CN101355388B - 接收装置和接收方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及接收装置，包括光电探测器，用于根据照射在其的高速率或低速率数字调制的光信号产生电流信号；第一开关，用于切换输出上述高速率或低速率电流信号；第一跨阻放大器，用于将高速率电流信号放大成高速率电压信号；第二跨阻放大器，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号。本发明实施例还涉及接收方法，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生电流信号；切换输出上述高速率或低速率电流信号；将高速率和低速率电流信号放大成高速率和低速率电压信号。因此本发明实施例的高和低速率接收通路完全分开，信号质量好，不会出现信号劣化；并且在高速率接收通路和低速率接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
Description
技术领域
本发明实施例涉及光通信领域，尤其是一种接收装置和接收方法。
背景技术
无源光纤网络(Passive Optical Network，PON)是一种点对多点的光纤传输和接入网络，在光分支点不需要节点设备，而利用简单的光分支器。PON可以灵活地组成树型、星型、总线型等拓朴结构。如图1所示，为现有技术的PON的拓扑图，由局侧的光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)91、用户侧的光网络单元(Optical Network Unit，ONU)92或者光网络终端(Optical Network Terminal，ONT)以及光分配网络(Optical DistributionNetwork，ODN)93组成。ODN中不含有任何有源电子器件及电源，全部由光分路器(Splitter)等无源器件组成，因此管理维护的成本较低。
在PON系统中，OLT91到ONU92的传输方向为下行方向，采用时分复用(Time Division Multiplex，TDM)方式，即下行数据发送是连续的，OLT91连续的将信息广播的发给每个ONU92，每个ONU92选择属于自己的数据接收。
ONU92到OLT91的传输为上行方向，采用时分多址(Time DivisionMultiplex Address，TDMA)方式，即上行数据发送是突发的，不同ONU92占用不同的上行时隙，多个ONU92通过时分复用的方式共享上行链路。每个上行时隙间有避免冲突的保护时间间隔。
为了保证上行数据不会发生冲突，上行发送需要进行测距，测量OLT91下行发送到上行接收的数据信号的环路时延，并且根据环路时延进行延迟补偿，保证在每一个ONU92的上行信号在公用光纤汇合后，插入指定的时隙， 彼此间既不发生碰撞，也不要间隙太大。
为了利用现有千兆以太网无源光网络(Gigabit capability Ethernetbased Passive Optical Network，GEPON)系统的光纤资源，以及未来的10GEPON需要和GEPON系统共存，即10G/1G EPON系统，所以OLT必须支持10G，1G两种速率的ONU。
如图2所示为10G/1G EPON系统共存的一种方案，上行使用相同的波长，采用TDM复用，下行使用不同的波长，采用波分复用(Wave DivisionMultiplex，WDM)方式。由于上行使用了相同的波长，采用TDM复用，需要在OLT端采用多速率的接收装置(MR-RX)，分时接收1G和10G的ONU上行数据。
如图3所示，为现有技术的一种接收装置的结构示意图，在接收端采用1G/8GHz可变带宽的跨阻放大器(Transimpedance Amplifier，TIA)80接收，TIA80的带宽通过切换反馈电阻R181和R282的阻值来改变。当10G信号到来时，反馈电阻切换到R281，TIA80带宽为8GHZ，用于接收10Gbit/s的信号。而1G信号到来时，反馈电阻切换到R181，TIA带宽由8GHz变为1GHz，用于接收1Gbit/s的信号，这样避免1G接收时，TIA80带宽过宽，导致噪声过大，影响1G信号的接收灵敏度。
但是该接收装置需要专门的1G/8G的TIA，1G/8G的TIA结构较复杂，实现有一定的难度。
如图4所示，为另一种现有的接收装置的结构示意图，在接收端共用2.5G光电检测器(Photoelectric detector，PD)/TIA模块70，信号在PD/TIA70后分流，对于1G通路，采用无源滤波器(，PF)71滤除高频成分，再用1G的自动增益控制(Automatic Gain Control，AGC)72、时钟数据恢复(Clockand Data Recovery，CDR)73模块接收。对于10G通路，由于2.5GHz的PD/TIA70对接收信号的高频(大于2.5GHz时)部分衰减加大，使信号失真，需要使用有源FIR滤波器76来补偿高频衰减，以修复10G的信号，再利用10G的AGC77和CDR78接收信号。
但是因为在10G通路，通过有源FIR滤波器来补偿2.5GHz TIA的带宽限制，补偿后的信号质量较差。
发明内容
本发明实施例提供了一种接收装置和接收方法，以实现结构简单，稳定性好，并且成本低，信号质量好。
本发明实施例提供了一种接收装置，包括：
光电探测器，用于根据照射在该光电探测器上的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
第一开关，和所述光电探测器连接，用于切换输出上述高速率或低速率电流信号，并将所述高速率电流信号输出给第一跨阻放大器或将所述低速率电流信号输出给第二跨阻放大器；
第一跨阻放大器，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；
第二跨阻放大器，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号。
本发明实施例还提供了一种接收方法，包括：
光电探测器根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
第一开关切换输出上述高速率或低速率电流信号；
