CN100502260C - 突爆模式光接收器、***及方法 - Google Patents

Abstract

一种通讯***包括：一光接收器，用以接收光讯号并将光讯号转换为电子讯号；一转阻放大器(transimpedance amplifier，TIA)，用以过滤电子讯号；一与转阻放大器连接的限制放大器(limiting amplifier，LA)；一与转阻放大器连接的自动临界控制器(automatic threshold control，ATC)，用以提供一参考电压予限制放大器。自动临界控制器还包括一共射极电路及一射极追随电路，而电子讯号中的逻辑高位讯号(logic high signals)及逻辑低位讯号(logical low signals)与由自动临界控制器提供的参考电压比较而得。

Description

突爆模式光接收器、***及方法

技术领域

本发明是关于一种通讯***，尤指一种突爆模式光接收器、***及方法。

背景技术

光通讯***的接收器可以接收连续传输的数据(即连续模式)或以一突爆模式传输的数据(即一种未经编码的数据传输，其中传输的数据中仅具有长串的0或长串的1)。图1A、图1C是在连续模式及在突爆模式下数据传输经的波形示意图，并分别具有一直流偏压(DC offset)。图1C、1D为连续模式及在突爆模式下数据传输经讯号经交流滤波波形示意图。一可连续地传输数据的交流光接收器亦可使用于公知通讯***中。

可使用突爆模式传输数据的直流光接收器亦可使用于公知通讯***中。但是突爆模式传输所需的数据解调程序会增加***的复杂度及减低数据传输的速度。使用突爆模式传输数据的公知通讯***的例子分别叙述于美国专利5025456号、美国专利5371763号及美国专利5875050号中。当一些数字数据讯号从一数据通道(data channel)中被接收时，这些讯号通常会被降译(degrade)成模拟讯号，且具有不确定大小的振幅及不易识别逻辑1及逻辑0之间转换特性。当逻辑转换(logic transition)不易识别时，杂讯(noise)及脉冲宽度变形(pulse width distortion)将会影响***敏感度(sensitivity)及频宽(bandwidth)的表现。

因此，在相关领域中需要一***及一方法以解决上述缺点，尤其需要一突爆模式光接收器、***及方法，以便克服讯号在解译其逻辑转换时发生的降级(degradation)效应及突爆模式传输通讯***的杂讯及波形变形的效应。

发明内容

本发明的目的在于提供一种突爆模式光接收器、***及方法，可以解决由于相关技术的限制及缺点所造成各种问题。

为实现上述目的，本发明提供的一***包括：一光接收器，用以接收光讯号并将光讯号转换为电子讯号；一转阻放大器(TIA)，用以过滤电子讯号；一限制放大器(LA)，具有与转阻放大器连接的第一输入及一与转阻放大器连接的自动临界控制器(ATC)，以提供一参考电压至限制放大器的第二输入。此外，自动临界控制器包括一共射极部及一射极追随部，而电子讯号的逻辑高位讯号及逻辑低位讯号与参考电压比较而得。

根据本发明，一数据传输方法包括：接收光讯号；转换光讯号为电子讯号；过滤电子讯号；利用一共射极电路及一射极追随电路控制一介于电子讯号的高位及低位之间的临界电压；及相对于临界电压，决定电子讯号内的逻辑高位讯号及逻辑低位讯号。

根据本发明的另一较佳实施例，一具有一被动光网路的通讯***包括：一突爆模式光接收器，用以接收突爆模式的光讯号并将光讯号转换为电子讯号：一转阻放大器，用以过滤电子讯号；一与该转阻放大器连接的限制放大器；一与转阻放大器连接的自动临界控制器，用以提供一参考电压至限制放大器。

此外，自动临界控制器还包括一共射极部及一射极追随部，而电子讯号的逻辑高位讯号及逻辑低位讯号与参考电压比较而得。

本发明额外的特点及优点将在下述的实施方式中提出，并在某种程度上可由其叙述及实施方式中得到了解。本发明的特点及优点将可经由申请专利范围中的元件及其结合关系得到进一步的了解。

本发明前述的概要叙述及后续的详细叙述皆为示范内容并仅供解释本发明之用，其并非限制本发明的内容。本发明的权利范围以申请专利范围为准。本发明的附图是配合本发明的内容并构成本发明的部分内容，并配合本发明的叙述及本发明的较佳实施例以阐明本发明的原理。

