一种光模块与系统板的通信方法、装置及一种光模块的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种光模块与系统板的通信方法、装置及一种光模块，其中，该方法包括：光模块接收系统板的控制信号；光模块根据该控制信号从第一类型总线和第二类型总线中选择与系统板进行通信所采用的总线，其中，采用第二类型总线进行通信时的通信速率大于采用第一类型总线进行通信时的通信速率。通过本发明解决了相关技术中光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题，进而提升了光模块与系统板之间传输数据的速率。
【专利说明】
一种光模块与系统板的通信方法、装置及一种光模块
技术领域
[0001] 本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种光模块与系统板的通信方法、装置及一 种光模块。
【背景技术】
[0002] 随着互联网业务及各种增值业务的不断增加，推动了光纤网络的迅猛发展。从核 心网、承载网到接入网使用光纤网络已经成为基本共识。光模块从单一提供光电转换功能 向智能化发展，提供丰富的辅助功能，光模块与系统的管理接口数据量增大，目前光模块 普遍采用的集成电路间（Inter - Integrated Circuit，简称为I2C)接口则受到本身速 率限制，难以满足大量数据通信的场景，例如增加了光时域反射仪（Optical Time Domain Reflectometer，简称为0TDR)的光模块与系统板的通信数据量大增。
[0003] 在光纤通信中，光模块是光网络设备的一个重要组成部分。有完善的协议进行规 范通信总线模式，例如 SFP(Small Form-Factor Pluggable)、XFP(10Gigabit Small Form Factor Pluggable Module)等封装的光模块MSA多源协议中定义总线为两线式I2C总线， 光模块通过串行数据（Serial Data，简称为SDA)线和串行时钟（Serial Clock Line，简称 为SCL)线连接到系统板进行信息交互。每个光模块都有一个唯一的地址识别，系统通过地 址对光模块从机寻址并通信。
[0004] 针对相关技术中，光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题，还未提出 有效的解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种光模块与系统板的通信方法、装置及一种光模块，以至少解决 相关技术中光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题。
[0006] 根据本发明的一个方面，提供了一种光模块与系统板的通信方法，其特征在于，包 括：光模块接收系统板的控制信号；所述光模块根据所述控制信号从第一类型总线和第二 类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线，其中，采用所述第二类型总线进行 通信时的通信速率大于采用所述第一类型总线进行通信时的通信速率。
[0007] 进一步地，所述第一类型总线为两线制总线，所述第二类型总线为四线制总线。
[0008] 进一步地，所述第一类型总线为集成电路间I2C总线，所述第二类型总线为串行 外设接口 SPI总线。
[0009] 进一步地，所述光模块接收所述系统板的所述控制信号之后包括：所述光模块根 据所述控制信号设置所述光模块的指定管脚为低电平或高电平；其中，在所述指定管脚设 置为低电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第一类型总线进行通信；在所述指 定管脚设置为高电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第二类总线进行通信。
[0010] 进一步地，所述指定管脚为M0D0管脚。
[0011] 进一步地，所述光模块根据所述控制信号从第一类型总线和第二类型总线中选择 与所述系统板进行通信所采用的总线之前包括：所述光模块通过与所述指定管脚连接的反 相器触发模拟开关，控制所述光模块与所述系统板之间进行通信所采用的总线。
[0012] 进一步地，在所述光模块采用四线制SPI总线与所述系统板进行通信时，对所述 光模块的TxFault管脚进行复用，将所述TxFault管脚作为所述光模块的主机输入从机输 出 MIS0〇
[0013] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种光模块与系统板的通信方法，包括：系统 板向光模块发送控制信号，所述控制信号用于指示所述光模块从第一类型总线和第二类型 总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线，其中，采用所述第二类型总线进行通信 时的通信速率大于采用所述第一类型总线进行通信时的通信速率。
