一种光模块的制作方法

1.本技术涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模块。


背景技术：

2.不同的接入网应用场景对应不同的接入网链路预算。不同的接入网链路预算不尽相同，相应地odn(optical distribution network，光分配网)两端的onu(optical network unit，光网络单元)光模块和olt(optical line terminal，光网络终端)光模块需要选择合适的规格指标。为降低用户侧的使用成本，规定onu光模块只有一种规格，而olt光模块则需要提供多种规格以供选择。
3.当前olt光模块在出厂时已经将产品的具体规格固定住，不同的规格对应不同型号的光模块产品。当接入网应用场景发生变化时，只能更换不同型号的olt光模块才能实现光模块规格的切换，容易造成光模块规格切换效率低。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种光模块，无需更换不同型号的光模块即可实现光模块规格的切换。
5.一种光模块，包括：
6.电路板：
7.光发射组件，包括激光器，与电路板电连接，用于发射光信号；
8.电路板上设置有第一金手指、mcu和激光驱动芯片；
9.第一金手指，第一端与上位机通过iic总线连接，第二端与mcu通过iic总线连接；
10.mcu内设置有第一寄存器和第二寄存器；
11.第一寄存器，用于存储光模块实际规格参数，其中，光模块实际规格参数由上位机写入，光模块实际规格参数为上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格参数；
12.第二寄存器，用于存储光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数；
13.mcu，用于将光模块实际规格参数对应的发射参数写入激光驱动芯片；
14.激光驱动芯片，第一端与mcu连接，第二端与激光器连接，用于根据发射参数驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。
15.有益效果：本技术提供了一种光模块，包括电路板和与电路板连接的光发射组件。光发射组件，包括激光器，用于发射光信号。电路板上设置有第一金手指、mcu和激光驱动芯片。第一金手指，第一端与上位机通过iic总线连接，第二端与mcu通过iic总线连接。mcu内设置有第一寄存器和第二寄存器。第一寄存器，用于存储光模块实际规格参数。其中，光模块实际规格参数由上位机写入，光模块实际规格参数为上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格参数。第二寄存器，用于存储光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数。mcu，用于将光模
块实际规格参数对应的发射参数写入激光驱动芯片。激光驱动芯片，第一端与mcu连接，第二端与激光器连接，用于根据发射参数驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。由于mcu内的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，且多个发射参数对应不同的光模块预设规格，则光模块兼容有多种光模块预设规格。又由于接入网应用场景不同，接入网链路预算不同，则光模块实际规格不同，即光模块实际规格参数不同。当接入网应用场景切换时，首先，上位机根据接入网链路预算选择光模块实际规格参数，并将该光模块实际规格参数通过iic总线写入光模块内的第一寄存器；其次，mcu读取光模块实际规格参数和光模块预设规格参数组，并在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格相同的光模块预设规格参数，和该光模块预设规格参数对应的发射参数。最后，mcu将发射参数写入激光驱动芯片，以使激光驱动芯片驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。本技术中，由于mcu的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数，当上述接入网应用场景需要切换时，只需光模块内的mcu在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与之对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片即可完成光模块规格的切换，无需更换不同型号的光模块，进而提高光模块规格切换效率。本技术中，光模块兼容有多种光模块预设规格，接入网应用场景切换，只需光模块内的mcu选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与之对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片即可完成，无需更换不同型号的光模块，进而提高光模块规格切换效率。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的一些实施例，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。
17.图1为根据一些实施例的光通信系统连接关系图；
18.图2为根据一些实施例的光网络终端结构图；
19.图3为根据一些实施例提供的光模块结构图；
20.图4为根据一些实施例提供的光模块分解结构图；
21.图5为根据一些实施例提供的电路板的结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本技术领域的人员更好地理解本公开中的技术方案，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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，而不是全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本公开保护的范围。
23.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。
24.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。
25.图1为根据一些实施例的光通信系统连接关系图。如图1所示，光通信系统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；
26.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系统中，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。