附图说明

图1A、图1B、图1C及图1D是分别在连续模式及突爆模式下数据传输的波形示意图。

图2是描述本发明一较佳实施例的***中一突爆模式光接收器的电路示意图。

图3是一具有本发明一较佳实施例的突爆模式光接收器的传输***示意图。

具体实施方式

为能更了解本发明的技术内容，特举本发明的较佳具体实施例说明如下。

图2是描述本发明一较佳实施例的***中一突爆模式光接收器的电路示意图。图3是一具有本发明一较佳实施例的突爆模式光接收器的传输***示意图，例如被动光网路。突爆模式光接收器200(在图3是与局端(office line terminal，OLT)300一同显示)是包括一转阻放大器210、一限制放大器220，一控制开关230以及一自动临界控制器240。自动临界控制器240还包括了晶体管242及晶体管244，并构成一共射极电路及一与其相连的射极追随电路。而电阻246及电阻248分别与晶体管242的集极及射极连接；电阻250及电阻252分别与晶体管244的集极及射极连接。电阻246及电阻250连接于一供应电压(supply voltage)，而电阻248及电阻252则接地(ground)。此外，光接收器200可以装置于一具有波长分波多工(WDM)功能***中。

请参阅图3，局端300经由一分歧器(power splitter)310，如星形耦合器(star coupler)，与复数个光网路单元或ONUs(N1，N2，N3，N4)连接。由一光纤线320所携带的数据是以分时多工存取(time division multipleaccess，TDMA)的方式传输于分歧器310及局端300之间。从局端300传输到ONUs的下行(downstream)光讯号传输及从ONUs传输到局端300的上行(upstream)光讯号传输皆可被实施。上行光讯号传输是从ONUs中的光发射器(optical transmitter)及波长分波多工器传输出来，并经由连结于各ONUs的个别光纤传输线、分歧器310及一共同光纤线320传输，而这些讯号是以突爆模式经由共同光纤线320传输，并经由另一波长分波多工器(图中未示)而被位于局端300的光接收器200接收。光接收器200接收来自ONUs的突爆模式讯号并将其转换为电子讯号。

特别如图2所示，自动临界控制器240中的共射极电路包括具有基极、集极及射极的晶体管242、电阻246及248、及与电阻248并列的电容254。共射极电路中晶体管242的基极是经由电阻256与转阻放大器的负输出S-连接。自动临界控制器240中的射极追随电路包括具有基极、集极及射极的晶体管244、电阻250及电阻252，而晶体管244的基极与晶体管242的集极及电容254连接。一直流电压源连接于一结合光学元件的PIN型二极管260，以便将光学讯号转换为电子讯号，例如一具有串联于转阻放大器210的输出的PIN型二极管260。转阻放大器的输出S+是经由电容262与一具有运算放大比较器(operational amplifier comparator)的限制放大器220连接，而转阻放大器的输出S-是经由电阻256与自动临界控制器240连接。自动临界控制器240的输出分别经由电容264及电容266而与限制放大器220及控制开关230连接，且控制开关230迅速地累积电压于电容266中。控制开关230还包括一运算放大器268。当有讯号输入时，控制开关230便将限制放大器220开启；而当没有讯号输入时，控制开关230便将限制放大器220关闭，以防止电压振荡(voltageoscillation)及讯号变形(signal distortion)对限制放大器造成不利影响。另一方面，当控制开关与一时脉(clock)及一数据回复电路(data recoverycircuit，CDR)(例如相位锁定回路(phase lock loop，PLL)或延迟锁定回路(delay lock loop，DLL))相连结时，控制开关将可控制光接收器200中的***时脉讯号(system clock signal)及数据回复(data recovery)的功能。

当一突爆模式光接收器200经由光纤线320从ONUs中接收光讯号后，PIN型二极管260可将光讯号转换为电子讯号，并接著在转阻放大器210转换为低噪音的输出讯号，而输出讯号S+及输出讯号S-分别提供给限制放大器220及自动临界控制器240。当接收到突爆模式光讯号时，经由转阻放大器210的输出S-，光接收器210驱动共射极电路并对电路中的电容254充电直到其电压大致与转阻放大器210输出S-的电压相同，而射极追随电路可防止电容254过度充电(overcharging)。因此，射极追随电路有助于减缓由于光接收器200的连续性高频讯号输入所造成对电容充电不利的影响。

因此，自动临界控制器240与转阻放大器的负输出S-连接并提供一适合的临界电压(threshold voltage)供判断由光讯号转换而来的电子讯号所代表的逻辑状态是1或0。自动临界控制器240经由电容264输出一临界值(thresh01d value)到限制放大器220的第二输入。限制放大器220可选择适当的敏感度以便仅放大具有电压值5mV或以上的讯号。此临界值可以做为限制放大器220负输入的一参考电压，以便逻辑识别从转阻放大器210并经由电容262而传输的讯号中的逻辑1及逻辑0。自动临界控制器240具有确保临界值能接近于输入转阻放大器210讯号的强度中间值，以便防止在逻辑输出(logic output)时产生的脉冲宽度变形。

