CN101330765B - 具有快速决定阈值设置的pon突发模式接收器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接收器，其将从GPON光纤系统中的光脉冲导出的模拟信号转换成清楚的数字电信号。光电检测器和互阻抗放大器(TIA)将所述光脉冲转换成模拟电信号。由所述GPON系统中的媒体接入控制器(MAC)产生的复位信号表示新数据突发的开始。所述接收器具有可切换的低通滤波器，其确立用于确定所述模拟信号是逻辑1还是逻辑0的阈值电压。恰好在新突发的开始处，所述低通滤波器具有快时间常数以快速确立所述突发的阈值电压。在所述突发期间的稍后时间，将所述低通滤波器切换到具有慢时间常数，以便产生相对较稳定的阈值电压。
Description
托马斯S·王(Thomas S.Wong)
凯瑟琳T·黄(Katherine T.Hoang)
技术领域
本发明涉及例如在无源光学网络(PON)中使用的突发模式数字接收器，且确切地说涉及一种从多个光学网络单元(ONU)或其它产生具有未知转变电平的信号的发射器接收每秒千兆位的信号。
背景技术
PON在点对多点通信应用中使用。图1说明PON 10的简单实例。光学线路终端(OLT)12连接到PON的“首端”，且通常位于本地电话交换(中心局)中。OLT12控制对共享的PON的接入，并使PON与更宽的电信网络互连。连接到PON的外部服务的实例可以是电缆电视(CATV)14、因特网网络16(用于VoIP和数据)和任何其它广域网络(WAN)18。连接器总线或交换机19将来自各种服务的信号连接到OLT 12端口。OLT 12使用具有众所周知的格式的串行或并行电信号与总线19通信。
OLT 12管理来自外部来源的传入数据、将所述数据转换成光脉冲并经由一个或一个以上光纤电缆将数据传输到多个光学网络单元(ONU)20，21，22，其是PON的用户端，通常在OLT 12下游至多达10km处。ONU经由电线连接到最终用户23到25。OLT 12还管理从ONU 20到22到外部网络的光学传输。如果光纤一直延伸到住宅或办公建筑，那么将需要光学网络端接(Optical Network Termination，ONT)。端接是ONU还是ONT与本发明无关。
PON是非常高效的，因为在光纤网络中只使用无源分路器28。分路器28将来自OLT 12的光纤电缆34耦合到每个通往ONU 20到22的光纤电缆30到32。在PON系统中，可将来自单个光纤电缆的光信号分路到64个或64个以上的光纤中。
在例如ITU-T-G.984(千兆位PON(Gigabit PON))等各种公开案中描述PON的标准。所有这些可应用的标准都是所属领域的技术人员众所周知的，且以引用的方式并入。
OLT 12中的发射器36使用激光二极管将电数据转换成光脉冲。OLT 12以一种波长将光传输到ONU，且ONU以不同的波长将光传输回到OLT，因此在PON中存在波分多路复用(WDM)。
PON中的接收器38将从ONU接收到的光学信号转换成电信号。
媒体接入控制器(MAC)40控制PON上的通信和数据的格式化(例如，包化、解包化、串行-并行转换等)。在PON上从ONU“向上游”传递到OLT 12的数据通常根据时分多址(TDMA)技术而多路复用，其中使用指配的时隙在时间上分隔数据信道，以免在OLT 12处发生冲突。OLT 12通常使用广播方案将来自外部网络的数据传输到ONU，且具有在传输中指定的目的地地址的特定ONU接着处理所述数据。未定址的ONU忽略所述传输。为了安全性起见使用加密。
使用某一协议标准以包的形式传输来自ONU的数据。已经研发出被称为媒体接入控制(MAC)协议的各种协议来控制ONU的对PON上的共享容量的上游接入。MAC协议可在上游方向上实施TDMA多路复用方案，或者可使用其它基于包的数据传送案，所述方案更加适合于特别高的数据速率或可变速率不对称数据传输。
典型的PON配置并不准许ONU彼此直接通信，且需要MAC 40来确定传输次序和传输时间。
用于GPON的ITU标准中所描述的一种常用类型的MAC协议指定包小区之间最小32位的保护时间以防止冲突，用于位同步的交替的1秒与0秒的44位前同步码，用以指示传入的有效负载数据的开始的20位的定界符，接下来是固定或可变长度的有效负载数据。所述有效负载数据包含地址和主要数据信息。图2中说明此协议的简化版本。
由于每个ONU 20到22与OLT 12相距不同的距离，所以包的往返时间对于每个ONU将是不同的。OLT 12中的MAC 40具有稳定的参考时钟，其用于对传入的数字信号进行处理。由于重要的是来自所有ONU的位都由OLT 12同相地接收，所以MAC 40针对每个ONU引入相位校正以供在传输时使用，使得所有的ONU都具有相同的恒定的均衡的往返延迟。这被称为测距修正(ranging)。
GPON系统中的MAC 40在包突发结束后不久便发布可编程的复位信号，以便使协议序列和其它任何需要复位的电路复位。复位脉冲在前同步码之前不久结束。复位脉冲在数据突发之间的保护时间期间发生。此些MAC是众所周知的，且市场上可购买到。
