一种光模块及光模块的控制方法与流程

本申请实施例涉及光通信技术。更具体地讲，涉及一种光模块及光模块的控制方法。

背景技术：

在光通信技术领域，光纤网络系统应用非常广泛。光纤网络系统由olt(opticallineterminal光线路终端)、ont(opticalnetworkterminal光网络终端)和光配线网络构成。其中，olt设备包括：光模块和外部设备两个部分。其中，光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号。

图1为光模块结构示意图，如图1所示例的光模块100可以包括发射端110、接收端120，其中，发射端110用于将电信号转换为光信号，接收端120用于将光信号转换为电信号。图中着重示出发射端110，如图所示的发射端110可以包括：微控制单元(mirocontrollerunit；mcu)111、激光器驱动器112，激光器二极管113，以及外围电路(图中未示出)。光模块100上电后进行初始化，在每次初始化过程中，mcu111按照固定流程，即固定时延通过iic总线向激光器驱动器内部集成的寄存器(图中未示出)写入配置参数，例如，在每次初始化过程中，mcu111均在上电开始时刻之后的第6秒，通过iic总线向激光器驱动器内部集成的寄存器写入配置参数，以使得在光模块100正常工作时，激光器二极管可以根据该配置参数发射符合要求的光信号。

然而，若一旦光模块故障，需要换上一个新的光模块。光模块从上电到系统启动起来需要经过初始化的过程，初始化的过程大概耗时3分钟的时间，在这3分钟的时间内，会出现通信业务的中断。

技术实现要素：

基于上述技术问题，本申请实施例示出一种光模块及光模块的控制方法。

本申请实施例第一方面示出一种光模块包括：包括备用金手指，备用mcu和备用激光器驱动器；

所述备用金手指，设置有与所述备用mcu的低功率管脚连接的备用通信端口，用于将外部设备发送的控制指令传输至所述备用mcu；还设置有与所述备用激光器驱动器相连接的备用电源提供端口，用于为所述备用激光器驱动器提供电能；其中，所述远端设备与主网元设备连接；

所述备用mcu与所述备用激光器驱动器连接，用于上电运行初始化程序，响应于外部设备发送的低电平控制指令，所述备用mcu处于待机状态；

所述备用mcu，还用于响应于所述外部设备发送的高电平控制指令，控制所述备用激光器驱动器启动，其中，所述高电平控制指令为外部设备响应于主网元设备发送的异常告警，向所述备用mcu发出的控制指令。

本申请实施例第二方面示出一种光模块的控制方法，包括：

上电运行初始化程序，响应于外部设备发送的低电平控制指令，所述备用mcu处于待机状态；

所述备用mcu响应于所述外部设备发送的高电平控制指令，控制所述备用激光器驱动器启动，其中，所述高电平控制指令为外部设备响应于主网元设备发送的异常告警，发出的控制指令。

由以上技术方案可以看出，本申请实施例示出一种光模块及光模块的控制方法。所述光模块包括备包括备用金手指，备用mcu和备用激光器驱动器；所述备用金手指，设置有与所述备用mcu的低功率管脚连接的备用通信端口，还设置有与所述备用激光器驱动器相连接的备用电源提供端口，其中，所述备用mcu与所述备用激光器驱动器连接。所述远端设备与主网元设备连接；主网元设备的结构与光模块的结构类似，包括：主金手指，主mcu，主激光器驱动器和主激光器二极管。

上电时光模块和主网元设备同时上电。此时，主mcu和备用mcu分别运行各自的初始化程序。当主mcu和备用mcu完成初始化设置时，外部设备通过备用金手指的备用通信端口向备用mcu的低功率管脚发送低电平控制指令。响应于低电平控制指令备用mcu将低功率管脚配置为低电平。响应于备用mcu的低功率管脚被配置为低电平，备用mcu处于待机的状态，此时，备用激光器驱动器处于默认的斩断状态。同时，外部设备通过主金手指的通信端口向主mcu的低功率管脚发送高电平控制指令。响应于高电平控制指令主mcu将低功率管脚配置为高电平；响应于所述主mcu的低功率管脚被配置为高电平，主mcu控制主激光器驱动器启动，即控制主激光器驱动器与主电源提供端口连通，此时，主激光器驱动器从主供电端口获得电能，驱动主激光器二极管发光。