第一跨阻放大器将第一开关输出的高速率电流信号放大成高速率电压信号，第二跨阻放大器将第一开关输出的低速率电流信号放大成低速率电压信号。
因此，本发明实施例的接收装置和接收方法的高速率接收通路和低速率接收通路完全分开，因此信号质量好，不会出现信号劣化；并且利用第一开关高速在高速率接收通路和低速率接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
附图说明
图1为现有技术的PON的拓扑图；
图2为现有技术10G/1G EPON共存系统的示意图；
图3为现有技术的一种接收装置的结构示意图；
图4为另一种现有的接收装置的结构示意图；
图5为本发明实施例1的接收装置结构示意图；
图6为本发明实施例2的接收装置结构示意图；
图7为本发明实施例3的接收装置结构示意图；
图8为本发明实施例4的接收装置结构示意图；
图9为本发明实施例1的接收方法的流程图；
图10为本发明实施例2的接收方法的流程图；
图11为本发明实施例3的接收方法的流程图；
图12为本发明实施例4的接收方法的流程图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述。
本发明实施例接收装置包括：光电探测器，用于根据照射在该光电探测器上的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；第一开关，和所述光电探测器连接，用于切换输出上述高速率或低速率电流信号，并将所述高速率电流信号输出给第一跨阻放大器或将所述低速率电流信号输出给第二跨阻放大器；第一跨阻放大器，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；第二跨阻放大器，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号。
接收装置实施例1
如图5所示，为本发明实施例1的接收装置结构示意图，包括光电探测器100，用于根据照射在该光电探测器100上的高速率或低速率数字调制光信号产生高速率或低速率电流信号；第一开关101，用于切换输出上述高速率和低速率电流信号；第一跨阻放大器111，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；第一滤波器112，用于滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第一限幅放大器(Limiting Amplifier，LA)113，用于对经过滤波后的高速率电压信号进行限幅放大；第一时钟和数据恢复电路114，用于从经过限幅的高速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号；第二跨阻放大器121，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号；第二滤波器122，用于滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二限幅放大器123，用于对经过滤波后的低速率电压信号进行限幅放大；第二时钟和数据恢复电路124，用于从经过限幅的低速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号。
光电探测器可以为普通的PIN光电二极管，在反偏电压下，其产生的电流和照射在其上的光功率成一定的比例关系，也可以为雪崩光电二极管(Avalanche Photodetector，APD)，雪崩光电二极管利用雪崩倍增效应使产生电流信号倍增，灵敏度比普通的PIN光电二极管大。因为跨阻放大器TIA很难实现较陡的高频抑制，因此在每一个TIA后面各增加了一个滤波器来滤除信号的高频噪声，减小噪声带宽，从而提高输出的电压信号的信噪比。由于OLT和不同的ONU之间的距离不同，因此光电探测器所接收到的光信号功率差别很大，假设接收光信号强度在-24dBm的灵敏度和-8dBm的上限功率之间，动态范围有16dB，即相差40倍，而由于APD所产生的电流信号的电流强度和光功率为线性关系，所以TIA输出的电压信号的电压幅度也相差40倍，所以采用LA将TIA输出的信号放大到一个固定的幅度上，送给后面的时钟和数据修复电路，从接收到的串行数据中恢复出时钟和数据信号，送给后级处 理。
由于照射在光电探测器100上的高速率10G光信号和低速率1G光信号采用TDM，因此两种光信号占用不同的上行时隙，当10G信号到来时，介质访问控制(Media Access Control，MAC)层通过下行的授权(Grant)分配上行的发送，同时快速切换第一开关101，第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，将10G的光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第一限幅放大器113放大到稳定的幅度，最后由第一时钟和数据恢复电路114恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。同理，当1G信号到来时，介质访问控制(Media Access Control，MAC)层通过下行的授权(Grant)分配上行的发送，同时快速切换第一开关101，第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，将1G的光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第二限幅放大器123放大到稳定的幅度，最后由第二时钟和数据恢复电路124恢复出1G的时钟和数据，供后级电路处理。测距时采用自适应处理，即默认所有的上行信号都是1G，在一定的时间窗内失败后，再切换到10G速率，如果都失败，则测距失败。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路完全分开，因此信号质量好，不会出现信号劣化；并且在MAC的控制下利用第一开关高速在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收装置实施例2