由于每秒1.25和2.5千兆位的数据速率，且由于来自每个ONU的光脉冲的量值是不同的，所以将光的脉冲转换成无错误的电数字信号是非常困难的。在PON接收器中，光电检测器将光脉冲的量值转换成成比例的模拟电流。通过互阻抗放大器(TIA)将此电流转换成模拟电压，且将互阻抗放大器的输出施加到限制放大器(例如比较器)，所述限制放大器确定所述模拟信号是逻辑1位还是逻辑0位。(即使传输的数据是数字的，本文中也使用术语“模拟”，因为逻辑1位和0位的幅值由于发射器的不同距离而可变。)限制放大器接着输出清楚且有效的数字信号。
限制放大器用于确定光脉冲是逻辑1还是逻辑0的模拟信号的阈值电压难以快速确立，因为OLT所接收到的光脉冲的量值针对每个ONU而变动。阈值电压最优是逻辑1和逻辑0的电压幅值之间的中点。
举例来说，图2说明互阻抗放大器分别针对“近”ONU 20和针对“远”ONU 22而输出的两个简化的模拟信号44和46。用于确定信号是逻辑1还是逻辑0的最优阈值电压电平48理想地是峰值电压与最小电压之间的中点。在非常高的速度下，很难快速地将阈值电压确立在中点处，因为这通常使用两个峰值检测器和电阻分压器来实施以检测最小值和峰值。不将阈值设置在中点处会增加位错误的几率。
在另一可能的技术中，可通过随时间的过去获得模拟脉冲的平均量值来导出用于确定模拟信号是逻辑1还是逻辑0的阈值电压。可使用低通滤波器(例如，具有RC时间常数的电容器和电阻器)来获得平均值，以便提取数据流的DC分量(假定其为数据流的平均值)。如果模拟信号高于数据流的平均值，那么假定其为逻辑1。然而，为了防止一系列的1或0显著地改变阈值电压，低通滤波器的时间常数必须相对较长/较慢。较长的RC时间常数将导致需要相对较长的时间(在包小区的开始处开始)来确立平均值，因为滤波器电容器电压以任意电压开始，所述任意电压由来自不同ONU的先前突发引起。这将导致较高的错误率，直到电容器电压稳定为止。
需要一种用于确定高数据速率PON系统或其它数字突发模式系统中的模拟信号是逻辑1还是逻辑0的经改进的技术。
发明内容
在本发明的一个实施例中，接收器将从光纤系统中的光脉冲导出的模拟信号转换成二进制电信号。所述接收器特定适合在GPON系统中使用，其中模拟信号的峰值量值随着发射器与接收器之间的距离而变动。在用来描述本发明的实例中，接收器位于OLT中。
光电检测器和支持突发模式的互阻抗放大器(TIA)将从ONU接收到的光脉冲转换成模拟电信号。
在GPON协议标准中，在连续的数据突发(包小区)之间存在指定的保护时间，且包以用于位同步的前同步码中的44个交替的1和0开始。
在图3的实施例中，接收器利用由OLT中的MAC产生的复位信号来表示来自ONU的新数据突发的开始。接收器具有耦合到从TIA输出的模拟信号的可切换低通滤波器。在所使用的实例中，可切换低通滤波器包括电容器和可切换电阻。低通滤波器确立用于确定模拟信号是逻辑1还是逻辑0的阈值电压。恰好在新包的开始处，当OLT即将接收到新的ONU传输时，将通过使用来自MAC的复位信号(展示为复位1)产生的复位信号(展示为复位2)施加到切换器，所述切换器将低电阻(例如10欧姆)耦合到低通滤波器电容器，以使低通滤波器具有快RC时间常数。这使得电容器能够使用44个前同步码位来快速地确立平均电压。
接着，将此平均值(实质上是DC电压)施加到限制放大器的反相输入。限制放大器作为输出具有预定高和低电平的数字电压的比较器而操作。如本文所使用，术语限制放大器是指任何在其差分输入信号实质上交叉时触发且输出具有预定高和低电平的数字信号的电路。所述限制放大器可具有滞后现象。
将来自TIA的模拟信号直接施加到支持突发模式的限制放大器的非反相输入。模拟信号与平均值的交叉确定限制放大器(例如)在PECL电平下是输出数字1还是输出数字0。
快RC时间常数将过短而无法导出无前同步码的数据的平均电压，因为有效负载数据中的一长串1或0将显著影响平均电压，原因在于数据的频率分量低得多。因此，一旦所述平均值已在前同步码期间稳定，便停用切换器，从而允许相对较高的电阻(例如1K欧姆)可耦合到滤波器电容器，并大大增加时间常数，以便为有效负载数据形成相对较稳定的阈值电压。
因此，在包的前同步码阶段期间快速确立阈值电压，且在接收到有效负载数据之前阈值电压变得非常稳定。
本发明可应用于任何接收数字数据突发的接收系统，其中通过快速确立阈值并接着通过使所述阈值稳定来获得益处。可使用任何类型的具有可控制的时间常数的低通滤波器。
本文中所描述的用于提供切换信令的特定时序产生器只使用五个组件，因此其非常小且高效。
附图说明
图1说明现有技术PON系统。
图2说明代表在OLT处从两个ONU接收到的两个不同突发的两个模拟波形，其中信号的量值由于穿过光纤的信号损失和PON中的分路数目的缘故而大体上与ONU和OLT之间的距离成反比。
图3是根据本发明一个实施例的可用作图1的PON系统中的接收器的接收器的示意图。
