一種支持在線升級(jí)的光模塊的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種支持在線升級(jí)的光模塊，包括光發(fā)射器件、光接收器件、升壓電路、主控制器和從控制器，光發(fā)射器件又包括半導(dǎo)體制冷器和激光器，光接收器件又包括一光探測(cè)器，通過(guò)采用從控制器在主控制器升級(jí)過(guò)程中，鎖存住各控制信號(hào)并備份主控制器的各類信息，在主控制器完成升級(jí)并重啟后，恢復(fù)主控制器信息，且能夠恢復(fù)對(duì)半導(dǎo)體制冷器、激光器和升壓電路的控制。本實(shí)用新型采用一個(gè)低成本的從控制器取代多個(gè)專用芯片，并配合主控制器完成主控制器的在線升級(jí)功能和其他控制功能，從而有效降低了光模塊的成本，且使光模塊工作性能更加穩(wěn)定。
【專利說(shuō)明】一種支持在線升級(jí)的光模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種光模塊，具體地說(shuō)，是涉及一種支持在線升級(jí)的光模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上的光模塊，大部分都不具備在線升級(jí)功能。如果發(fā)現(xiàn)由于模塊軟件代碼上可能有漏洞(Bug)或者需要擴(kuò)展功能而升級(jí)的話，模塊內(nèi)控制器在升級(jí)重啟后，所有控制信號(hào)復(fù)位，會(huì)導(dǎo)致模塊內(nèi)光發(fā)射器件和接收器件關(guān)閉后重新打開(kāi)，從而造成客戶割接的光業(yè)務(wù)中斷。越來(lái)越多的數(shù)據(jù)中心，通信機(jī)房，客戶都傾向于在不間斷業(yè)務(wù)的情況下進(jìn)行升級(jí)。最近出來(lái)的CFP等模塊標(biāo)準(zhǔn)，更是明確要求具備在線升級(jí)功能。
[0003]不同的模塊廠家，為了實(shí)現(xiàn)在線升級(jí)功能，采用電可擦除只讀存儲(chǔ)器(EEROM)和鎖存芯片將升級(jí)前控制器內(nèi)的各種狀態(tài)信息存儲(chǔ)到EEROM中，并用鎖存芯片將控制器的輸出信號(hào)鎖存起來(lái)，在控制器完成升級(jí)后將保存的控制器的狀態(tài)恢復(fù)出來(lái)并發(fā)送回控制器，同時(shí)將控制器的輸出信號(hào)解鎖存，從而實(shí)現(xiàn)在不間斷業(yè)務(wù)的情況下完成模塊的升級(jí)。但是，鎖存芯片價(jià)格較貴且體積較大，另外，現(xiàn)有光模塊需要使用激光器自動(dòng)功率控制芯片、TEC控制芯片等專用芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)光模塊光功率和半導(dǎo)體制冷器的控制，此類芯片成本較高，從而使整個(gè)光模塊成本偏高。此外，控制器直接輸出控制信號(hào)至各芯片和器件，只要其中一個(gè)電路出現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)直接影響控制器的工作，使控制器與設(shè)備板不能正常通信，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)光模塊停止運(yùn)行，影響了光模塊工作的穩(wěn)定性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的旨在于設(shè)計(jì)一種低成本、穩(wěn)定性高且能夠?qū)崿F(xiàn)在線升級(jí)的光模塊，以解決現(xiàn)有光模塊雖然能夠?qū)崿F(xiàn)在線升級(jí)，但成本較高且穩(wěn)定性差的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種支持在線升級(jí)的光模塊，設(shè)置有光發(fā)射器件、光接收器件、主控制器和從控制器；所述從控制器輸出控制信號(hào)至所述光發(fā)射器件和所述光接收器件；所述主控制器用于與設(shè)備板通信，在接收到設(shè)備板發(fā)出的升級(jí)指令后，發(fā)送狀態(tài)信息至從控制器；所述從控制器暫存所述狀態(tài)信息，鎖存并維持輸出至光發(fā)射器件和光接收器件的控制信號(hào)不變，所述主控制器還用于在升級(jí)完畢后接收從控制器中保存的所述狀態(tài)信息，并控制從控制器解鎖存。
[0007]進(jìn)一步的，在所述光發(fā)射器件中設(shè)置有半導(dǎo)體制冷器，所述從控制器輸出控制信號(hào)至所述的半導(dǎo)體制冷器，對(duì)半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行控制。