如图6所示，为本发明实施例2的结构示意图，包括光电探测器100，用于根据照射在该光电探测器100上的高速率或低速率数字调制光信号产生高速率或低速率电流信号；第一开关101，用于切换输出上述高速率和低速率电流信号；第一跨阻放大器111，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；第一滤波器112，用于滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第一限幅放大器(Limiting Amplifier，LA)113，用于对经过滤波后 的高速率电压信号进行放大限幅；第一速率检测器115，用于对限幅放大后的电压信号进行检测，如果为低速率电压信号则控制第一开关101接通第二跨阻放大器121；第一时钟和数据恢复电路114，用于从经过第一速率检测器115的高速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号；第二跨阻放大器121，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号；第二滤波器122，用于滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二限幅放大器123，用于对经过滤波后的低速率电压信号进行限幅放大；第二速率检测器125，用于对限幅放大后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制第一开关101接通第一跨阻放大器111；第二时钟和数据恢复电路124，用于从经过第二速率检测器125的低速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号。
光电探测器可以为普通的PIN光电二极管，在反偏电压下，其产生的电流和照射在其上的光功率成一定的比例关系，也可以为雪崩光电二极管(Avalanche Photodetector，APD)，雪崩光电二极管利用雪崩倍增效应使产生电流信号倍增，灵敏度比普通的PIN光电二极管大。因为跨阻放大器TIA很难实现较陡的高频抑制，因此在每一个TIA后面各增加了一个滤波器来滤除信号的高频噪声，减小噪声带宽，从而提高输出的电压信号的信噪比。由于OLT和不同的ONU之间的距离不同，因此光电探测器所接收到的光信号功率差别很大，所以采用LA将TIA输出的信号放大到一个固定的幅度上。第一开关由第一速率检测器和第二速率检测器控制，在第一开关完成切换在电路达到稳态前，会损失前面的一部分信号，这由第一开关的切换延时决定，而第一开关切换延时等于TIA延时、滤波器延时、LA延时、速率检测延时和第一开关延时之和；后续的时钟和数据修复电路从接收到的非归零码(NRZ)信号中提取出时钟，再用提取出的时钟采样接收到的数据信号，以恢复出时钟和数据信号，送给后级处理。
由于照射在光电探测器100上的高速率10G光信号和低速率1G光信号采用TDM，因此两种光信号占用不同的上行时隙。当10G信号到来时，如果第一 开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第一限幅放大器113放大到稳定的幅度，送入第一速率检测器115进行检测，第一速率检测器115经过一定的判别时间(例如几个比特)判别出为10G信号，则保持第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，由第一时钟和数据恢复电路114恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。如果第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第二限幅放大器123放大，送入第二速率检测器125进行检测，第二速率检测器125经过一定的判别时间判别出为10G信号，则切换第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第一限幅放大器113放大到稳定的幅度，第一速率检测器115将不再进行速率检测，直接由第一时钟和数据恢复电路114恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。
同理当1G信号到来时，如果第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第二限幅放大器123放大到稳定的幅度，送入第二速率检测器125进行检测，第二速率检测器125经过一定的判别时间(例如几个比特)判别出为1G信号，则保持第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，由第二时钟和数据恢复电路124恢复出1G的时钟和数据，供后级电路处理。如果第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第一限幅放大器113放大，送入第一速率检测器115进行检测，第一速率检测器115经过一定的判别时间判别出为1G信号，则切换第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第二限幅放大器123放大到稳定的幅度，第二速率检测器125将不再进行速率检测，直接由第二时钟和数据恢复电路124恢复出1G的时钟和 数据，供后级电路处理。
由第一速率检测器和第二速率检测器控制第一开关切换的同时，会通知MAC此时上行的是低速率的1G信号，还是高速率的10G信号，同样测距时采用自适应处理，即默认所有的上行信号都是1G，在一定的时间窗内失败后，再切换到10G速率，如果都失败，则测距失败。
第一速率检测器和第二速率检测器只检测0101信号，不检测连0或者连1的信号，当信号到来时，由GMAC通知速率检测电路对前导码进行检测，如果速率检测器检测不到信号则判断不是本路信号，控制第一开关切到另一路。并且第一速率检测器和第二速率检测器可以在几个比特之内实现判别。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路也完全分开，所以信号质量好，不会出现信号劣化；并且在第一速率检测器和第二速率检测器的控制下，利用第一开关高速自动的在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收装置实施例3