[0014] 进一步地，所述控制信号通过以下方式从所述第一类型总线和所述第二类型总线 中选择与所述系统板进行通信所采用的总线：通过所述控制信号控制所述光模块的指定管 脚设置为低电平还是高电平，其中，在所述指定管脚设置为低电平时，所述光模块与所述系 统板之间通过所述第一类型总线进行通信，在所述指定管脚设置为高电平时，所述光模块 与所述系统板之间通过所述第二类型总线进行通信。
[0015] 进一步地，所述系统板向所述光模块发送所述控制信号之前包括：所述系统板控 制所述系统板上的模拟开关产生所述控制信号。
[0016] 进一步地，所述第一类型总线为集成电路间I2C总线，所述第二类型总线为串行 外设接口 SPI总线。
[0017] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种光模块，包括：第一通路，采用第一类型 总线与系统板进行通信；第二通路，采用第二类型总线与系统板进行通信；其中，采用所述 第二通路进行通信时的通信速率大于采用所述第一通路进行通信时的通信速率；模拟开 关，用于根据来自所述系统板的控制信号选择与所述系统板进行通信的所述第一通路或所 述第二通路。
[0018] 进一步地，还包括：指定管脚，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号产生 用于触发所述模拟开关选择所述第一通路或所述第二通路的触发信号。
[0019] 进一步地，所述指定管脚为M0D0管脚。
[0020] 进一步地，所述触发信号设置为低电平或者高电平，其中，在所述触发信号设置为 低电平时，控制所述光模块与所述系统板之间通过所述第一通路进行通信，在所述触发信 号设置为高电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第二通路进行通信。
[0021] 进一步地，所述第一类型总线为两线制总线，所述第二类型总线为四线制总线。
[0022] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种光模块与系统板的通信装置，所述装置 应用于系统板，所述装置包括：发送模块，用于向光模块发送控制信号，所述控制信号用于 指示所述光模块从第一类型总线和第二类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的 总线，其中，采用所述第二类型总线进行通信时的通信速率大于采用所述第一类型总线进 行通信时的通信速率。
[0023] 通过本发明，采用光模块接收系统板的控制信号；光模块根据该控制信号从第一 类型总线和第二类型总线中选择与系统板进行通信所采用的总线，其中，采用第二类型总 线进行通信时的通信速率大于采用第一类型总线进行通信时的通信速率。解决了相关技术 中光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题，进而提升了光模块与系统板之间传 输数据的速率。
【附图说明】
[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0025] 图1是根据本发明实施例的光模块与系统板的通信方法的流程图；
[0026] 图2是根据本发明实施例的光模块与系统板的通信方法的流程图（一）；
[0027] 图3是根据本发明实施例的光模块的结构框图；
[0028] 图4是根据本发明实施例的光模块的结构框图（一）；
[0029] 图5是根据本发明实施例的光模块与系统板的通信装置的结构框图；
[0030] 图6是根据本发明实施例的I2C与SPI总线复用框图；
[0031] 图7是根据本发明实施例的I2C与SPI总线切换功能图；
[0032] 图8是根据本发明实施例的光模块通信复用的原理框图；
[0033] 图9是根据本发明实施例的光模块外形示意图；
[0034] 图10是根据本发明实施例的SFP光模块连接示意图；
[0035] 图11是根据本发明实施例的光模块与系统板连接原理框图；
[0036] 图12是根据本发明实施例的XFP光模块复用原理框图及连接示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的 情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038] 在本实施例中提供了一种光模块与系统板的通信方法，图1是根据本发明实施例 的光模块与系统板的通信方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
[0039] 步骤S102,光模块接收系统板的控制信号；
[0040] 步骤S104,光模块根据该控制信号从第一类型总线和第二类型总线中选择与系统 板进行通信所采用的总线，其中，采用第二类型总线进行通信时的通信速率大于采用第一 类型总线进行通信时的通信速率。
[0041] 通过上述步骤，由系统板控制光模块选择采用第一类型总线或者第二类型总线与 系统板进行数据的传输，相比于现有技术中，光模块与系统板之间只能通过两线制进行通 信，解决了相关技术中光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题，进而提升了光 模块与系统板之间传输数据的速率。