[0008]進(jìn)一步的，在所述光發(fā)射器件中還設(shè)置有發(fā)光二極管和背光檢測(cè)二極管，所述從控制器接收背光檢測(cè)二極管輸出的背光電流，并根據(jù)所述背光電流對(duì)輸入至發(fā)光二極管的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0009]進(jìn)一步的，在所述光模塊中還設(shè)置有升壓電路，通過(guò)所述從控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)由升壓電路輸出至所述的光接收器件。
[0010]進(jìn)一步的，在所述光接收器件中設(shè)置有光探測(cè)器，通過(guò)所述從控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)由升壓電路輸出至所述的光探測(cè)器。
[0011 ] 優(yōu)選的，所述光探測(cè)器為雪崩光電二極管。
[0012]優(yōu)選的，所述主控制器通過(guò)串行總線或者I2C總線與從控制器連接通信。
[0013]優(yōu)選的，所述主控制器與設(shè)備板之間通過(guò)I2C總線連接通信。
[0014]優(yōu)選的，所述主控制器和從控制器均為單片機(jī)。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本實(shí)用新型在現(xiàn)有光模塊只有一個(gè)主控制器基礎(chǔ)上，再加入一個(gè)低成本的從控制器，在系統(tǒng)對(duì)主控制器進(jìn)行在線升級(jí)前，采用從控制器對(duì)主控制器當(dāng)前的RAM中的狀態(tài)信息備份，鎖存并維持住各路控制信號(hào)，在主控制器升級(jí)完成并重啟后，直接從從控制器中讀回備份的狀態(tài)信息，并將各路控制信號(hào)還原到升級(jí)前狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)光模塊的在線升級(jí)。本實(shí)用新型采用從控制器取代了價(jià)格昂貴的激光器自動(dòng)功率控制芯片、TEC控制芯片等專用芯片，有效降低了制作成本；同時(shí)從控制器輸出控制信號(hào)至光發(fā)射器件和光接收器件，在其中的一個(gè)電路發(fā)生問(wèn)題時(shí)，不會(huì)破壞主控制器內(nèi)的主程序，主控制器與設(shè)備板的通信不會(huì)中斷，因而使光模塊的工作性能更加穩(wěn)定。
[0016]結(jié)合附圖閱讀本實(shí)用新型實(shí)施方式的詳細(xì)描述后，本實(shí)用新型的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為傳統(tǒng)光模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型提出的支持在線升級(jí)的光模塊的一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)地描述。
[0020]如圖1所示，傳統(tǒng)的光模塊內(nèi)置單個(gè)主控制器，還包括光發(fā)射器件、光接收器件、激光器自動(dòng)功率控制芯片、半導(dǎo)體制冷器控制芯片和升壓電路。
[0021]光發(fā)射器件又包括激光器和半導(dǎo)體制冷器，激光器又包括一發(fā)光二極管和一背光檢測(cè)二極管，主控制器輸出信號(hào)至激光器自動(dòng)功率控制芯片，通過(guò)激光器自動(dòng)功率控制芯片輸出偏置電流至發(fā)光二極管；發(fā)光二極管發(fā)光后，背光檢測(cè)二極管輸出背光電流至激光器自動(dòng)功率控制心片，構(gòu)成反饋系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)射光功率的自動(dòng)控制。
[0022]半導(dǎo)體制冷器是用兩種不同半導(dǎo)體材料(P型和N型)組成P-N結(jié)，當(dāng)P-N結(jié)中有直流電通過(guò)時(shí)，由于兩種材料中的電子和空穴在跨越P-N結(jié)移動(dòng)過(guò)程中的熱效應(yīng)(即帕爾貼效應(yīng))，就會(huì)使P-N結(jié)表現(xiàn)出制冷或制熱的效果，改變電流方向即可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體制冷器的制冷或制熱，調(diào)節(jié)電流大小即可控制輸出量。