图4说明：1)具有叠加在模拟信号上的低通滤波器电压的从互阻抗放大器输出的用于两个循序包的模拟信号的样本波形；2)复位1和复位2信号；以及3)由限制放大器输出的数字信号。
图5是描述图3的接收器从ONU接收新包的流程图。
图6说明用于任何合适的应用的更一般的接收系统。
图7说明可在图6的实施例中使用的复位1和复位2波形。
各图中标有相同标号的元件可以是相同的。
具体实施方式
图3说明接收器50的一个实施例，其可代替图1的GPON系统10中的接收器38。
光纤电缆34在靠近光电检测器54处终止。在图3中，光电检测器54是以反向偏压配置连接的光电检测器二极管。施加到光电检测器54的光学信号使光电检测器54传导与光学信号的强度成比例的电流。假定光纤电缆34经耦合以从图1中的各个ONU接收数据突发，其中ONU在图1的MAC 40所确定的经指配时隙中传输。
将穿过光电检测器54的模拟电流的脉冲施加到互阻抗放大器(TIA)56的输入。TIA 56是高速突发模式TIA，其将电流转换成其输出处的单端或差分模拟电压。TIA是众所周知的。实例中的TIA 56具有差分信号输出。TIA 56的反相输出不被使用，且连接到负载电阻器58以用于正确的操作。此实例中所使用的特定突发模式TIA需要负载电阻器，但其它TIA可能不需要。支持突发模式且支持DC耦合接口的其它高速TIA也将起作用。
TIA 56的非反相输出连接到负载电阻器60，且连接到限制放大器62的非反相输入(In)。放大器62是突发模式差分放大器，其输出差分信号(Dout和/Dout)，所述差分信号将进一步由MAC和OLT中所使用的其它众所周知的电路来处理，所述电路例如是时钟和数据恢复(CDR)电路、寄存器、串行到并行转换器、解码器、解包化器等。限制放大器是众所周知的。
TIA 56的非反相输出还经由相对较高值电阻器(例如，1K欧姆)64耦合到放大器62的反相输入(/In)。当MOSFET开关68闭合时，低值(例如，10欧姆)电阻器66与电阻器64并行耦合，从而导致并行电阻大约为10欧姆。第二MOSFET开关70耦合在放大器62的差分输入之间，以使放大器62的输入暂时具有相同电压以实现快得多的阈值获取。
低通(LP)滤波器电容器72(例如800pF)耦合到放大器62的反相输入，以在耦合到电阻器64(开关68断开)时产生相对较慢的RC时间常数，或在耦合到电阻器66(开关68接通)时产生快RC时间常数。
开关70的控制端子耦合到由GPON MAC 40(图1)产生的常规的可编程复位1信号，以发信号通知新的包突发开始。复位1信号是具有在前一包的终止与下一包的近似开始之间持续某段时间的持续时间的脉冲。复位1信号脉冲在包之间根据协议的预定保护时间期间发生。OLT内的任何电路使用复位1信号来使协议算法和其它任何电路复位，以准备处理通常来自不同ONU的新数据突发。在紧接在前同步码位(GPON中是44个位)开始之前或将要开始时，MAC对复位1信号解除断言，所述前同步码位用来确立位同步。
开关68的控制端子连接到加宽的复位信号(复位2)，其中延长的时间导致复位2信号在复位1信号脉冲已被解除断言后保持被断言持续预定时间。在阈值电压已稳定之后，复位2信号在前同步码时间内的某一时间被解除断言，以允许位同步。
在复位1信号被断言后几乎立刻断言复位信号2。
脉冲加宽器电路76从MAC 40接收复位1信号，从而使MOSFET开关78接通。电阻器80是相对较高值的上拉电阻器(例如1K欧姆)。开关78接通立刻使开关82断开。上拉电阻器84接着断言高复位2信号以使开关68接通，以便形成快RC时间常数低通滤波器。这大约与复位1信号被断言同时发生，其中复位2信号的断言中出现的任何延迟由寄生电容导致。
复位2信号耦合到限制放大器62的启用端子(/EN)。因此，断言复位2信号会使限制放大器62停用，因为假定数据将在低通滤波器确立阈值电压之前具有错误。
电路76的脉冲加宽功能如下起作用。一旦复位1信号被解除断言且开关78断开，便通过经由电阻器80对电容器92进行充电(例如2pF)来延迟开关82的接通。电容器92和电阻器80的值确定所述延迟。一旦已将电容器92充电到一定电平，电容器电压便接通开关82以对复位2信号解除断言。
因此，在对复位1脉冲解除断言之后，加宽的复位2信号保持被断言。因此，复位1信号一被解除断言，开关70便断开，以停止使限制放大器62的输入端子短路，限制放大器62保持由高/EN信号停用，且低通滤波器具有快时间常数(开关68通过高复位2信号接通)。
TIA 56接着从ONU接收新的脉冲包，其以前同步码位开始。形成通过电阻器66而具有快RC时间常数的低通滤波器的电容器72快速充电到前同步码位的平均电平，以便为限制放大器62确立DC阈值。虽然电容器72电压正在不断上升，但复位2信号使限制放大器62停用，因此没有任何位错误。
电路76作为用于切换控制信号的时序产生器而操作，其中通过突发指示符信号(复位1信号)来触发时序。电路76具有最小数目的组件，且因此极其小。电路76可在任何需要加宽的脉冲信号的应用中使用。
