具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/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，就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、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；

光纤101的一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块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的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，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，具体地，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络终端及网线，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106内部设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。

光模块200插入光网络终端中，具体为：光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本申请实施例提供的一种光模块200的结构示意图，图4为本申请实施例提供光模块200的分解结构示意图。如图3和图4所示，本申请实施例提供的光模块200包括上壳体201、下壳体202、电路板300、解锁手柄203、光发射次模块206和光接收次模块207。

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体，具体地，下壳体包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体包括盖板，盖板盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体盖合在下壳体上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(204、205)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口204，电路板的金手指从电口204伸出，插入光网络单元等上位机中；另一个开口为光口205，用于外部光纤接入以连接光模块内部的光发射次模块206和光接收次模块207；电路板300、光发射次模块206和光接收次模块207等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、光发射次模块206和光接收次模块207等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁手柄203位于包裹腔体/下壳体202的外壁，用于实现光模块与上位机之间的固定连接，或解除光模块与上位机之间的固定连接。

解锁手柄203具有与上位机笼子匹配的卡合结构；拉动解锁手柄的末端可以在使解锁手柄在外壁的表面相对移动；光模块插入上位机的笼子里，由解锁手柄的卡合结构将光模块固定在上位机的笼子里；通过拉动解锁手柄，解锁手柄的卡合结构随之移动，进而改变卡合结构与上位机的连接关系，以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

光发射次模块206和光接收次模块207，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。光发射次模块206和光接收次模块207也可以结合在一起形成光收发一体结构。其中，光发射次模块206中包括光发射芯片以及背光探测器，光接收次模块207包括光接收芯片。

电路板300位于由上壳体201和下壳体202形成包裹腔体中，电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如微处理器MCU、激光驱动芯片、限幅放大器、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

本申请实施例中，跨阻放大器与光接收芯片紧密关联。跨阻放大芯片可独立封装体独立于电路板300上，光接收芯片及跨阻放大器通过独立封装体与电路板300形成电连接；可以将跨阻放大器与光接收芯片一起封装在独立封装体中，如封装在同一同轴管壳TO中或同一方形腔体中；可以不采用独立封装体，而是将光接收芯片与跨阻放大器设置在电路板表面；也可以将光接收芯片独立封装，而将跨阻放大器设置在电路板上，接收信号质量也能满足某些相对较低的要求。

电路板上的芯片可以是多合一芯片，比如将激光驱动芯片与MCU芯片融合为一个芯片，也可以将激光驱动芯片、限幅放大芯片及MCU融合为一个芯片，芯片是电路的集成，但各个电路的功能并没有因为集合而消失，只是电路形态发生整合。所以，当电路板上设置有MCU、激光驱动芯片及限幅放大芯片三个独立芯片，这与电路上设置一个三功能合一的单个芯片，方案是等同的。

电路板300通过电路走线将光模块中的用电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电功能。电路板300是光模块主要电器件的载体，没有设置在电路板上的电器件最终也与电路板电连接，电路板300上的电连接器实现光模块与其上位机的电连接。

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；当光发射次模块206和光接收次模块207位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，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。

电路板300端部表面具有金手指301，金手指由相互独立的一根根引脚组成的，电路板300插入笼子中的电连接器中，由金手指与上位机建立电连接。上位机与光模块之间可以采用I2C协议、通过I2C引脚进行信息传递。上位机可以向光模块写入信息，具体地，上位机可以将信息写入光模块的寄存器中；光模块无法向上位机写入信息，当光模块需要将信息提供给上位机时，光模块会将信息写入光模块中的预设寄存器中，由上位机对该寄存器进行读取，光模块的寄存器一般集成在光模块的MCU中，也可以独立设置在光模块的电路板300上。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；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器件之间可以采用柔性电路板连接。

光发射次模块206和光接收次模块207，分别用于实现光信号的发射与光信号的接收。本实施例中，光发射次模块206可采用同轴TO封装，与电路板物理分离，通过柔性板实现电连接；光接收次模块207也采用同轴TO封装，与电路板物理分离，通过柔性板实现电连接。在另一种常见的实现方式中，可以设置在电路板300表面；另外，光发射次模块206和光接收次模块207也可以结合在一起形成光收发一体结构。

图5为本发明实施例提供的一种光模块的局部结构示意图。如图5所示，本申请实施例提供的光模块中，电路板300一端的表面设置成排的金手指301，电路板300上设置MCU302，成排的金手指301由相互独立的一根根金手指组成的，电路板300插入笼子中的电连接器中，由金手指301与上位机建立电连接，MCU302电连接金手指301。光接收次模块207包括APD、跨阻放大芯片(又称跨阻放大器，TIA)、限幅放大芯片(又称限幅放大器，LA)及MCU302。芯片的本质是电路的集成，电路可以集成到芯片中，芯片中的部分功能也可以由电路板上的电路实现。实现芯片的功能，可以由芯片实现，也可以由电路实现，也可以由主芯片结合外围电路实现。不同功能也可以由同一芯片集成，电路集成形态的变化仍属于本发明的保护范围。