当主网元设备故障时，主网元设备的主mcu通过主金手指向外部设备上报fault，alarm，warning等异常告警，此时，外部设备响应于主mcu上传的异常告警，发送一高电平控制指令至备用mcu的低功率管脚；响应于高电平控制指令，备用mcu将低功率管脚配置为高电平；响应于备用mcu的低功率管脚被配置为高电平，备用mcu控制备用激光器驱动器启动，即控制备用激光器驱动器与备用电源提供端口连通，此时，备用激光器驱动器从备用供电端口获得电能，驱动备用激光器二极管发光。由于在此之前由于备用mcu已经完成了初始化设置，因此，当备用mcu接收到高电平控制指令，直接可以控制备用激光器驱动器启动。与此同时，外部设备通过主金手指向主网元设备的主mcu发送低电平控制指令；响应于低电平控制指令，主mcu将低功率管脚配置为低电平；响应于主mcu的低功率管脚为低电平，主mcu控制主激光器驱动器关闭。

可见，本申请实施例示出的技术方案，当主网元设备发生故障时，外部设备直接光模块的备用mcu发送一高电平控制指令，此时，光模块的备用mcu直接控制备用激光器驱动器开启，备用激光器驱动器驱动备用激光器二极管发光，由于外部设备向所述备用mcu发送高电平控制指令之前，备用mcu一直处于待机的状态，当备用mcu接收到高电平控制指令时，直接可以控制备用激光器驱动器启动，此过程中不经过初始化过程，因此，未出现通信业务的中断的情况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为一示例性的光模块结构示意图；

图2为根据一优选实施例示出的光模块结构示意图；

图3为根据一优选实施例示出的光模块结构示意图；

图4是本发明的光模块中备用开关的电原理示意。

图5为根据一优选实施例示出的光模块结构示意图；

图6为根据一优选实施例示出的备用指令处理单元的示意图；

图7为根据一优选实施例示出的光模块控制方法流程图；

图8为根据一优选实施例示出的光模块作业过程流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语主、备用、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，主信息也可以被称为备用信息，类似地，备用信息也可以被称为主信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

请参见图1，为现有技术示出光模块结构示意图，如图1所示例的光模块100可以包括发射端110、接收端120，其中，发射端110用于将电信号转换为光信号，接收端120用于将光信号转换为电信号。

首先说明，本申请实施例着重描述发射端110，因此，在图1中着重示出发射端110，如图1所示的发射端110可以包括：mcu111、激光器驱动器112，激光器二极管113，iic2总线114，以及外围电路(图1中未示出)。需要说明的是，在实际应用中，发射端110还可以包括其他部件，本申请对此不再详述。

光模块100上电后进行初始化，在每次初始化过程中，mcu111按照固定流程，即固定时延通过iic2总线向激光器驱动器112内部集成的寄存器(图1中未示出)写入配置参数，例如，在每次初始化过程中，mcu111均在上电开始时刻之后的第6秒，通过iic2总线向激光器驱动器112内部集成的寄存器写入配置参数，以使得在光模块100正常工作时，激光器二极管113可以根据该配置参数发射符合要求的光信号。然而，若一旦光模块故障，需要换上一个新的光模块。光模块从上电到系统启动起来需要经过初始化的过程，初始化的过程大概耗时3分钟的时间，在这3分钟的时间内，会出现通信业务的中断。

响应于此，本申请提供一种光模块，以实现在更换新的光模块的过程中，无需经历mcu的初始化过程，避免在新的光模块初始化出现通信业务的中断的情况。

如图2为本申请实施例示出的光模块，该光模块包括：备用mcu11，备用激光器驱动器12，备用激光器二极管13和备用金手指14。在本申请实施例示出的光模块在作业的过程涉及主网元设备的交互。其中主网元设备的结构与光模块的结构类似，包括：主金手指，主mcu，主激光器驱动器和主激光器二极管。

本申请实施例示出的光模块通过该备用金手指14实现与外部设备的连接，以获得要传输的电发射信号，向外部设备提供电接收信号，与外部设备的通信，以及从外部设备获得电源供给等。

