |
83 | τ |
84 | τ |
85 | τ |
本申请实施例提供的光模块中,在MCU内部提供第二寄存器来存储温度对应的接收均衡设置值,光模块在工作过程中,根据MCU内的温度传感器采集到的工作温度,MCU根据采集到的工作温度从第二寄存器中读取对应的接收均衡设置值,并将该接收均衡设置值写入到接收驱动芯片的接收均衡调节器使之生效;接收芯片将外部光信号转换为电信号,电信号传输至接收驱动芯片,接收驱动芯片根据生效后的接收均衡调节器对转换后的电信号进行强度调整,使得接收电信号与电路板及光模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保光模块接收性能(接收灵敏度,信号传输等)处在最佳状态,实现了接收光信号的三温补偿功能,从而实现了光模块在全温区正常稳定工作。
在不同温度下设置不同的发射预加重设置值或接收均衡设置值不仅限应用于单独的光发射组件或光接收组件,还可应用于光收发组件,以确保光模块的收发性能处在最佳状态。
图10为本申请实施例提供的一种光模块中电路板的局部结构示意图三,图11为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构框图三。如图10、图11所示,电路板300上的MCU320包括温度传感器、第一寄存器与第二寄存器,温度传感器用于获取温度参数,第一寄存器存储有发射预加重设置值,第二寄存器存储有接收均衡设置值,该发射预加重设置值、接收均衡设置值与温度参数对应设置。光模块在工作过程中,MCU320根据温度传感器实时采集到的温度参数,从第一寄存器中读取与温度参数对应的发射预加重设置值,从第二寄存器中读取与温度参数对应的接收均衡设置值。
收发驱动芯片370设置在电路板300上,与MCU320电连接,包括发射预加重调节器与接收均衡调节器,发射预加重调节器用于接收来自MCU320的发射预加重设置值,根据该发射预加重设置值调整输出的调制电流强度;接收均衡调节器用于接收来自MCU320的接收均衡设置值,根据该接收均衡设置值调整转换后电信号的高频强度。
激光芯片340与收发驱动芯片370电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号。
接收芯片360,与收发驱动芯片370电连接,用于将接收的光信号转换为电信号。
如此,上位机将电信号传输至电路板300上的金手指310,金手指310通过信号线与MCU320电连接,MCU320根据温度传感器采集到的工作温度从第一寄存器中读取对应温度下的发射预加重设置值,并将该发射预加重设置值写入到收发驱动芯片370的发射预加重调节器中使之生效,生效后的收发驱动芯片370向激光芯片340输出调整后的调整电流,激光芯片340根据该调整后的调制电流发射对应强度的光信号;接收芯片360将接收光信号转换为电信号,电信号传输至收发驱动芯片370,MCU320根据温度传感器采集到的工作温度从第二寄存器中读取对应温度下的接收均衡设置值,并将该接收均衡设置值写入到收发驱动芯片370的接收均衡调节器中使之生效,生效后的收发驱动芯片370对转换后的电信号进行高频强度调整,调整后的电信号经由信号线传输至金手指310,通过金手指310传送至上位机。
本申请实施例提供的光模块中,通过调节发射预加重设置值与接收均衡设置值来控制光模块输入及输出信号的强度,使之与设备单板及模块内部的信号线路形成最佳匹配,确保模块性能(发射光眼图,接收灵敏度及信号传输等)处在最佳状态,确保了光模块在全温区正常稳定工作。
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 (9)
1.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器与第一寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第一寄存器存储有发射预加重设置值;所述MCU用于根据所述温度参数从所述第一寄存器读取对应的发射预加重设置值;
激光驱动芯片,设置在所述电路板上,所述激光驱动芯片与所述MCU电连接,所述激光驱动芯片包括发射预加重调节器,所述发射预加重调节器的值不是固定值,所述发射预加重调节器用于接收所述发射预加重设置值,根据所述发射预加重设置值调整输出的调制电流的高频分量的强度;
激光芯片,与所述激光驱动芯片电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号,以改变发射光信号的强度。
2.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述发射预加重设置值与所述温度参数一一对应设置。
3.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述发射预加重设置值与所述温度参数的预设范围对应设置。
4.根据权利要求1所述的光模块,其特征在于,所述温度传感器获取的温度参数为-40℃~85℃。
5.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器与第二寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第二寄存器存储有接收均衡设置值;所述MCU用于根据所述温度参数从所述第二寄存器读取对应的接收均衡设置值;
接收芯片,设置在所述电路板上,用于将接收的光信号转换为电信号;
接收驱动芯片,设置在所述电路板上,所述接收驱动芯片与所述MCU、所述接收芯片电连接,所述接收驱动芯片包括接收均衡调节器,所述接收均衡调节器的值不是固定值,所述接收均衡调节器用于接收所述接收均衡设置值,根据所述接收均衡设置值调整转换后电信号的高频强度。
6.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,还包括:
跨阻放大器,设置在所述电路板上,与所述接收芯片、所述接收驱动芯片电连接,用于对来自所述接收芯片的电信号进行放大,放大后的电信号传输至所述接收驱动芯片进行调整。
7.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,所述接收均衡设置值与所述温度参数一一对应设置。
8.根据权利要求5所述的光模块,其特征在于,所述接收均衡设置值与所述温度参数的预设范围对应设置。
9.一种光模块,其特征在于,包括:
电路板;
MCU,设置在所述电路板上,包括温度传感器、第一寄存器与第二寄存器,所述温度传感器用于获取温度参数,所述第一寄存器存储有发射预加重设置值,所述第二寄存器存储有接收均衡设置值;所述MCU用于根据所述温度参数从所述第一寄存器读取对应的发射预加重设置值,根据所述温度参数从所述第二寄存器读取对应的接收均衡设置值;
收发驱动芯片,设置在所述电路板上,所述收发驱动芯片与所述MCU电连接,所述收发驱动芯片包括发射预加重调节器与接收均衡调节器,所述发射预加重调节器的值与所述接收均衡调节器的值不是固定值,所述发射预加重调节器用于接收所述发射预加重设置值,根据所述发射预加重设置值调整输出的调制电流的高频分量的强度;所述接收均衡调节器用于接收所述接收均衡设置值,根据所述接收均衡设置值调整转换后电信号的高频强度;
激光芯片,与所述收发驱动芯片电连接,用于根据调整后的调制电流发射对应强度的光信号,以改变发射光信号的强度;
接收芯片,与所述收发驱动芯片电连接,用于将接收的光信号转换为电信号。
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