如图7所示，为本发明实施例3的接收装置结构示意图，包括光电探测器100，用于根据照射在该光电探测器100上的高速率或低速率数字调制光信号产生高速率和低速率电流信号；第一开关101，用于切换输出上述高速率和低速率电流信号；第一跨阻放大器111，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；第一滤波器112，用于滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二跨阻放大器121，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号；第二滤波器122，用于滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二开关102，用于切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号；第三限幅放大器133，用于对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大；第三时钟和数据恢复电路134，用于从经过限幅放大的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号。
光电探测器可以为普通的PIN光电二极管，在反偏电压下，其产生的电流和照射在其上的光功率成一定的比例关系，也可以为雪崩光电二极管(Avalanche Photodetector，APD)，雪崩光电二极管利用雪崩倍增效应使产生电流信号倍增，灵敏度比普通的PIN光电二极管大。因为跨阻放大器TIA很难实现较陡的高频抑制，因此在每一个TIA后面各增加了一个滤波器来滤除信号的高频噪声，减小噪声带宽，从而提高输出的电压信号的信噪比。由于OLT和不同的ONU之间的距离不同，因此光电探测器所接收到的光信号功率差别很大，所以采用LA将TIA输出的信号放大到一个固定的幅度上，供后续的时钟和数据修复电路从接收到的非归零码(NRZ)信号中提取出时钟，再用提取出的时钟采样接收到的数据信号，以恢复出时钟和数据信号，送给后级处理。本实施例将第三LA和第三时钟和数据修复电路设计成双模，使它们可以工作于高速率10G和低速率1G的速率下，由于信号带宽越宽，噪声越大，因此TIA和滤波器的带宽应该做到和信号速率相匹配，以便在保证不失真地传输信号的前提下，抑制掉高频噪声，提高接收装置灵敏度，因此TIA和滤波器分开设计。
由于照射在光电探测器100上的高速率10G光信号和低速率1G光信号采用TDM，因此两种光信号占用不同的上行时隙。当10G信号到来时，介质访问控制(Media Access Control，MAC)层通过下行的授权(Grant)分配上行的发送，同时快速切换第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，切换第二开关102接通第一滤波器112和第三限幅放大器113；10G的光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，最后由第三时钟和数据恢复电路134恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。同理，当1G信号到来时，介质访问控制(Media Access Control，MAC)层通过下行的授权(Grant)分配上行的发送，同时快速切换第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，切换第二开关102接通第二滤波器122和第三限幅放大器113；1G的光 信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，最后由第三时钟和数据恢复电路134恢复出1G的时钟和数据，供后级电路处理。测距时采用自适应处理，即默认所有的上行信号都是1G，在一定的时间窗内失败后，再切换到10G速率，如果都失败，则测距失败。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路基本分开，因此信号质量好，不会出现信号劣化；并且在MAC的控制下利用第一开关和第二开关高速在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收装置实施例4
如图8所示，为本发明实施例4的接收装置结构示意图，包括光电探测器100，用于根据照射在该光电探测器100上的高速率或低速率数字调制光信号产生高速率或低速率电流信号；第一开关101，用于切换输出上述高速率和低速率电流信号；第一跨阻放大器111，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；第一滤波器112，用于滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二跨阻放大器121，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号；第二滤波器122，用于滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二开关102，用于切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号；第三限幅放大器133，用于对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大；第三速率检测器135，用于对限幅放大后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制第一开关101接通第一跨阻放大器111，控制第二开关102接通第一滤波器112；如果为低速率电压信号则控制第一开关101接通第二跨阻放大器121，控制第二开关102接通第二滤波器122；第三时钟和数据恢复电路134，用于从经过速率检测器的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复出数据信号。
