CN103548270A - 驱动电路和光学网络单元 - Google Patents

Abstract

提供了一种驱动电路和光学网络单元，其能够减少并不对用于传送光学信号的发光器件的驱动有所贡献的反应电流。该驱动电路包括偏置电流供应电路，其用于向该用于传送光学信号的发光器件供应偏置电流，该发光器件包括在发光电路之中；和调制电流供应电路，其用于向该发光器件供应其幅度根据所要传送的数据的逻辑值的调制电流。该调制电流供应电路包括差分驱动电路，其用于根据数据的逻辑值切换是否向该发光器件供应电流；和连接在该差分驱动电路的差分输出之间的终端电阻。该差分驱动电路和发光器件彼此直流耦合；并且由该差分驱动电路供应至该发光器件的电流的供电从该发光电路进行供应。

Description

驱动电路和光学网络单元

技术领域

本发明涉及驱动电路和光学网络单元，并且更具体地涉及用于传送光学信号的发光器件进行驱动的驱动电路以及包括该驱动电路的光学网络单元。

背景技术

近年来，因特网已经广泛普及。因此，用户能够接入世界各地运行的站点上的各种信息并且获取该信息。因此，能够执行诸如ADSL（非对称数字订户线路）和FTTH（光纤到户）之类的宽带接入的装置也已经被快速地广泛普及。

IEEE标准802.3ah（注册商标）-2004（非专利文献1）公开了一种作为介质共享通信的无源光学网络（PON）的系统，其中多个光学网络单元（ONU）通过共享光学通信线路来与光学线路终端（OLT）执行数据传输。具体地，定义了EPON（以太网（注册商标）PON），其中包括通过PON的用户信息和用于管理和操作PON的控制信息的所有信息以以太网（注册商标）帧的格式进行通信；以及用于EPON的接入控制协议（MPCP（多点控制协议））和OAM（操作管理和维护）协议。通过在光学线路终端和光学网络单元之间交换MPCP帧，执行光学网络单元的加入、离开以及上游接入多路控制等。此外，非专利文献1通过MPCP消息描述了新的光学网络单元注册方法、指示带宽分配请求的报告以及指示传输指令的门限。

注意到，即使在作为实现每秒千兆比特的通信速度的EPON的GE-PON（千兆比特以太网（注册商标）无源光学网络）的下一代技术的标准化为IEEE802.3av（注册商标）-2009的10G-EPON中，即其通信速度等于每秒10千兆比特，接入控制协议也以MPCP为前提。

日本未审查专利公开No.2010-267924（专利文献1）中公开了一种在用于光学通信的发射机中使用的激光驱动电路。具体地，该激光驱动电路包括根据要输入的突发数据来向激光二极管供应调制电流的调制电路；以及向该激光二极管提供偏置电流的偏置电路。该调制电路包括差分驱动电路。该差分驱动电路和激光二极管通过电容元件彼此交流耦合。此外，在该差分驱动电路中，用于阻抗匹配的终端电阻器被连接在一对晶体管和供电线路之间。

引用列表

[非专利文献]

非专利文献1：IEEE标准802.3ah（注册商标）-2004

[专利文献]

专利文献1：日本未审查专利公开No.2010-267924

发明内容

（技术问题）

PON系统采用时分复用方案作为用于从光学网络单元到光学线路终端的上游方向的通信方案。在时分复用方案中，光学网络单元向光学线路终端传送突发光学信号。因此，光学网络单元需要在要传送该突发光学信号的时段期间向诸如激光二极管之类的发光器件供应电流，并且在其它时段期间停止电流的供应。

因此，对于光学网络单元而言，突发响应特性，即，供应至发光器件的电流的开/关速度特性非常重要。

具体地，与GE-PON相比，在10G-EPON中，来自每个光学网络单元的突发光学信号的传输时间由于线路速度的提高而减少，这增加了能够连接至光学线路终端的光学网络单元的数目。因此，需要通过改进突发响应特性以减少来自相应光学网络单元的突发光学信号之间的时间间隔来提高PON系统的吞吐量。