图4展示简略的模拟曲线图。图4的包中的脉冲数目不与实际GPON包中的脉冲一致。图4说明复位1信号脉冲和加宽的复位2信号脉冲对时间的曲线图86。假定所有电路都在斜坡波形的中点处触发。曲线图90说明限制放大器62的非反相输入(In)处的针对来自两个ONU的循序突发的模拟信号91。时间0.00到10毫微秒是突发之间的保护时间。前同步码位在10毫微秒处开始，且定界符位(其后面是有效负载数据)在约40毫微秒处开始。复位1信号在大约10毫微秒处被解除断言，以便开始电容器72的低通滤波。
曲线图90还说明滤波器电容器72处的电压92，其是施加到限制放大器62的反相输入(/In)的阈值电压。所述阈值电压在约25毫微秒时变得稳定。加宽的复位2信号被设置为使得复位2信号在阈值电压已变得稳定后不久被解除断言。
对复位2信号解除断言会启用限制放大器62(/EN变低)且使开关68断开。使开关68断开会将低值电阻器66从滤波器中移除，使得RC时间常数由高值电阻器64确定。因此，低通滤波器变得非常稳定，且不受包中的一长串1或0的显著影响。
如在图4的曲线图86和90中所见，复位2信号在前同步码期间的某一时间在大约25毫微秒处被解除断言。复位2信号一切换成低，慢RC时间常数和限制放大器62便被启用。假定电路的切换大约在复位2信号幅值的中点处发生。
一旦限制放大器62被启用，便产生来自限制放大器62的准确的Dout和经反相的Dout(/Dout)数字信号，如图4的曲线图96中所示。
本发明允许使用具有快时间常数的低通滤波器来非常快地产生准确的阈值电压，接着一旦阈值被确立便切换到慢RC时间常数以产生非常稳定的阈值电压。电路还使限制放大器62停用，直到确立了稳定的阈值电压为止。
在图4的曲线图90中，包在约100毫微秒处结束，接着是保护时间和在约110毫微秒处的另一个包。第二个包是来自远得多的ONU，因此光信号和来自TIA 56的成比例的电信号具有较低的量值。如前所述，复位1信号和加宽的复位2信号导致较低的阈值电压92在前同步码位开始后不久被快速地确立。在约125毫微秒处，对复位2信号解除断言提供稳定的阈值电压(慢RC时间常数)，并启用限制放大器62，如曲线图96中所示。
在另一实施例中，限制放大器62可在使RC时间常数变慢之前或之后不久被启用，只要已首先确立了准确的阈值。
图5是在步骤101到107中概述上述过程的自阐释流程图。
可使用许多方式来实施低通滤波器、脉冲加宽器电路、切换电路和放大器，同时仍然使用本文中所描述的概念。举例来说，可使用且可选择性接通多个低通滤波器，或者多个切换器可接通/断开各个电阻器。还可使用开关电容器或电感器来控制时间常数。滤波器甚至可使用除了电容器和电感器之外的组件。
电路实例中所使用的特定限制放大器是麦克雷尔公司(Micrel)的突发模式1.25Gbps PECL限制放大器，SY88903AL。此装置的特征在于快速信号恢复、快速信号损失指示符，且可与其它独立突发模式TIA直接介接。限制放大器或具有类似能力的其它类型的比较器也是合适的。
尽管实例中展示了NMOS晶体管，但任何类型的MOSFET或其它晶体管在对电路进行略微改变后也可使用。此外，可使用复位1信号而不是复位2信号来接通开关68。尽管本发明尤其适用于GPON系统(因为高数据速率)，但本发明可在必须快速设置阈值电压，接着使用具有较慢时间常数的低通滤波器来使阈值电压稳定的任何其它系统(光学或非光学)中使用。
请注意，可使施加到各个组件的非反相和反相输入的信号反向，且接收器将仍然产生可能需要或可能不需要被最终反相的数字信号，这取决于信号的所需极性。
图6和图7说明实施本发明的更加一般类型的电路。
在图6中，在数据突发之间的保护时段的结尾处，来自外部来源的突发指示符信号110指示突发即将开始。在给定的实例中，信号110对于全部或一部分保护时间来说较高，且信号110转变成逻辑“低”指示突发即将开始。将信号110施加到时序产生器112。在保护时间期间，由时序产生器112产生的复位1信号使开关114将差分放大器116的输入短路，以便本质上使低通滤波器118复位到启动电平(见图7)。复位1信号的使用可视特定电路和应用而可选。在一个实施例中，复位1信号与突发指示符信号110相同。
时序产生器112输出复位2信号，所述信号控制低通滤波器118以在数据突发开始时具有快时间常数。在图7的实例中，复位2信号在保护时间期间产生且保持被断言持续短暂时间后进入突发。复位2信号还可用来使差分放大器116保持被停用，直到低通滤波器118输出稳定的电压为止。如果下游电路能够在低通电压正稳定的同时忽略突发开始时的数据，那么停用放大器116可以是可选的。