光电探测器可以为普通的PIN光电二极管，在反偏电压下，其产生的电 流和照射在其上的光功率成一定的比例关系，也可以为雪崩光电二极管(Avalanche Photodetector，APD)，雪崩光电二极管利用雪崩倍增效应使产生电流信号倍增，灵敏度比普通的PIN光电二极管大。因为跨阻放大器TIA很难实现较陡的高频抑制，因此在每一个TIA后面各增加了一个滤波器来滤除信号的高频噪声，减小噪声带宽，从而提高输出的电压信号的信噪比。由于OLT和不同的ONU之间的距离不同，因此光电探测器所接收到的光信号功率差别很大，所以采用LA将TIA输出的信号放大到一个固定的幅度上，供后续的时钟和数据修复电路从接收到的非归零码(NRZ)信号中提取出时钟，再用提取出的时钟采样接收到的数据信号，以恢复出时钟和数据信号，送给后级处理。本实施例将第三LA和第三时钟和数据修复电路设计成双模，使它们可以工作于高速率10G和低速率1G的速率下。由于信号带宽越宽，噪声越大，因此TIA和滤波器的带宽应该做到和信号速率相匹配，以便在保证不失真地传输信号的前提下，抑制掉高频噪声，提高接收装置灵敏度，因此TIA和滤波器分开设计。
由于照射在光电探测器100上的高速率10G光信号和低速率1G光信号采用TDM，因此两种光信号占用不同的上行时隙。当10G信号到来时，如果第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，第二开关102接通第一滤波器112和第三限幅放大器133；则将光信号转变成相应电压信号输出后，再经过第一滤波器112滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，送入第三速率检测器135进行检测，第三速率检测器135经过一定的判别时间(例如几个比特)判别出为10G信号，则保持第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，第二开关102接通第一滤波器112和第三限幅放大器133，由第三时钟和数据恢复电路134恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。如果第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，第二开关102接通第二滤波器122和第三限幅放大器133，则将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第三限幅放大器133 放大，送入第三速率检测器135进行检测，第三速率检测器135经过一定的判别时间判别出为10G信号，则切换第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，第二开关102接通第一滤波器112和第三限幅放大器133，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，第三速率检测器135将不再进行速率检测，直接由第三时钟和数据恢复电路134恢复出10G的时钟和数据，供后级电路处理。
同理当1G信号到来时，如果第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，第二开关102接通第二滤波器122和第三限幅放大器133；则将光信号转变成相应电压信号输出后，再经过第二滤波器122滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，送入第三速率检测器135进行检测，第三速率检测器135经过一定的判别时间(例如几个比特)判别出为1G信号，则保持第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，第二开关102接通第二滤波器122和第三限幅放大器133，由第三时钟和数据恢复电路134恢复出1G的时钟和数据，供后级电路处理。如果第一开关101接通光电探测器100和第一跨阻放大器111，第二开关102接通第一滤波器112和第三限幅放大器133，则将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第一滤波器112滤除噪声和第三限幅放大器133放大，送入第三速率检测器135进行检测，第三速率检测器135经过一定的判别时间判别出为1G信号，则切换第一开关101接通光电探测器100和第二跨阻放大器121，第二开关102接通第二滤波器122和第三限幅放大器133，将光信号转变成相应电压信号输出，再经过第二滤波器122滤除噪声和第三限幅放大器133放大到稳定的幅度，第三速率检测器135将不再进行速率检测，直接由第三时钟和数据恢复电路134恢复出1G的时钟和数据，供后级电路处理。
由第三速率检测器控制第一开关和第二开关切换的同时，会通知MAC此时上行的是低速率1G的信号，还是高速率10G的信号，同样测距时采用自适 应处理，即默认所有的上行信号都是1G，在一定的时间窗内失败后，再切换到10G速率，如果都失败，则测距失败。
第三速率检测器只检测0101信号，不检测连0或者连1的信号，当信号到来时，由GMAC通知速率检测电路对前导码进行检测。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路也基本分开，所以信号质量好，不会出现信号劣化；并且在第三速率检测器的控制下，利用第一开关和第二开关高速自动的在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
本发明实施例接收方法具体包括：
步骤1，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
步骤2，切换输出上述高速率或低速率电流信号；
步骤3，将高速率电流信号放大成高速率电压信号，将低速率电流信号放大成低速率电压信号。
接收方法实施例1
如图9所示，为本发明实施例1的接收方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤101，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
步骤102，切换输出上述高速率或低速率电流信号；由介质访问控制层控制切换输出上述高速率或低速率电流信号；
步骤103，将高速率电流信号放大成高速率电压信号，将低速率电流信号放大成低速率电压信号；
步骤104，滤除上述高速率电压信号和低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