然而，当假设在PON系统的光学网络单元中使用专利文献1中所描述的激光驱动电路时，由于该差分驱动电路和诸如激光二极管的发光器件通过电容元件彼此交流耦合，所以突发响应特性由于终端电阻器和电容元件的时间常量而劣化。

为了防止这样的突发响应特性的劣化，例如考虑其中执行通过电阻器进行的直流耦合而不是交流耦合的配置。然而，在这样的配置中，不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流会通过直流耦合从差分驱动电路流向偏置电路。

作出本发明以解决上述问题。因此，本发明的目标是提供一种能够减少不对用于传送光学信号的发光器件的驱动有所贡献的反应电流的驱动电路和光学网络单元。

（对问题的解决方案）

为了解决以上所描述的问题，根据本发明一个方面的驱动电路包括：偏置电流供应电路，该偏置电流供应电路用于向用于传送光学信号的发光器件供应偏置电流，该发光器件被包括在发光电路中；以及调制电流供应电路，该调制电流供应电路用于向该发光器件供应调制电流，该调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，其中该调制电流供应电路包括：差分驱动电路，该差分驱动电路用于根据数据的逻辑值来切换是否向该发光器件供应电流；以及终端电阻器，该终端电阻器被连接在该差分驱动电路的差分输出之间，并且该差分驱动电路和该发光电路彼此直流耦合，并且由该差分驱动电路供应至该发光器件的电流的供电从该发光电路进行供应。

通过这样的配置，用于反应电流的路径的阻抗增加。因此，并不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流被减小，这使得能够减少功耗。

优选地，该终端电阻器在发光电路没有介入的情况下交流耦合至节点，对该节点供应固定电压。

通过这样的配置，不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流被减小并且防止了突发光学信号的振铃，使得能够稳定突发响应。

优选地，该差分驱动电路包括：第一晶体管，该第一晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，该第一传导电极直流耦合至该发光器件的第一端；第二晶体管，该第二晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，该第一传导电极直流耦合至该发光器件的第二端，并且该第二传导电极电连接至该第一晶体管的第二传导电极；以及第一终端电阻器和第二终端电阻器，该第一终端电阻器和第二终端电阻器串联连接在第一晶体管的第一传导电极和第二晶体管的第一传导电极之间，其中第一晶体管的第一传导电极和第一终端电阻器之间的连接节点直流耦合至该发光器件的第一端和直流供电电压所供应到的节点之间的连接节点，并且第二晶体管的第一传导电极和第二终端电阻器之间的连接节点直流耦合至该发光器件的第二端和偏置电流供应电路之间的连接节点。

通过这样的配置，能够提供将该差分驱动电路和终端电阻器直流耦合至发光器件的适当电路。

更优选地，该调制电流供应电路进一步包括：电容器，该电容器连接在固定电压所供应到的节点与第一终端电阻器和第二终端电阻器之间的连接节点之间。

通过这样的配置，能够提供稳定终端电阻器之间的连接节点的电位的适当电路。

为了解决以上所描述的问题，根据本发明的一个方面的光学网络单元是从多个光学网络单元到光学线路终端的光学信号被时分复用的通信系统中的光学网络单元，该光学网络单元包括：发光电路，该发光电路包括用于传送光学信号的发光器件；以及驱动电路，该驱动电路用于驱动该发光器件，其中该驱动电路包括：偏置电流供应电路，该偏置电流供应电路用于向该发光器件供应偏置电流；以及调制电流供应电路，该调制电流供应电路用于向该发光器件供应调制电流，该调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，并且该调制电流供应电路包括：差分驱动电路，该差分驱动电路用于根据数据的逻辑值切换是否向该发光器件供应电流；以及终端电阻器，该终端电阻器被连接在该差分驱动电路的差分输出之间，并且该差分驱动电路和该发光电路彼此直流耦合，并且由该差分驱动电路供应至该发光器件的电流的供电从该发光电路进行供应。

通过这样的配置，用于反应电流的路径的阻抗有所增加。因此，不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流被减小，使得能够减少功耗。