[0023]主控制器輸出一設(shè)定的工作溫度至半導(dǎo)體制冷器控制芯片，半導(dǎo)體制冷器控制芯片根據(jù)主控制器輸出的溫度值控制輸出至半導(dǎo)體制冷器的電流大小，通過(guò)控制半導(dǎo)體制冷器的工作電流的大小來(lái)控制半導(dǎo)體制冷器的功率，從而控制半導(dǎo)體制冷器對(duì)激光器的制冷效果，保證激光器工作在穩(wěn)定狀態(tài)。
[0024]光接收器件又包括光探測(cè)器，光探測(cè)器的輸入端與升壓電路的輸出端相連。主控制器輸出控制信號(hào)至升壓電路，使其產(chǎn)生一個(gè)直流高電壓，將所述直流高電壓作用于光探測(cè)器，使其具備較大的反向偏壓，以將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
[0025]由圖1可見(jiàn)，傳統(tǒng)的光模塊內(nèi)置單個(gè)主控制器，不具備鎖存功能，因而不能完成在線升級(jí)。且傳統(tǒng)光模塊需要依賴專用控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，成本較高。
[0026]本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的光模塊大都不具備在線升級(jí)功能，從而導(dǎo)致模塊內(nèi)的光發(fā)射器件和接收器件關(guān)閉后重新打開(kāi)，客戶割接的光業(yè)務(wù)會(huì)中斷的問(wèn)題，采用雙核控制器，設(shè)計(jì)了一種支持在線升級(jí)的光模塊。
[0027]如圖2所示，本實(shí)施例提出的支持在線升級(jí)的光模塊主要由光發(fā)射器件、光接收器件、升壓電路、主控制器和從控制器組成，該主控制器與從控制器之間可以雙向通信，且該從控制器的三個(gè)輸出端分別與光發(fā)射器件的兩個(gè)輸入端、升壓電路的輸入端相連。
[0028]所述光發(fā)射器件包括半導(dǎo)體制冷器和激光器，所述從控制器自身設(shè)置有脈寬調(diào)制(PWM)外設(shè)，輸出電流至半導(dǎo)體制冷器，利用脈寬調(diào)制技術(shù)控制開(kāi)關(guān)電路導(dǎo)通時(shí)間，改變通過(guò)半導(dǎo)體制冷器的平均電流，從而改變半導(dǎo)體制冷器的功率，實(shí)現(xiàn)溫度控制。
[0029]所述激光器包括一發(fā)光二極管和一背光檢測(cè)二極管，從控制器輸出偏置電流至發(fā)光二極管，發(fā)光二極管發(fā)光后，背光檢測(cè)二極管輸出背光電流至從控制器，從控制器根據(jù)接收到的背光電流的大小計(jì)算光功率，根據(jù)光功率對(duì)偏置電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)激光器發(fā)出的光功率恒定輸出。
[0030]本實(shí)施例中由于從控制器可以替換激光器自動(dòng)功率控制芯片、半導(dǎo)體制冷器控制芯片，具有這兩個(gè)芯片的功能，可以對(duì)光功率和半導(dǎo)體制冷器進(jìn)行控制，因此可以省略掉這兩個(gè)芯片，從而降低了成本，也有利于布板設(shè)計(jì)。
[0031]所述光接收器件包括一光探測(cè)器，該光探測(cè)器的輸入端與升壓電路的輸出端相連。從控制器接收來(lái)自主控制器的指令，通過(guò)外設(shè)端口輸出控制信號(hào)至升壓電路以驅(qū)動(dòng)升壓電路升壓，升壓電路產(chǎn)生高電壓給光接收器件中的光探測(cè)器，使其具備較大的反向偏壓，以將接收到的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
[0032]其中，所述光探測(cè)器可以選用雪崩光電二極管，以具有更大的響應(yīng)度。
[0033]所述主、從控制器之間的通信方式為串口通信或I2C通信，但并不限于上述通信方式。
[0034]所述主控制器與設(shè)備板進(jìn)行通信，并完成整個(gè)模塊的狀態(tài)監(jiān)控、控制。
[0035]所述主控制器與設(shè)備板之間通過(guò)I2C進(jìn)行通信，但并不限于該通信方式。
[0036]當(dāng)設(shè)備板需要對(duì)主控制器升級(jí)的時(shí)候，主控制器先發(fā)指令給從控制器，將主控制器內(nèi)的狀態(tài)信息發(fā)給從控制器暫存，從控制器會(huì)鎖存并維持住各路控制信號(hào)不變。當(dāng)主控制器升級(jí)完畢，重新啟動(dòng)后，從從控制器內(nèi)讀回升級(jí)前狀態(tài)信息和控制信息，并給從控制器鎖存住的控制信號(hào)解鎖存，以將主控制器、光發(fā)射器件以及光接收器件恢復(fù)到升級(jí)前的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)光模塊的在線升級(jí)。