备用金手指14包括：与备用mcu的低功率管脚连接的备用通信端口141，用于将外部设备发送的控制指令传输至所述备用mcu；与备用激光器驱动器12相连接的备用电源提供端口142，用于为所述备用激光器驱动器提供电能。

备用mcu11与备用激光器驱动器12连接，用于控制备用激光器驱动器12的开启/关闭，以实现控制备用激光器驱动器12和与所述备用激光机驱动器相连接的备用激光器二极管13的失电不工作/得电工作。

具体的控制过程：上电时，光模块的备用mcu11用于上电运行初始化程序，响应于外部设备发送的低电平控制指令，所述备用mcu11处于待机状态。此时主网元设备处于工作状态，光模块处于待机状态。

当主网元设备发生故障时，主网元设备中的主mcu通过主金手指向外部设备上报fault，alarm，warning等异常告警，外部设备响应于主mcu上传的异常告警，发送一高电平控制指令至备用mcu11，同时发送一高电平控制指令至主mcu。所述备用mcu11响应于所述外部设备发送的高电平控制指令，控制所述备用激光器驱动器12启动，主mcu响应于所述外部设备发送的低电平控制指令，控制所述主激光器驱动器关闭。

可见，本申请实施例示出的技术方案，上电时光模块和主网元设备同时上电，此时主mcu和备用mcu11分别运行各自的初始化程序，主mcu和备用mcu11完成初始化设置时，外部设备通过主金手指向主mcu的低功率管脚发送高电平控制指令。响应于高电平控制指令主mcu将低功率管脚配置为高电平。响应于所述主mcu的低功率管脚被配置为高电平，主mcu控制主激光器驱动器启动。主激光器驱动器驱动主激光器二极管发光。同时，外部设备通过备用金手指14向备用mcu11的低功率管脚发送低电平控制指令。响应于低电平控制指令备用mcu11将低功率管脚配置为低电平。响应于所述备用mcu1的低功率管脚被配置为低电平，备用mcu11处于待机的状态，此时，备用激光器驱动器12处于默认的斩断状态。此时，通过主网元设备实时的进行通信。

当主网元设备故障时，主网元设备的主mcu通过主金手指向外部设备上报fault，alarm，warning等异常告警，此时，外部设备响应于主mcu上传的异常告警，发送一高电平控制指令至备用mcu11的低功率管脚。响应于高电平控制指令，备用mcu11将低功率管脚配置为高电平。响应于备用mcu11的低功率管脚被配置为高电平，备用mcu11控制备用激光器驱动器12启动。备用激光器驱动器12驱动备用激光器二极管13发光。在此之前由于备用mcu11已经完成了初始化设置，因此，当备用mcu11接收到高电平控制指令，直接可以控制备用激光器驱动器12启动。与此同时，外部设备通过主金手指向主网元设备的主mcu发送低电平控制指令。响应于低电平控制指令，主mcu将低功率管脚配置为低电平。响应于主mcu的低功率管脚为低电平，主mcu控制主激光器驱动器关闭。

可见，本申请实施例示出的技术方案，当主网元设备发生故障时，外部设备直接向光模块的备用mcu11发送一高电平控制指令，此时，备用mcu11直接控制备用激光器驱动器12开启，备用激光器驱动器12驱动备用激光器二极管13发光，由于外部设备向所述备用mcu11发送高电平控制指令之前，备用mcu11一直处于待机的状态，当备用mcu11接收到高电平控制指令时，直接可以控制备用激光器驱动器12启动，此过程中不经过初始化过程，因此，未出现通信业务的中断的情况。

备用mcu11控制备用激光器驱动器12的开启或关闭可以通过在备用激光器驱动器12与备用mcu11之间设置一开关实现。具体的，光模块结构可以参阅图3，图3示出的光模块在图2示出的光模块的基础上还包括：备用开关15，所述备用开关15，其中备用开关15可以选用mos管。

其中，备用开关15的结构可以参阅图4，备用开关15由开关管151、电容152和电阻153组成。在本实施例中，开关管选用mos管(metal-oxide-semiconductor，金属-氧化物-半导体)，mos管的源极s与漏极d构成该开关管的两个开关端口。mos管的栅极g构成该开关管151的控制端口。该电容152和电阻153构成与该开关管相配合的缓冲电路。其中，电容152并接在该开关管151的源极s与栅极g之间。电阻153连接在该开关管的栅极g与地之间。开关管151的栅极g与备用mcu11的vcc_c管脚相连。开关管151的源极s与备用金手指14的备用电源提供端口相连，以获得供给电源。开关管的漏极d与备用激光器驱动器12相连。