在光信号接收的过程中，光接收次模块207，内部设置有光接收芯片，常见的光接收芯片可以为APD，用于接收外部设备发送的光信号，并将外部设备发送的光信号转换为电信号；跨阻放大芯片的输入引脚与光接收次模块207的输出引脚连接，用于将光接收次模块207输出的电信号转换为电压信号；限幅放大芯片的高频信号输入引脚与跨阻放大芯片的输出引脚连接，用于将跨阻放大芯片输出的第一电压信号进行放大；时钟数据恢复芯片的输入引脚与限幅放大芯片的高频信号输出引脚连接，用于将限幅放大芯片输出的电压信号进行整形，时钟数据恢复芯片的输出引脚与金手指301连接。通过金手指301与上位机连接，进而可以将该光模块接收的信号发送至上位机。

在光模块通讯协议比如SFF-8472协议中对激光器偏置电流、发射功率、接收功率在进行校准时的单位是默认的，即偏置电流是2uA，发射功率和接收功率是0.1uW。这样偏置电流的监控范围只有0～131mA，发射功率和接收功率的监控范围只有-40～8.2dBm。而随着高规格产品的出现，上述范围已经无法涵盖实际的应用范围。

为此本申请提供了对各校准单位定义的相关方案，本申请通过启用SFF-8472里用户可写区内的各寄存器来指示光模块进行校准时所用的单位，设备MAC通过I2C读取这些寄存器的值来确认单位并进行相应地换算，实现在当前SFF-8472的框架下兼容各类规格范围的光模块产品。

由于本申请是对现有SFF-8472协议的拓展，本申请不可用SFF-8472协议规范围内的寄存器，而是采用SFF-8472协议规范围外的寄存器，如用户可写区内的寄存器，可以理解的是，当本申请提供的对现有SFF-8472协议的拓展内容被协议所吸收后，本申请中的寄存器会被纳入SFF-8472协议规范围内。

下面结合图6对本申请提供的对各校准单位定义的相关方案进行具体说明。

本申请实施例中选择SFF-8472协议规范围外的寄存器，如用户可写区内的寄存器，分别定义为第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器，第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器分别用于存储激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值，用户可以根据光模块产品的规则自定义相应的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值，并将自定义后的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值存储至相应的寄存器内，等待上位机读取。

本申请实施例中还包括第四寄存器、第五寄存器和第六寄存器，第四寄存器、第五寄存器和第六寄存器分别用于存储激光器偏置电流采样值、发射光功率采样值和接收光功率采样值。

可以理解的是，第四寄存器、第五寄存器和第六寄存器为SFF-8472协议规范围内的寄存器。

在本申请实施例中第四寄存器、第一寄存器、第五寄存器、第二寄存器、第六寄存器和第三寄存器可以分别选择A2[100:101]、A2[248]bit7:4、A2[102:103]、A2[248]bit3:0、A2[104:105]和A2[249]bit7:4，也可以选择存储单元的保留位内的其他寄存器，本申请中对具体地寄存器不作限制，仅以上述六个寄存器作为实施例进行说明。

第四寄存器如A2[100:101]用于存储激光器偏置电流采样值。

第一寄存器如A2[248]bit7:4用于存储激光器偏置电流校准单位指示值，下面以具体数据示例说明，在一些实施例中，激光器偏置电流校准单位指示值为2时，表示激光器偏置电流校准单位为2uA，激光器偏置电流校准单位指示值为4时，表示激光器偏置电流校准单位为4uA，以此类推，用户可以根据光模块产品的规格自定义具体的激光器偏置电流校准单位，然后将自定义的激光器偏置电流校准单位以指示值的形式存储至第一寄存器内，等待上位机读取。需要说明的是，激光器偏置电流校准单位可以不止是两个预设值，不仅可以是2uA和4uA，如果后续有新的产品，也可以是6uA，10uA，14uA等其它档位。

第五寄存器如A2[102:103]用于存储发射光功率采样值。

第二寄存器如A2[248]bit3:0用于发射光功率校准单位指示值，在一些实施例中，发射光功率校准单位指示值为1时表示发射光功率校准单位为0.1uW，发射光功率校准单位指示值为2时表示发射光功率校准单位为0.2uW，以此类推，用户可以根据光模块产品的规格自定义具体的发射光功率校准单位，然后将自定义的发射光功率校准单位以指示值的形式存储至第二寄存器内，等待上位机读取。

需要说明的是，发射光功率校准单位可以不止是两个预设值，不仅可以是0.1uW和0.2uW，如果后续有新的产品，也可以是0.3uW、0.4uW等其它档位。

第六寄存器如A2[104:105]用于存储接收光功率采样值。

第三寄存器如A2[249]bit7:4用于接收光功率校准单位指示值，在一些实施例中，接收光功率校准单位指示值为1时表示接收光功率校准单位为0.1uW，接收光功率校准单位指示值为2时表示接收光功率校准单位为0.2uW，以此类推，用户可以根据光模块产品的规格自定义具体的接收光功率校准单位，然后将自定义的接收光功率校准单位以指示值的形式存储至第三寄存器内，等待上位机读取。