[0037]由于在升級(jí)過(guò)程中，光發(fā)射器件和光接收器件的控制信號(hào)完全不變，它們上面的業(yè)務(wù)也不會(huì)受到影響。
[0038]從控制器因?yàn)橹蛔鐾獠框?qū)動(dòng)用，它內(nèi)部的代碼為通用代碼，不實(shí)現(xiàn)任何協(xié)議等，故一旦固定，不用再升級(jí)或者更改。因而所解決的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)光模塊內(nèi)部的硬件電路搭建就能夠?qū)崿F(xiàn)，而不依賴于軟件。
[0039]其中，所述的主控制器和從控制器可以選用單片機(jī)等微處理芯片MCU，以簡(jiǎn)化電路的整體設(shè)計(jì)。
[0040]本實(shí)施例中從控制器還具有I2C、SP1、COM等外設(shè)，這些外設(shè)可以用于通信也可以用于控制。
[0041]本實(shí)施例提供的一種支持在線升級(jí)的光模塊，采用從控制器取代了激光器自動(dòng)功率控制芯片、TEC控制芯片等價(jià)格昂貴的專用芯片，有效降低了制作成本；同時(shí)從控制器輸出控制信號(hào)至光發(fā)射器件和光接收器件，在其中的一個(gè)電路發(fā)生問(wèn)題時(shí)，不會(huì)破壞主控制器內(nèi)的主程序，主控制器與設(shè)備板的通信不會(huì)中斷，因而使光模塊的工作性能更加穩(wěn)定。
[0042]對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種支持在線升級(jí)的光模塊，設(shè)置有光發(fā)射器件、光接收器件、主控制器，其特征在于，還設(shè)置有從控制器；所述從控制器輸出控制信號(hào)至所述光發(fā)射器件和所述光接收器件；所述主控制器用于與設(shè)備板通信，在接收到設(shè)備板發(fā)出的升級(jí)指令后，發(fā)送狀態(tài)信息至從控制器；所述從控制器暫存所述狀態(tài)信息，鎖存并維持輸出至光發(fā)射器件和光接收器件的控制信號(hào)不變，所述主控制器還用于在升級(jí)完畢后接收從控制器中保存的所述狀態(tài)信息，并控制從控制器解鎖存。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，在所述光發(fā)射器件中設(shè)置有半導(dǎo)體制冷器，所述從控制器輸出控制信號(hào)至所述的半導(dǎo)體制冷器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，在所述光發(fā)射器件中還設(shè)置有發(fā)光二極管和背光檢測(cè)二極管，所述從控制器接收背光檢測(cè)二極管輸出的背光電流，并根據(jù)所述背光電流對(duì)輸入至發(fā)光二極管的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，在所述光模塊中還設(shè)置有升壓電路，通過(guò)所述從控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)由升壓電路輸出至所述的光接收器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，在所述光接收器件中設(shè)置有光探測(cè)器，通過(guò)所述從控制器輸出的控制信號(hào)經(jīng)由升壓電路輸出至所述的光探測(cè)器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，所述光探測(cè)器為雪崩光電二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，所述主控制器通過(guò)串行總線或者I2C總線與從控制器連接通信。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，所述主控制器與設(shè)備板之間通過(guò)I2C總線連接通信。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的支持在線升級(jí)的光模塊，其特征在于，所述主控制器和從控制器均為單片機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04B10/40GK203708258SQ201420097480
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月5日
【發(fā)明者】李紹波 申請(qǐng)人:青島海信寬帶多媒體技術(shù)有限公司