本发明的较佳实施例可包括一种数据传输方法，并包括接收光讯号、转换光讯号为电子讯号、过滤电子讯号、利用共射极电路及射极追随电路控制一介于电子讯号的高位及低位之间的临界电压以及基于此临界电压而决定电子讯号内的逻辑高位讯号及逻辑低位讯号。此外，此方法可应用于一具有以突爆模式传递光讯号的被动光网路的***中。当光讯号被传送到光接收器时，光讯号可为波长分波多工(wavelength divisionmultiplexed)的光讯号。当共射极电路中的电容被充电时，控制开关可以防止电容被过度充电。

对在本发明领域中具有一般知识的人而言，本发明的其他实施例将可由本说明书的内容及实施方式中轻易了解。本说明书的内容及范例仅供说明之用，本发明的权利申请内容是以申请的专利范围为准。

Claims (19)

1.一种***，包括：

一光接收器，接收一光讯号并将该光讯号转换为一电子讯号；

一转阻放大器，过滤该电子讯号；

一限制放大器，具有一与该转阻放大器耦接的第一输入；以及

一自动临界控制器，与该转阻放大器耦接并提供一参考电压至该限制放大器的一第二输入；

其中该自动临界控制器还包括一共射极部及一射极追随部，该共射极部具有一与射极追随部之间耦接的电容器，并以该电子讯号对该电容器充电；且其中该电子讯号的一逻辑高位讯号及一逻辑低位讯号与该参考电压比较而得。

2.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该光接收器还包括：

一接地的直流电压源；

一光二极管，与该电压源连接并将该光讯号转换为该电子讯号。

3.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该共射极部与该转阻放大器的一负输出连接且该限制放大器与该射极追随部的一输出耦接。

4.如权利要求3所述的***，其特征在于，其中还包括一以突爆模式传送该光讯号的被动光网路。

5.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中还包括一与该射极追随部的一输出及该限制放大器的该第二输入耦接的控制开关，该控制开关用于根据是否接收该电子讯号而对应地开关该限制放大器。

6.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该光接收器还包括一具有一运算放大器的一开关，而该运算放大器耦接于该限制放大器的该第二输入及该直流电压源，同时耦接至一参考电压。

7.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中还包括一接收来自一光网路单元的讯号的分歧器及一连接于该分岐器的共同光纤线，用以传送该光讯号至该光接收器。

8.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该共射极部包括一具有一双极晶体管的一共射极电路，而该双极晶体管具有一基极、一集极及一射极且该基极与一串联于该转阻放大器的一负输出的电阻连接。

9.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该射极追随部包括一具有一双极晶体管的一射极追随电路，而该双极晶体管具有一基极、一集极及一射极且该基极与该共射极部耦接。

10.如权利要求1所述的***，其特征在于，其中该***还包括一光网路单元及一用以将该光讯号多工处理的波长分波多工器。

11.一种数据传输方法，包括下列步骤：

接收一光讯号；

转换该光讯号为一电子讯号：

过滤该电子讯号；

利用一共射极电路及一射极追随电路控制一介于该电子讯号的高位及低位之间的临界电压；

对该共射极电路中的一电容充电；以及

相对于该临界电压，决定该电子讯号内的一逻辑高位讯号及一逻辑低位讯号。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中还包括一放大并低通过滤该电子讯号的步骤。

13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中还包括一以突爆模式传送该光讯号的步骤。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，其中还包括一提供一控制开关以防止一电容器过度充电的步骤。

15.一种具有一被动光网路的通讯***，包括：

一突爆模式光接收器，接收一突爆模式的光讯号并将该光讯号转换为一电子讯号；

一转阻放大器，过滤该电子讯号；

一限制放大器，与该转阻放大器连接：以及

一自动临界控制器，与该转阻放大器连接并提供一参考电压至该限制放大器；

其中该自动临界控制器还包括一共射极部及一射极追随部，该共射极部具有一与射极追随部之间耦接的电容器，并以该电子讯号对该电容器充电；且其中该电子讯号的一逻辑高位讯号及一逻辑低位讯号与该参考电压比较而得。

16.如权利要求15所述的***，其特征在于，其中该光接收器还包括一光二极管，将该光讯号转换为该电子讯号。

17.如权利要求15所述的***，其特征在于，其中还包括一与该射极追随部的一输出及该限制放大器的第二输入连接的控制开关，该控制开关用于根据是否接收该电子讯号而对应地开关该限制放大器。

18.如权利要求15所述的***，其特征在于，其中该共射极部包括一具有一双极晶体管的一共射极电路，而该双极晶体管具有一基极、一集极及一射极且该基极与一串联于该转阻放大器的一负输出的电阻连接。

19.如权利要求15所述的***，其特征在于，其中该射极追随部包括一具有一双极晶体管的一射极追随电路，而该双极晶体管具有一基极、一集极及一射极且该基极与该共射极部耦接。

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