备用开关15的工作原理大致是：起始状态电容152的电量为零，151完全斩断，上电的时候，备用mcu11响应于外部设备发送的控制指令为高电平的控制指令，逐渐向所述电容152充电，然后，电容152慢慢充电。当开关管151的栅极g和源极s的压差vgs低于一定的负电压后，开关管151会逐渐进入半导通。此时，备用电源提供端口通过该开关管151给电容152限流充电。当压差vgs进一步达到或超过更高的开启门限后，开关管151会逐渐进入全导通。

在实际应用的过程中也可以在主网元设备的主激光器驱动器与主mcu之间设置一主开关，其中，主开关的结构与备用开关的结构类似，在此便不赘述。

在一可行性实施例中，光模块中可以设置有多个激光器驱动芯片，相应的设置多个激光器二极管当光模块中包含多个激光器驱动器的情况，可以通过指定寄存器的方式，实现对多个激光器驱动器的开启或关闭的控制。

具体的控制方式，外部设备与光模块通过串行通信相连，举例而言：二者可以通过iic接口相连，该外部设备能够通过该ic接口向该光模块发送命令，基于所述控制命令，mcu控制相应的激光器二极管发光。

图5为一光模块的示意图，其中，光模块1包括：备用mcu11，备用激光器驱动器12和备用激光器二极管13，其中，备用激光器驱动器12包括：第一路激光器驱动器121，第二路激光器驱动器122。备用激光器二极管13包括第一路激光器二极管131和第二路激光器二极管132。备用mcu11包括：备用比较器111和备用指令处理单元112。

请参阅图6所述备用指令处理单元112可以包括：中断处理函数1121，寄存器变量1122，诊断处理函数1123和两个io端口(图中未示出)，其中一个io端口与所述第一路激光器驱动器连接121，另一个io端口与所述第二路激光器驱动器122连接。

具体的控制过程，外部设备通过备用金手指14向备用mcu11发送控制命令。响应于该外部设备发出的控制命令，该备用mcu11中相应的处理包括：

备用比较器111，获取低功率管脚的配置电平，然后将配置电平与电压门限值进行比较。如果配置电压高于电压门限值，通过备用开关15控制外部设备与备用指令处理单元122处于导通状态。此时，外部设备输出的控制命令输出至中断处理函数；

中断处理函数1121，获取控制命令；

寄存器变量1122，存储控制命令；

诊断处理函数1123，用调取寄存器存储的控制命令；

io端口，用于执行控制命令。

在本实施例中，该中断处理函数、寄存器变量、诊断处理函数和io端口均是在备用mcu11上实现的。该中断处理函数和该诊断处理函数对应于该备用mcu11上运行的软件。该寄存器变量对应于备用mcu11内部的寄存器，该io端口对应于该备用mcu11上的io端口。

举例说明，当外部设备根据实际应用的需要，发送开启第一路激光器二极管的命令时，中断处理函数在接收到这个命令之后，会将这个命令写入到寄存器变量；然后，当该备用mcu上的(main)函数循环调用诊断处理函数的时候，该诊断处理函数会对寄存器变量中的值进行处理，然后发送对应的电平到第一路激光器二极管对应的io端口。

值得注意的是，光模块工作的一个特性就是上电默认发光，要想使模块上电不发光，远端设备无法通过softtxdisable去控制光模块上电时刻的发光情况，因为光模块随系统板上电，主网元设备上的主激光器二极管发光，光模块上的备用激光器二极管也发光，就会导致对端接收端瘫痪，无法实现正确传输，造成网络瘫痪业务中断。

基于上述问题，在本申请实施例中，为了避免在mcu未对主驱动芯片驱动之前，主激光器和备用激光驱动器异常发光，可以先将备用激光器二极管的状态和主激光器二极管的状态均设置为关断状态。

以将备用激光器二极管为例对激光器二极管的设置过程作以说明。具体的，可以将指定输出管脚的电平值设置为主电平值，例如1，以关断该指定输出管脚，该指定输出管脚为备用mcu中用于向备用激光器驱动传输用于指示激光器发光的控制指令的输出管脚，通过该种处理，则可以将相应的激光器二极管的状态设置为关断状态。