步骤105，对经过滤波后的高速率电压信号和低速率电压信号进行限幅放 大；
步骤106，从经过限幅的高速率电压信号中提取时钟，并恢复数据，或者从经过限幅的低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路完全分开，因此信号质量好，不会出现信号劣化；并且在MAC的控制下利用第一开关高速在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收方法实施例2
如图10所示，为本发明实施例2的接收方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤201，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
步骤202，切换输出上述高速率或低速率电流信号；
步骤203，将高速率电流信号放大成高速率电压信号，将低速率电流信号放大成低速率电压信号；
步骤204，滤除上述高速率电压信号和低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
步骤205，对经过滤波后的高速率电压信号和低速率电压信号进行限幅放大；
步骤206，对限幅后的数字电压信号进行检测，如果为低速率电压信号则将低速率电流信号放大成低速率电压信号，如果为高速率电压信号则将高速率电流信号放大成高速率电压信号；
步骤207，从经过速率检测的高速率电压信号或者低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路也完全分开，所以信号质量好，不会出现信号劣化；并且在第一速率检测器和第二 速率检测器的控制下，利用第一开关高速自动的在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收方法实施例3
如图11所示，为本发明实施例3的接收方法的流程图，具体包括如下步骤：
步骤301，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
步骤302，切换输出上述高速率或低速率电流信号；由介质访问控制层控制，切换输出上述高速率和低速率电流信号
步骤303，将高速率电流信号放大成高速率电压信号，将低速率电流信号放大成低速率电压信号。
步骤304，滤除上述高速率电压信号和低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
步骤305，切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号；由介质访问控制层控制，切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号；
步骤306，对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大；
步骤307，从经过限幅的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路基本分开，因此信号质量好，不会出现信号劣化；并且在MAC的控制下利用第一开关和第二开关高速在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
接收方法实施例4
如图12所示，为本发明实施例3的接收方法的流程图，具体包括如下步 骤：
步骤401，根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
步骤402，切换输出上述高速率或低速率电流信号；
步骤403，将高速率电流信号放大成高速率电压信号，将低速率电流信号放大成低速率电压信号；
步骤404，滤除上述高速率电压信号和低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
步骤405，切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号；
步骤406，对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大；
步骤407，对限幅后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则将高速率电流信号放大成高速率电压信号，并滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；如果为低速率电压信号则将低速率电流信号放大成低速率电压信号，并滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
步骤408，从经过速率检测的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
本实施例的接收装置的高速率10G接收通路和低速率1G接收通路也基本分开，所以信号质量好，不会出现信号劣化；并且在第三速率检测器的控制下，利用第一开关和第二开关高速自动的在高速率10G接收通路和低速率1G接收通路之间进行切换，所以结构简单成本低。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
Claims (20)
1.一种接收装置，其特征在于包括：
光电探测器，用于根据照射在该光电探测器上的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
第一开关，和所述光电探测器连接，用于切换输出上述高速率或低速率电流信号，并将所述高速率电流信号输出给第一跨阻放大器或将所述低速率电流信号输出给第二跨阻放大器；
第一跨阻放大器，用于将接收到的高速率电流信号放大成高速率电压信号；
第二跨阻放大器，用于将接收到的低速率电流信号放大成低速率电压信号。
2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于还包括：
第一滤波器，用于滤除上述高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
第二滤波器，用于滤除上述低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽。