[0042] 在一个可选实施例中，上述第一类型总线为两线制总线，上述第二类型总线为四 线制总线。从而，光模块可以选择采用两线制总线或者四线制总线与系统板进行通信。
[0043] 在一个可选实施例中，第一类型总线为集成电路间I2C总线，第二类型总线为串 行外设接口 SPI总线。
[0044] 光模块接收系统板的该控制信号之后，在一个可选实施例中，光模块根据该控制 信号设置光模块的指定管脚为低电平或高电平。其中，在指定管脚设置为低电平时，光模块 与系统板之间通过第一类型总线进行通信，在指定管脚设置为高电平时，光模块与系统板 之间通过第二类总线进行通信。
[0045] 在一个可选实施例中，上述指定管脚为M0D0管脚。
[0046] 在光模块根据该控制信号从第一类型总线和第二类型总线中选择与系统板进行 通信所采用的总线之前，在一个可选实施例中，光模块通过与指定管脚连接的反相器触发 模拟开关，控制该光模块与系统板之间进行通信所采用的总线。
[0047] 在一个可选实施例中，在光模块采用四线制SPI总线与该系统板进行通信时，对 光模块的TxFault管脚进行复用，将TxFault管脚作为该光模块的主机输入从机输出MIS0。
[0048] 在本实施例中还提供了另一种光模块与系统板的通信方法，图2是根据本发明实 施例的光模块与系统板的通信方法的流程图（一），如图2所示，该流程包括如下步骤：
[0049] 步骤S202,系统板向光模块发送控制信号，该控制信号用于指示光模块从第一类 型总线和第二类型总线中选择与系统板进行通信所采用的总线，其中，采用第二类型总线 进行通信时的通信速率大于采用该第一类型总线进行通信时的通信速率。
[0050] 通过上述步骤，由系统板控制光模块选择采用第一类型总线或者第二类型总线与 系统板进行数据的传输，相比于现有技术中，光模块与系统板之间只能通过两线制进行通 信，解决了相关技术中光模块与系统板进行通信的过程中速率较慢的问题，进而提升了光 模块与系统板之间传输数据的速率。
[0051] 在一个可选实施例中，控制信号通过以下方式从第一类型总线和第二类型总线中 选择与系统板进行通信所采用的总线：通过该控制信号控制该光模块的指定管脚设置为低 电平还是高电平，其中，在指定管脚设置为低电平时，光模块与该系统板之间通过第一类型 总线进行通信，在指定管脚设置为高电平时，光模块与系统板之间通过该第二类型总线进 行通信。
[0052] 在系统板向光模块发送该控制信号之前，在一个可选实施例中，系统板控制该系 统板上的模拟开关产生该控制信号。
[0053] 在一个可选实施例中，第一类型总线为集成电路间I2C总线，第二类型总线为串 行外设接口 SPI总线。
[0054] 根据本发明的另一个可选实施例中，还提供了一种光模块，图3是根据本发明实 施例的光模块的结构框图，如图3所示，该光模块包括：第一通路32,采用第一类型总线与 系统板进行通信；第二通路34,采用第二类型总线与系统板进行通信；其中，采用第二通路 进行通信时的通信速率大于采用第一通路进行通信时的通信速率；模拟开关36,用于根据 来自系统板的控制信号选择与系统板进行通信的第一通路或第二通路。
[0055] 图4是根据本发明实施例的光模块的结构框图（一）；如图4所示，该光模块还包 括：指定管脚42,用于接收该控制信号，并根据该控制信号产生用于触发该模拟开关选择 第一通路或第二通路的触发信号。
[0056] 可选地，上述指定管脚为M0D0管脚。
[0057] 可选地，触发信号设置为低电平或者高电平，其中，在该触发信号设置为低电平 时，控制该光模块与该系统板之间通过该第一通路进行通信，在触发信号设置为高电平时， 该光模块与该系统板之间通过该第二通路进行通信。
[0058] 可选地，上述第一类型总线为两线制总线，上述第二类型总线为四线制总线。
[0059] 在本实施例中还提供了一种光模块与系统板的通信装置，该装置用于实现上述实 施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语"模块"可以实现 预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现， 但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0060] 图5是根据本发明实施例的光模块与系统板的通信装置的结构框图，该装置应用 于系统板，如图5所示，该装置包括：发送模块52,用于向光模块发送控制信号，该控制信号 用于指示光模块从第一类型总线和第二类型总线中选择与该系统板进行通信所采用的总 线，其中，采用第二类型总线进行通信时的通信速率大于采用第一类型总线进行通信时的 通信速率。
[0061] 需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通 过以下方式实现，但不限于此：上述各个模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块分 别位于第一处理器、第二处理器和第三处理器…中。
[0062] 针对相关技术中存在的上述问题，下面结合可选实施例进行说明，在本可选实施 例中结合了上述可选实施例及其可选实施方式。