27.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。
28.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。
29.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。
30.光网络终端100包括大致呈长方体的壳体(housing)，以及设置在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(optical line terminal，olt)等。
31.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。
32.图2为根据一些实施例的光网络终端结构图，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，设置在pcb电路板105的表面的笼子106，以及设置在笼子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。
33.光模块200插入光网络终端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插入笼子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100建立双向的电信号连接。
34.图3为根据一些实施例提供的光模块结构图，图4为根据一些实施例的光模块分解结构图。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及光收发组件；
35.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。
36.在一些实施例中，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。
37.两个开口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的左端)，开口205也位于光模块200的端部(图3的右端)。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，插入上位机(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内部的光收发组件。
38.采用上壳体201、下壳体202结合的装配方式，便于将电路板300、光收发组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。
39.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。
40.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。
41.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插入上位机的笼子里，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。
42.电路板300包括电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、mos管)及芯片(如mcu、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复cdr、电源管理芯片、数据处理芯片dsp)等。
43.电路板300通过电路走线将光模块200中的上述器件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。
44.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；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，在本技术公开的某一些实施例中，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。
45.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，如硬性电路板与光收发组件之间可以采用柔性电路板连接，作为硬性电路板的补充。
46.光收发组件包括光发射组件400及光接收组件500。
47.光发射组件400，与电路板300电连接，用于发射光信号。具体的，光发射组件400，可以设置于电路板300的表面，也可以与电路板300通过柔性板实现电连接。
48.光发射组件400包括激光器。激光器根据发射参数发射光信号。
49.光接收组件500，与电路板300电连接，用于接收外部光纤输出的光信号。具体的，光接收组件500，可以设置于电路板300的表面，也可以与电路板300通过柔性板实现电连接。
50.光接收组件500包括光电转换组件和跨阻放大器。
51.光电转换组件，用于将接收到的外部光纤输出的光信号转换为电流信号。
52.跨阻放大器，与光电转换组件连接，用于将电流信号转化为电压信号。
53.图5为根据一些实施例提供的电路板的结构示意图。如图5可知，电路板300上设置有金手指301、mcu302和激光驱动芯片303。具体的，
54.金手指301包括第一金手指3011和第二金手指3012。具体的，
55.第一金手指3011，第一端与上位机通过iic总线连接，第二端与mcu302通过iic总线连接。具体的，由于上位机设置有iic接口，上位机的iic接口与光模块的第一金手指3011通过iic总线连接。由于mcu302内设置有iic接口，第一金手指3011与iic接口通过iic总线连接。其中，第一金手指3011为iic金手指。
56.本技术实施例中，上位机指的是olt，并不是光网络终端。
57.第二金手指3012，也与mcu302连接，用于为mcu302供电。
58.mcu302，内设置有iic接口、第一寄存器和第二寄存器。具体的，iic接口，与第一金手指3011通过iic总线连接，以使第一金手指3011与mcu302通过iic总线连接。
59.第一寄存器，用于存储光模块实际规格参数。具体的，第一寄存器的存储空间内存储有sff-8472协议，sff-8472协议中包括保留地址，该保留地址内设置有接口地址，该接口地址内存储光模块实际规格参数。
60.其中，光模块实际规格参数为上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格参数。该光模块实际规格参数由上位机通过iic总线写入。
61.接入网链路预算指的是接入网链路损失预算。接入网链路损失预算要考虑衰减和长纤色散代价。其中，衰减包括光纤衰减和分光器衰减。