接着，将数据突发从任何来源(不限于PON系统)施加到输入端子120。施加到端子120的数据可具有较广范围的DC偏移、DC阈值和峰到峰量值，其可在各突发之间有所不同。将数据施加到差分放大器116的一个输入。低通滤波器118快速从数据突发确立DC阈值电压，且将此决定阈值电压施加到差分放大器116的另一输入。在短周期之后，假定阈值电压已经稳定。此时，通过时序产生器112所产生的复位2信号将低通滤波器118切换到慢得多/长得多的时间常数，且通过(例如)复位2信号来启用差分放大器116。差分放大器116现在输出具有固定的上电压电平和下电压电平的准确数字数据。虽然数据突发中存在一长串1和0，但阈值电压将是稳定的。
时序信号可采取任何形式，且不限于实例中所展示的形状和持续时间。
已经详细描述了本发明，所属领域的技术人员将了解，在给定本揭示内容的情况下，可在不脱离本文中所描述的精神和发明性概念的情况下对本发明进行修改。因此，并不希望本发明的范围限于已说明和描述的特定实施例。
Claims (27)
1.一种接收器，其用于接收输送二进制信息突发的信号、检测所述二进制信息的逻辑电平、并输出数字信号，所述接收器包括：
第一节点，其用于接收二进制信息突发；
差分限制放大器，其具有第一输入端子和第二输入端子，所述第一节点耦合到所述第一输入端子，所述限制放大器用于输出具有预定量值的数字信号；
低通滤波器，其耦合在所述第一节点与所述第二输入端子之间，所述低通滤波器对突发中的所述二进制信息进行滤波，并产生用于确定所述二进制信息的逻辑状态的阈值电压；
所述低通滤波器具有至少第一时间常数和第二时间常数，所述第一时间常数比所述第二时间常数快；以及
时序产生器，其用于接收指示二进制信息突发的开始的第一信号，且响应于所述第一信号，从所述第一信号产生至少第二信号，至少所述第二信号耦合到所述低通滤波器；
所述低通滤波器在接收所述二进制信息突发的第一部分时具有所述第一时间常数，以便为所述限制放大器产生阈值电压，所述时序产生器接着产生所述第二信号，以使所述低通滤波器在接收所述二进制信息突发的第二部分时具有用于使所述阈值电压稳定的所述第二时间常数。
2.根据权利要求1所述的接收器，其进一步包括产生所述二进制信息突发的互阻抗放大器，所述互阻抗放大器将电流转换成电压，所述互阻抗放大器的输出耦合到所述差分限制放大器的所述第一输入端子。
3.根据权利要求1所述的接收器，其中所述低通滤波器包括至少滤波器电容器、第一电阻和第二电阻，其中所述第二电阻高于所述第一电阻。
4.根据权利要求3所述的接收器，其中在所述二进制信息突发的所述第一部分期间，所述第一电阻耦合在所述第一节点与所述电容器之间，以产生所述第一时间常数，且在所述二进制信息突发的所述第二部分期间，所述第二电阻耦合在所述第一节点与所述滤波器电容器之间，以产生所述第二时间常数。
5.根据权利要求4所述的接收器，其中所述第一电阻包括与具有第二值的第二电阻器并联的具有第一值的第一电阻器，其中所述第一值小于所述第二值的十分之一，且所述第二电阻只包括所述第二电阻器。
6.根据权利要求1所述的接收器，其进一步包括切换器电路，其连接到所述低通滤波器，用于使所述低通滤波器在具有所述第一时间常数与具有所述第二时间常数之间切换。
7.根据权利要求1所述的接收器，其进一步包括控制电路，以用于产生所述指示二进制信息突发开始的第一信号。
8.根据权利要求7所述的接收器，其中所述控制电路包括实行通信协议的媒体接入控制器MAC。
9.根据权利要求1所述的接收器，其中所述第一信号包括在二进制信息突发之间的保护时间内产生的脉冲，所述第一信号大约在二进制信息突发开始时被解除断言，在所述第一信号已被解除断言之后的某一时间，所述时序产生器所产生的所述第二信号经受控的延迟解除断言。
10.根据权利要求1所述的接收器，其中所述第一信号是具有第一持续时间的脉冲，其中所述时序产生器包括脉冲加宽器电路，其接收所述第一信号，并输出所述第二信号，所述第二信号具有比所述第一持续时间长的第二持续时间。
11.根据权利要求10所述的接收器，其中所述加宽器电路包括电容器和电阻器，所述电容器和电阻器的值确定所述第二信号的所述第二持续时间。
12.根据权利要求1所述的接收器，其中所述限制放大器具有启用端子，所述启用端子经耦合以接收所述第二信号，使得所述第二信号的转变在大约与使所述低通滤波器具有所述第二时间常数的相同时间启用所述限制放大器。
13.根据权利要求1所述的接收器，其进一步包括耦合在所述限制放大器的所述第一输入端子与所述第二输入端子之间的切换电路，所述切换电路在所述二进制信息的突发之间使所述第一输入端子和所述第二输入端子短路，并在突发已开始之后提供开路。
14.根据权利要求1所述的接收器，其中所述限制放大器的输出是具有预定范围的差分信号。
15.根据权利要求14所述的接收器，其中所述限制放大器的所述输出是PECL电平。
16.根据权利要求1所述的接收器，其进一步包括产生所述二进制信息突发的互阻抗放大器，所述互阻抗放大器将电流转换成电压，且进一步包括光学耦合到所述互阻抗放大器的输入的光电检测器，所述光电检测器检测光纤电缆的光输出。
17.根据权利要求16所述的接收器，其进一步包括光学耦合到所述光电检测器的所述光纤电缆，所述光纤电缆是无源光学网络PON的一部分。