在本申请实施例中，当确定备用mcu的低功率管脚配置为高电平时，并将备用mcu对应的激光器二极管的状态从上述关断状态调整为使能状态。当确定备用mcu的低功率管脚配置为高电平时，并将备用mcu对应的激光器二极管的状态从上述关断状态调整为使能状态。

由上述实施例可见，通过检测mcu低功率管脚对应的电位为高电平时，则该mcu向驱动芯片写入配置参数，并将该mcu对应控制的激光器二极管的状态从关断状态调整为使能状态，在mcu向驱动芯片写入配置参数之前，激光器处于关断状态，从而可以避免在光模块上电初始化过程中，激光器出现乱发光现象。

本申请实施例第二方面示出一种光模块的控制方法，具体的可以参阅图7，所述方法包括：

s101上电运行初始化程序，响应于外部设备发送的低电平控制指令，所述备用mcu处于待机状态；

s102所述备用mcu响应于所述外部设备发送的高电平控制指令，控制所述备用激光器驱动器启动，其中，所述高电平控制指令为外部设备响应于主网元设备发送的异常告警，发出的控制指令。

光模块的具体工作过程可以参阅图8，上电时光模块和主网元设备同时上电。此时，主mcu和备用mcu分别运行各自的初始化程序。当主mcu和备用mcu完成初始化设置时，外部设备通过备用金手指的备用通信端口向备用mcu的低功率管脚发送低电平控制指令。响应于低电平控制指令备用mcu将低功率管脚配置为低电平。响应于备用mcu的低功率管脚被配置为低电平，备用mcu处于待机的状态，此时，备用激光器驱动器处于默认的斩断状态。同时，外部设备通过主金手指的通信端口向主mcu的低功率管脚发送高电平控制指令。响应于高电平控制指令主mcu将低功率管脚配置为高电平；响应于所述主mcu的低功率管脚被配置为高电平，主mcu控制主激光器驱动器启动，即控制主激光器驱动器与主电源提供端口连通，此时，主激光器驱动器从主供电端口获得电能，驱动主激光器二极管发光。

当主网元设备故障时，主网元设备的主mcu通过主金手指向外部设备上报fault，alarm，warning等异常告警，此时，外部设备响应于主mcu上传的异常告警，发送一高电平控制指令至备用mcu的低功率管脚；响应于高电平控制指令，备用mcu将低功率管脚配置为高电平；响应于备用mcu的低功率管脚被配置为高电平，备用mcu控制备用激光器驱动器启动，即控制备用激光器驱动器与备用电源提供端口连通，此时，备用激光器驱动器从备用供电端口获得电能，驱动备用激光器二极管发光。由于在此之前由于备用mcu已经完成了初始化设置，因此，当备用mcu接收到高电平控制指令，直接可以控制备用激光器驱动器启动。与此同时，外部设备通过主金手指向主网元设备的主mcu发送低电平控制指令；响应于低电平控制指令，主mcu将低功率管脚配置为低电平；响应于主mcu的低功率管脚为低电平，主mcu控制主激光器驱动器关闭。

可见，本申请实施例示出的技术方案，当主网元设备发生故障时，外部设备直接光模块的备用mcu发送一高电平控制指令，此时，光模块的备用mcu直接控制备用激光器驱动器开启，备用激光器驱动器驱动备用激光器二极管发光，由于外部设备向所述备用mcu发送高电平控制指令之前，备用mcu一直处于待机的状态，当备用mcu接收到高电平控制指令时，直接可以控制备用激光器驱动器启动，此过程中不经过初始化过程，因此，未出现通信业务的中断的情况。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

进一步地，本申请实施例提供的光模块可以支持烧写器等固件烧写装置向mcu写入mcu固件，因此，本申请实施例提供的光模块中mcu的固件烧写效率较高。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

需要说明的是，本申请上述实施例中仅仅对mcu包括一个两个固件写入接口和的实现方式进行了介绍，在mcu包括其它数量个固件写入接口时的实现方式，可以参考本申请上述实施例中mcu包括两个固件写入接口实现方式，此处不再一一介绍。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。