62.当接入网链路损失预算大于等于光模块规格n1的最小链路预算，且小于等于光模块规格n1的最大链路预算时，上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格为n1；当接入网链路损失预算大于等于光模块规格e1的最小链路预算，且小于等于光模块规格e1的最大链路预算之间时，上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格为e1。
63.由于接入网链路损失预算是基于接入网的链路距离和接入网的分光比计算得到的，则接入网链路预算要考虑接入网的链路距离和接入网的分光比。例如：当接入网的链路距离时20km，接入网的分光比为1:128时，光模块规格为n1；当接入网的链路距离时40km，接入网的分光比为1:64时，光模块规格为e1。
64.第二寄存器，用于存储光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数。其中，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数。
65.第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数，多个光模块预设规格参数分别对应不同的光模块预设规格，每个光模块预设规格参数对应一套发射参数。
66.由于光模块的光功率、消光比以及通道代价都可以在光模块生产中进行测试得到。当上位机上测量的光功率、消光比以及通过代价满足一种光模块预设规格要求时，得出一套发射参数。反复调试，直至得到多套发射参数，每套发射参数对应一种光模块预设规格。
67.其中，发射参数包括偏置电流、偏置电压和调制幅度等。
68.mcu302，用于将光模块实际规格参数对应的发射参数写入激光驱动芯片303。其中，光模块实际规格参数对应的发射参数为与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数对应的发射参数。
69.具体的，mcu302在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与该光模块预设规格参数对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片303。激光驱动芯片303根据该发射参数输出相应的电流、电压和调制幅度等给激光器。激光器根据相应的电流、电压和调制幅度等发射与光模块实际规格参数对应的光信号。
70.由于mcu内的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，且多个发射参数对应不同的光模块预设规格，则光模块兼容有多种光模块预设规格。由于接入网应用场景不同，接入网链路预算不同，则光模块实际规格不同，即光模块实际规格参数不同。当接入网应用场景切换时，首先，上位机根据接入网链路预算选择光模块实际规格参数，并将该光模块实际规格参数通过iic总线写入光模块内的第一寄存器；其次，mcu读取光模块实际规格参数和光模块预设规格参数组，并在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格相同的光模块预设规格参数，和该光模块预设规格参数对应的发射参数。最后，mcu将发射参数写入激光驱动芯片，以使激光驱动芯片驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。由于mcu的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数，当上述接入网应用场景需要切换时，只需光模块内的mcu在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与之对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片即可完成光模块规格的切换，无需更换不同型号的光模块，进而提高光模块规格切换效率。
71.本技术提供了一种光模块，包括电路板和与电路板连接的光发射组件。光发射组件，包括激光器，用于发射光信号。电路板上设置有第一金手指、mcu和激光驱动芯片。第一金手指，第一端与上位机通过iic总线连接，第二端与mcu通过iic总线连接。mcu内设置有第
一寄存器和第二寄存器。第一寄存器，用于存储光模块实际规格参数。其中，光模块实际规格参数由上位机写入，光模块实际规格参数为上位机根据接入网链路预算选择的光模块规格参数。第二寄存器，用于存储光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数。mcu，用于将光模块实际规格参数对应的发射参数写入激光驱动芯片。激光驱动芯片，第一端与mcu连接，第二端与激光器连接，用于根据发射参数驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。由于mcu内的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，且多个发射参数对应不同的光模块预设规格，则光模块兼容有多种光模块预设规格。由于接入网应用场景不同，接入网链路预算不同，则光模块实际规格不同，即光模块实际规格参数不同。当接入网应用场景切换时，首先，上位机根据接入网链路预算选择光模块实际规格参数，并将该光模块实际规格参数通过iic总线写入光模块内的第一寄存器；其次，mcu读取光模块实际规格参数和光模块预设规格参数组，并在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格相同的光模块预设规格参数，和该光模块预设规格参数对应的发射参数。最后，mcu将发射参数写入激光驱动芯片，以使激光驱动芯片驱动激光器发射与光模块实际规格参数对应的光信号。本技术中，由于mcu的第二寄存器内存储有光模块预设规格参数组和与光模块预设规格参数对应的发射参数，光模块预设规格参数组包括多个光模块预设规格参数，当上述接入网应用场景需要切换时，只需光模块内的mcu在光模块预设规格参数组中选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与之对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片即可完成光模块规格的切换，无需更换不同型号的光模块，进而提高光模块规格切换效率。本技术中，光模块兼容有多种光模块预设规格，接入网应用场景切换，只需光模块内的mcu选择与光模块实际规格参数相同的光模块预设规格参数和与之对应的发射参数，并将该发射参数写入激光驱动芯片即可完成，无需更换不同型号的光模块，进而提高光模块规格切换效率。
72.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，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公开各实施例技术方案的精神和范围。