18.根据权利要求17所述的接收器，其中所述无源光学网络PON是千兆位PON。
19.根据权利要求1所述的接收器，其中所述接收器是无源光学网络PON中的光学端接的一部分。
20.一种由无源光学网络PON中的接收器执行的方法，其包括：
接收指示来自光纤电缆的光脉冲突发的开始的第一信号，所述光脉冲输送二进制信息；
将所述光脉冲转换成电输入信号；
通过互阻抗放大器来放大所述电输入信号，以在所述互阻抗放大器的输出处产生输出信号；
将来自所述互阻抗放大器的所述输出信号施加到差分限制放大器的第一输入端子；
将低通滤波器的输出施加到所述限制放大器的第二输入端子，所述低通滤波器的输出提供用于确定所述输出信号的逻辑状态的阈值电压；
使所述低通滤波器在接近所述电输入信号突发开始时具有第一时间常数；
在所述电输入信号突发开始后的某一时间，使所述低通滤波器具有比所述第一时间常数慢的第二时间常数，所述第一时间常数使所述低通滤波器在所述突发的第一部分期间产生阈值电压，且所述第二时间常数使所述低通滤波器在进入所述突发的稍后时间产生更加稳定的阈值电压；以及
通过所述限制放大器来输出由所述输出信号和所述阈值电压的相对电平确定的数字信号。
21.根据权利要求20所述的方法，其中使所述低通滤波器在输入信号突发开始时具有所述第一时间常数包括将第一电阻耦合在所述输出信号与低通滤波器电容器之间，且其中使所述低通滤波器具有所述第二时间常数包括将高于所述第一电阻的第二电阻耦合在所述输出信号与所述低通滤波器电容器之间。
22.根据权利要求20所述的方法，其中接收指示来自光纤电缆的光脉冲突发开始的第一信号包括从实行通信协议的媒体接入控制器MAC接收的复位信号脉冲。
23.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括在所述低通滤波器具有所述第一时间常数时停用所述限制放大器，以及在所述第二时间常数开始时启用所述限制放大器。
24.根据权利要求20所述的方法，其进一步包括在突发之间使所述限制放大器的所述第一输入端子和所述第二输入端子短路。
25.根据权利要求20所述的方法，其中所述限制放大器的输出是具有预定范围的差分信号。
26.根据权利要求25所述的方法，其中所述限制放大器的输出是PECL电平。
27.根据权利要求20所述的方法，其中所述无源光学网络PON是千兆位PON。
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|---|---|---|---|---|
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| JP2009017265A (ja) * | 2007-07-05 | 2009-01-22 | Eudyna Devices Inc | 電子回路 |
| CN101355388B (zh) * | 2007-07-25 | 2012-07-04 | 华为技术有限公司 | 接收装置和接收方法 |
| JP5176505B2 (ja) * | 2007-12-03 | 2013-04-03 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光受信装置，光局側装置および光ネットワークシステム |
| SG159410A1 (en) * | 2008-08-22 | 2010-03-30 | Finisar Corp | Ac differential connection assembly between a trans-impedance amplifier and a post amplifier for burst mode receiving |
| EP2395725B1 (en) * | 2009-02-16 | 2015-11-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method for burst transmission on a passive optical network and device for receiver resetting |
| US8102851B1 (en) * | 2009-05-13 | 2012-01-24 | Pmc-Sierra Israel Ltd. | End-of-burst detection for upstream channel of a point-to-multipoint link |
| JP5084954B2 (ja) * | 2009-08-03 | 2012-11-28 | 三菱電機株式会社 | 局内装置、ｐｏｎシステムおよびデータ受信処理方法 |
| KR101310904B1 (ko) | 2009-11-30 | 2013-09-25 | 한국전자통신연구원 | 버스트 모드 수신기 및 타이밍 제어 방법 |