[0063] 图6是根据本发明实施例的I2C与SPI总线复用框图，如图6所示，光模块内部包 括微控制单元（Micro Control Unit，简称为MCU)、扩展功能以及I2C/SPI总线切换装置。 系统板可以通过图示切换装置选择与光模块通过I2C总线通信或SPI总线通信。SPI是四线 制总线，与I2C两线制总线采用类似的主机、从机寻址方式。主机与从机通过CSB (片选）、 M0SI (主机输出从机输入）、MIS0 (主机输入从机输出）、SCK (时钟）寻址并通信。
[0064] 图7是根据本发明实施例的I2C与SPI总线切换功能图，如图7所示，是本发明可 选实施例两线制I2C总线与四线制SPI总线切换功能图，采用模拟开关切换总线，选择I2C 总线模式，则系统板通过使能SEN控制模拟开关，与MCU芯片I2C_1和扩展功能I2C_2连接， 实现两线制总线方式通信，兼容SFP模块多源协议相关定义。系统板通过串行数据（SDA) 线和串行时钟（SCL)线在连接到光模块MCU进行信息传递。每个光模块内部MCU和扩展功 能都有一个唯一地址，用于识别光模块；模拟开关通过使能SEN可切换到SPI模式，建立通 {目。
[0065] 图8是根据本发明实施例的光模块通信复用的原理框图，如图8所示，本可选实 施例的详细原理框图，本可选实施例采用了图9所示的SFP光模块封装类型，兼容SFP MSA 多源协议，图8是图6的总线的其中一种实施切换原理框图。模拟开关采用三组单刀双掷 开关，由SFP光模块的M0D0管脚通过反相器作为使能来触发模拟开关，同时作为SPI总线 的片选信号由系统板输出，如实施例图11中复杂可编程逻辑器件（Complex Programmable Logic Device，简称为CPLD)输出至光模块第6管脚信号。当M0D0为低电平时，模拟开关 切换为两线制I2C方式，1A与1B1连接，2A与2B1连接，3A与3B1连接。系统板可直接与光 模块MCU SDA_1SCL_2,或扩展功能SDA_2SCL_2连接，实现I2C总线通信方式。
[0066] 当M0D0为高电平，模拟开关切换到四线制SPI方式，1A与1B2连接，2A与2B2连 接，3A与3B2连接，其中SFP光模块中TxFault管脚被复用为SPI的MIS0。实现系统板与光 模块中扩展功能SPI总线通信方式。SPI是是一种高速、全双工通信总线，分别包括M0SI (主 机输出从机输入）、MIS0 (主机输入从机输出）、SCK (时钟）、CSB (片选）。
[0067] 图10是根据本发明实施例的SFP光模块连接示意图，与表1是基于SFP(Small Form-Factor Pluggable)光模块硬件示意图及连接定义，图12是根据本发明实施例的XFP 光模块复用原理框图及连接示意图，也是本发明优选实施例与图10表1光模块对应的系统 板连接原理框图。实现I2C与SPI总线复用功能。
[0068] 表 1 :
[0069]
[0070] 本可选实施例充分考虑现有系统和模块的兼容模式，可选实施例默认通信总线为 I2C，对于不支持两线制I2C与四线制SPI总线复用的光模块无需任何改变，可直接与系统 板通信；对于不支持I2C/SPI复用的系统板，SFP多源协议定义M0D0为低电平，本发明专利 通过M0D0连接反向器输出SEN为高电平，实现默认了 I2C总线模式。
[0071] 图12与表2是本发明另一可选实施例应用于XFP(10Gigabit Small Form Factor Pluggable Module) 10G EPON OLT光模块内实现I2C与SPI复用的连接定义。与图7总线 复用方法类似。本可选实施例可应用于I2C通信方式的光模块扩展为I2C与SPI总线复用 方式。
[0072] 表 2 :
[0073]
[0074] 综上所述，本发明提供一种I2C与SPI总线兼容的技术，光模块与系统板的通信既 可以使用两线制I2C总线，也可以切换为四线制SPI总线，实现了兼容现有光模块多源协 议，支持两线制I2C总线，同时也支持更高速的四线制SPI总线，支持光模块平滑升级，支持 现网系统平滑升级和互通。
[0075] 在另外一个实施例中，还提供了一种软件，该软件用于执行上述实施例及优选实 施方式中描述的技术方案。
[0076] 在另外一个实施例中，还提供了一种存储介质，该存储介质中存储有上述软件，该 存储介质包括但不限于：光盘、软盘、硬盘、可擦写存储器等。
[0077] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示 出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或 步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