需要说明的是，接收光功率校准单位可以不止是两个预设值，不仅可以是0.1uW和0.2uW，如果后续有新的产品，也可以是0.3uW、0.4uW等其它档位。

将相应数据存储至相应寄存器中后，等待上位机来读取，具体地，上位机中包括MAC芯片，由上位机中的MAC芯片从相应寄存器中读取相应数据，然后MAC芯片根据相应公式进行换算得到激光器偏置电流、发射光功率和接收光功率的上报值，MAC芯片将各上报值上报值上位机的处理器，处理器进行后续监测或处理，其中MAC芯片读取及换算的具体过程包括：

上位机分别从第四寄存器和第一寄存器中读取激光器偏置电流采样值和激光器偏置电流校准单位指示值，并基于第一公式获取激光器偏置电流上报值；

上位机分别从第五寄存器和第二寄存器中读取发射光功率采样值和发射光功率校准单位指示值，并基于第二公式获取发射光功率上报值；

上位机分别从第六寄存器和第三寄存器中读取接收光功率采样值和接收光功率校准单位指示值，并基于第三公式获取接收光功率上报值。

其中，上位机分别从第四寄存器和所述第一寄存器中读取激光器偏置电流采样值和激光器偏置电流校准单位指示值，并基于第一公式获取激光器偏置电流上报值，包括：

根据TxBias＝TX_BIAS_AD*TX_BIAS_U*0.001获取激光器偏置电流上报值，其中TxBias为激光器偏置电流上报值，TX_BIAS_AD为激光器偏置电流采样值，TX_BIAS_U为第一激光器偏置电流校准单位或第二激光器偏置电流校准单位指示值。

其中，上位机分别从所五寄存器和第二寄存器中读取所述发射光功率采样值和发射光功率校准单位指示值，并基于第二公式获取发射光功率上报值，包括：

根据TxPower＝10*Log10(TX_PWR_AD*TX_PWR_U*0.0001)获取发射光功率上报值，其中TxPower为发射光功率上报值，TX_PWR_AD为发射光功率采样值，TX_PWR_U为发射光功率校准单位指示值。

其中，上位机分别从第六寄存器和第三寄存器中读取所述接收光功率采样值和接收光功率校准单位，并基于第三公式获取接收光功率上报值，包括：

根据RxPower＝10*Log10(RX_PWR_AD*RX_PWR_U*0.0001)获取接收光功率上报值，其中RxPower为接收光功率上报值，RX_PWR_AD为接收光功率采样值，RX_PWR_U为接收光功率校准单位指示值。

用户可以根据光模块产品的规则自定义相应的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值，并将自定义后的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值存储至相应的寄存器内，等待上位机读取。

本申请通过启用SFF-8472里用户可写区的各寄存器来指示光模块进行校准时所用的单位，设备MAC通过I2C读取这些寄存器的值来确认单位并进行相应地换算，实现在当前SFF-8472的框架下兼容各类规格范围的光模块产品。

基于上述光模块，本申请还提供校准单位定义方法，具体地方法包括：

基于光模块产品规格将激光器偏置电流校准单位指示值存储至第一寄存器内；

基于光模块产品规格将发射光功率校准单位指示值存储至第二寄存器内；

基于光模块产品规格将接收光功率校准单位指示值存储至第三寄存器内。

用户可以根据光模块产品的规则自定义相应的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值，并将自定义后的激光器偏置电流校准单位指示值、发射光功率校准单位指示值和接收光功率校准单位指示值存储至相应的寄存器内，等待上位机读取。

具体地，根据TxBias＝TX_BIAS_AD*TX_BIAS_U*0.001获取激光器偏置电流上报值，其中TxBias为激光器偏置电流上报值，TX_BIAS_AD为激光器偏置电流采样值，TX_BIAS_U为激光器偏置电流校准单位指示值；

根据TxPower＝10*Log10(TX_PWR_AD*TX_PWR_U*0.0001)获取发射光功率上报值，其中TxPower为发射光功率上报值，TX_PWR_AD为发射光功率采样值，TX_PWR_U为发射光功率校准单位指示值；

根据RxPower＝10*Log10(RX_PWR_AD*RX_PWR_U*0.0001)获取接收光功率上报值，其中RxPower为接收光功率上报值，RX_PWR_AD为接收光功率采样值，RX_PWR_U为接收光功率校准单位指示值。

本申请实施例提供的校准单位定义方法的未尽之处可参见上述实施例提供的光模块。

本申请通过启用SFF-8472里用户可写区的各寄存器来指示光模块进行校准时所用的单位，设备MAC通过I2C读取这些寄存器的值来确认单位并进行相应地换算，实现在当前SFF-8472的框架下兼容各类规格范围的光模块产品。

最后应说明的是：本实施例采用递进方式描述，不同部分可以相互参照；另外，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。