| CN102243256B (zh) * | 2010-05-12 | 2013-11-06 | 四川和芯微电子股份有限公司 | 阈值电压产生电路 |
| WO2012137299A1 (ja) | 2011-04-05 | 2012-10-11 | 三菱電機株式会社 | 光受信器 |
| JP5725168B2 (ja) * | 2011-04-20 | 2015-05-27 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 検出装置、光受信装置、検出方法および光受信方法 |
| US8948610B2 (en) * | 2011-10-26 | 2015-02-03 | Source Photonics, Inc. | Data signal threshold detection and/or recovery in optical and/or optoelectric receivers and/or transceivers |
| DE102013109085A1 (de) * | 2013-08-22 | 2015-02-26 | Inotec Sicherheitstechnik Gmbh | Verfahren zum Bereitstellen von Leuchtenparametern an einer Schnittstelle einer Leuchte, Leuchte mit einer Schnittstelle zum Auslesen von Leuchtenparametern und Vorrichtung zum Auslesen der Leuchtenparameter |
| CN104519419A (zh) * | 2013-09-30 | 2015-04-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种光信号的处理方法、光模块及光线路终端 |
| CN104730306A (zh) * | 2013-12-24 | 2015-06-24 | 苏州普源精电科技有限公司 | 解码自动门限设定方法及具有解码自动门限设定功能的示波器 |
| JP5951160B2 (ja) | 2014-06-05 | 2016-07-13 | 三菱電機株式会社 | バースト信号受信回路 |
| KR20170056587A (ko) * | 2014-09-05 | 2017-05-23 | 쿠앙치 인텔리전트 포토닉 테크놀로지 리미티드 | 가시 광선 신호의 코딩과 디코딩방법 및 장치 |
| FR3029041A1 (fr) * | 2014-11-25 | 2016-05-27 | Commissariat Energie Atomique | Recepteur optique muni d'un bloc de controle de seuil |
| US9621972B2 (en) * | 2015-07-29 | 2017-04-11 | Rockley Photonics Limited | Burst-mode receiver |
| CN106878834B (zh) * | 2015-12-10 | 2020-07-31 | 深圳市中兴微电子技术有限公司 | 一种无源光网络兼容装置及其实现方法和光线路终端 |
| KR101846469B1 (ko) * | 2017-09-05 | 2018-04-09 | (주)자람테크놀로지 | 수동형 광네트워크용 저전력 장비를 위한 트랜스임피던스 증폭기 리셋 장치 및 방법 |
| CN108540231B (zh) * | 2017-12-14 | 2019-10-29 | 武汉电信器件有限公司 | 一种自适应的olt光模块及其控制方法 |
| CN110049386B (zh) * | 2018-01-17 | 2022-02-25 | 华为技术有限公司 | 通信网络及相关设备 |
| CN111325964B (zh) * | 2020-03-11 | 2021-08-13 | 江阴长仪集团有限公司 | 一种用于智能电能表的无线模块及编码自动配对方法 |
| US11184692B2 (en) | 2020-03-13 | 2021-11-23 | Verizon Patent And Licensing Inc. | Systems and methods for measurement of optical parameters in an optical network |
| EP3890229A1 (en) * | 2020-03-31 | 2021-10-06 | Nokia Solutions and Networks Oy | A serial receiver and a method therefor |