[0078] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种光模块与系统板的通信方法，其特征在于，包括： 光模块接收系统板的控制信号； 所述光模块根据所述控制信号从第一类型总线和第二类型总线中选择与所述系统板 进行通信所采用的总线，其中，采用所述第二类型总线进行通信时的通信速率大于采用所 述第一类型总线进行通信时的通信速率。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一类型总线为两线制总线，所述第 二类型总线为四线制总线。3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一类型总线为集成电路间I2C总 线，所述第二类型总线为串行外设接口 SPI总线。4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光模块接收所述系统板的所述控制 信号之后包括： 所述光模块根据所述控制信号设置所述光模块的指定管脚为低电平或高电平；其中， 在所述指定管脚设置为低电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第一类型总线进 行通信；在所述指定管脚设置为高电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第二类 总线进行通信。5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述指定管脚为MODO管脚。6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述光模块根据所述控制信号从第一类 型总线和第二类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线之前包括： 所述光模块通过与所述指定管脚连接的反相器触发模拟开关，控制所述光模块与所述 系统板之间进行通信所采用的总线。7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：在所述光模块采用四线制SPI总 线与所述系统板进行通信时，对所述光模块的TxFault管脚进行复用，将所述TxFault管脚 作为所述光模块的主机输入从机输出MISO。8. -种光模块与系统板的通信方法，其特征在于，包括： 系统板向光模块发送控制信号，所述控制信号用于指示所述光模块从第一类型总线和 第二类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线，其中，采用所述第二类型总线 进行通信时的通信速率大于采用所述第一类型总线进行通信时的通信速率。9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制信号通过以下方式从所述第一 类型总线和所述第二类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线： 通过所述控制信号控制所述光模块的指定管脚设置为低电平还是高电平，其中，在所 述指定管脚设置为低电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第一类型总线进行通 信，在所述指定管脚设置为高电平时，所述光模块与所述系统板之间通过所述第二类型总 线进行通信。10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述系统板向所述光模块发送所述控制 信号之前包括： 所述系统板控制所述系统板上的模拟开关产生所述控制信号。11. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一类型总线为集成电路间I2C总 线，所述第二类型总线为串行外设接口 SPI总线。12. -种光模块，其特征在于，包括： 第一通路，采用第一类型总线与系统板进行通信； 第二通路，采用第二类型总线与系统板进行通信；其中，采用所述第二通路进行通信时 的通信速率大于采用所述第一通路进行通信时的通信速率； 模拟开关，用于根据来自所述系统板的控制信号选择与所述系统板进行通信的所述第 一通路或所述第二通路。13. 根据权利要求12所述的光模块，其特征在于，还包括： 指定管脚，用于接收所述控制信号，并根据所述控制信号产生用于触发所述模拟开关 选择所述第一通路或所述第二通路的触发信号。14. 根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，所述指定管脚为MODO管脚。15. 根据权利要求13所述的光模块，其特征在于，所述触发信号设置为低电平或者高 电平，其中，在所述触发信号设置为低电平时，控制所述光模块与所述系统板之间通过所述 第一通路进行通信，在所述触发信号设置为高电平时，所述光模块与所述系统板之间通过 所述第二通路进行通信。16. 根据权利要求12所述的光模块，其特征在于，所述第一类型总线为两线制总线，所 述第二类型总线为四线制总线。17. -种光模块与系统板的通信装置，所述装置应用于系统板，其特征在于，所述装置 包括： 发送模块，用于向光模块发送控制信号，所述控制信号用于指示所述光模块从第一类 型总线和第二类型总线中选择与所述系统板进行通信所采用的总线，其中，采用所述第二 类型总线进行通信时的通信速率大于采用所述第一类型总线进行通信时的通信速率。
【文档编号】H04B10/25GK105991193SQ201510098505
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年3月5日
【发明人】匡国华, 陆建鑫, 朱梅冬, 陈雷
【申请人】中兴通讯股份有限公司