3.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于还包括：
第一限幅放大器，用于对经过滤波后的高速率电压信号进行限幅放大；
第二限幅放大器，用于对经过滤波后的低速率电压信号进行限幅放大。
4.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于所述第一开关由介质访问控制层控制切换输出上述高速率或低速率电流信号。
5.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于还包括：
第一时钟和数据恢复电路，用于从经过限幅的高速率电压信号中提取时钟，并恢复数据；
第二时钟和数据恢复电路，用于从经过限幅的低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
6.根据权利要求3所述的接收装置，其特征在于还包括：
第一速率检测器，用于对限幅后的电压信号进行检测，如果为低速率电压信号则控制第一开关接通第二跨阻放大器；
第二速率检测器，用于对限幅后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制第一开关接通第一跨阻放大器。
7.根据权利要求6所述的接收装置，其特征在于还包括：
第一时钟和数据恢复电路，用于从经过第一速率检测器的高速率电压信号中提取时钟，并恢复数据；
第二时钟和数据恢复电路，用于从经过第二速率检测器的低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
8.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于还包括：
第二开关，用于切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号。
9.根据权利要求8所述的接收装置，其特征在于还包括：
第三限幅放大器，用于对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大。
10.根据权利要求8或9所述的接收装置，其特征在于所述第一开关由介质访问控制层控制，切换输出上述高速率和低速率电流信号；所述第二开关由介质访问控制层控制，切换输出上述经过滤波的高速率电压信号和低速率电压信号。
11.根据权利要求10所述的接收装置，其特征在于还包括：
第三时钟和数据恢复电路，用于从经过限幅的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
12.根据权利要求9所述的接收装置，其特征在于还包括：
第三速率检测器，用于对限幅后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制第一开关接通第一跨阻放大器，控制第二开关接通第一滤波器；如果为低速率电压信号则控制第一开关接通第二跨阻放大器，控制第二开关接通第二滤波器。
13.根据权利要求12所述的接收装置，其特征在于还包括：
第三时钟和数据恢复电路，用于从经过第三速率检测器的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
14.一种接收方法，其特征在于包括：
光电探测器根据照射的高速率或低速率数字调制的光信号产生高速率或低速率的电流信号；
第一开关切换输出上述高速率或低速率电流信号；
第一跨阻放大器将第一开关输出的高速率电流信号放大成高速率电压信号，第二跨阻放大器将第一开关输出的低速率电流信号放大成低速率电压信号。
15.根据权利要求14所述的接收方法，其特征在于还包括：
第一滤波器滤除所述第一跨阻放大器输出的高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第一限幅放大器对经过第一滤波器滤波后的高速率电压信号进行限幅放大；或者
第二滤波器滤除所述第二跨阻放大器输出的低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；第二限幅放大器对经过第二滤波器滤波后的低速率电压信号进行限幅放大。
16.根据权利要求15所述的接收方法，其特征在于还包括：
第一时钟和数据恢复电路从经过限幅的高速率电压信号中提取时钟，并恢复数据；或者，
第二时钟和数据恢复电路从经过限幅的低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
17.根据权利要求16所述的接收方法，其特征在于，所述第一时钟和数据恢复电路从经过限幅的高速率电压信号中提取时钟之前还包括：
第一速率检测器对限幅后的电压信号进行检测，如果为低速率电压信号，则控制所述第一开关接通第二跨阻放大器；
所述第二时钟和数据恢复电路从经过限幅的低速率电压信号中提取时钟之前还包括：
第二速率检测器对限幅后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制所述第一开关接通第一跨阻放大器。
18.根据权利要求14所述的接收方法，其特征在于还包括：
第一滤波器滤除所述第一跨阻放大器输出的高速率电压信号的噪声，减少噪声带宽，第二滤波器滤除所述第二跨阻放大器输出的低速率电压信号的噪声，减少噪声带宽；
第二开关切换输出经过第一滤波器滤波的高速率电压信号和经过第二滤波器滤波的低速率电压信号；
第三限幅放大器对经过滤波后的高速率电压信号或低速率电压信号进行限幅放大。
19.根据权利要求18所述的接收方法，其特征在于还包括：
第三时钟和数据恢复电路从经过限幅的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟，并恢复数据。
20.根据权利要求19所述的接收方法，其特征在于，所述从经过限幅的高速率电压信号或低速率电压信号中提取时钟之前，还包括：
第三速率检测器对第三限幅放大器限幅后的电压信号进行检测，如果为高速率电压信号则控制所述第一开关接通第一跨阻放大器，控制第二开关接通第一滤波器；如果为低速率电压信号则控制所述第一开关接通第二跨阻放大器，控制第二开关接通第二滤波器。
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