| CN115549605B (zh) * | 2022-11-30 | 2023-08-01 | 厦门优迅高速芯片有限公司 | 一种减小突发tia电路建立时间的电路、方法和tia电路 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978422A (en) * | 1996-09-12 | 1999-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit for determining and evaluating a data signal on which a direct voltage portion is superposed |
| CN1741419A (zh) * | 2004-08-27 | 2006-03-01 | 电子科技大学 | 一种光突发模式接收机 |
| EP1791276A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-30 | Alcatel Lucent | Burst mode optical receiver |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05110396A (ja) * | 1991-10-16 | 1993-04-30 | Olympus Optical Co Ltd | 信号遅延回路 |
| JP2789318B2 (ja) * | 1995-09-01 | 1998-08-20 | エルジイ・セミコン・カンパニイ・リミテッド | パルス伸長回路 |
| US6735260B1 (en) * | 2000-04-17 | 2004-05-11 | Texas Instruments Incorporated | Adaptive data slicer |
| EP1154604A1 (de) * | 2000-05-08 | 2001-11-14 | Infineon Technologies AG | Einrichtung und Kompensationsverfahren für Gleichspannungsoffsets |
| US7058315B2 (en) * | 2001-10-09 | 2006-06-06 | Chiaro Networks Ltd. | Fast decision threshold controller for burst-mode receiver |
| WO2003040770A2 (en) * | 2001-11-07 | 2003-05-15 | Broadlight Ltd. | Burst mode limiter-amplifier |
| DE10217855B4 (de) * | 2002-04-22 | 2005-12-01 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zum Verarbeiten von Burstmode-Empfängersignalen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2007274032A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光受信器 |
| US7889815B2 (en) * | 2007-02-13 | 2011-02-15 | Optical Communication Products, Inc. | Burst mode receiver for passive optical network |
-
2007
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-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5978422A (en) * | 1996-09-12 | 1999-11-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Circuit for determining and evaluating a data signal on which a direct voltage portion is superposed |
| CN1741419A (zh) * | 2004-08-27 | 2006-03-01 | 电子科技大学 | 一种光突发模式接收机 |
| EP1791276A1 (en) * | 2005-11-28 | 2007-05-30 | Alcatel Lucent | Burst mode optical receiver |
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