（发明的有益效果）

根据本发明，能够减小不对用于传送光学信号的发光器件的驱动有所贡献的反应电流。

附图说明

图1是示出根据本发明实施例的PON系统的配置的示图。

图2是示出根据本发明实施例的PON系统中的光学网络单元的配置的示图。

图3是示出根据本发明实施例的光学网络单元中的光学收发器的发射机侧的详细配置的示图。

图4是示出根据本发明实施例的光学网络单元的光学收发器中的光学输出和传送启用信号的示图。

图5是示出根据本发明实施例的用于其中假设没有针对光学收发器的驱动电路中的反应电流采取措施的情况的配置的示图。

图6是示出在图5所示的驱动电路中流动的反应电流的示图。

图7是示出根据本发明实施例的光学收发器的驱动电路的配置的示图。

图8是示出根据本发明实施例的光学收发器的驱动电路的配置的示图。

图9是示出从驱动电路51所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。

图10是示出从驱动电路52所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。

图11是示出从驱动电路53所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。

图12是示出从驱动电路51所输出的突发光学信号的测量结果的示图。

图13是示出从驱动电路52所输出的突发光学信号的测量结果的示图。

图14是示出从驱动电路53所输出的突发光学信号的测量结果的示图。

具体实施方式

以下将使用附图对本发明的实施例进行描述。注意，附图中相同或相对应的部分由相同附图标记所表示并且其描述并不重复。

图1是示出根据本发明实施例的PON系统的配置的示图。

参考图1，PON系统301例如是10G-EPON，并且包括光学网络单元202A、202B、202C和202D、光学线路终端201以及分流器（splitter）SP1和SP2。光学网络单元202A、202B和202C以及光学线路终端201通过分流器SP1和SP2以及光纤OPTF彼此进行连接，并且向/从彼此传送和接收光学信号。光学网络单元202D和光学线路终端201通过分流器SP2和光纤OPTF彼此进行连接，并且向/从彼此传送和接收光学信号。在PON系统301中，从光学网络单元202A、202B、202C和202D到光学线路终端201的光学信号被时分复用。

图2是示出根据本发明实施例的PON系统中的光学网络单元的配置的示图。

参考图2，光学网络单元202包括光学收发器21、PON接收处理单元22、缓冲存储器23、UN传输处理单元24、UNI（用户网络接口）端口25、UN接收处理单元26、缓冲存储器27、PON传输处理单元28和控制单元29。

光学收发器21可从光学网络单元202移除。光学收发器21接收从光学线路终端201所传送的下游光学信号，并且将该下游光学信号转换为电信号并随后输出该电信号。

PON接收处理单元22对来自从光学收发器21所接收的电信号的帧进行重构，并且根据帧的类型来将帧归类为控制单元29或UN传输处理单元24。具体地，PON接收处理单元22经由缓冲存储器23将数据帧输出至UN传输历单元24，并且将控制帧输出至控制单元29。

控制单元29生成包括各种类型的控制信息的控制帧，并且将该控制帧输出至UN传输处理单元24。

UN传输处理单元24经由UNI端口25将从PON接收处理单元22所接收的数据帧和从控制单元29所接收的控制帧传送至诸如个人计算机之类的用户终端，该用户终端并未示出。

UN接收处理单元26将经由UNI端口25从用户终端所接收的数据帧经由缓冲存储器27输出至PON传输处理单元28，并且将经由UNI端口25从用户终端所接收的控制帧输出至控制单元29。

控制单元29执行与光学线路终端201和光学网络单元202之间的PON线路的控制和管理相关的家庭侧处理，诸如MPCP和OAM。具体地，通过与连接至PON线路的光学线路终端201交换MPCP消息和OAM消息，执行诸如接入控制之类的各种类型的控制。控制单元29生成包括各种类型的控制信息的控制帧，并且将该控制帧输出至PON传输处理单元28。此外，控制单元29对光学网络单元202中的相应单元执行各种类型的设置处理。

PON传输处理单元28将从UN接收处理单元26所接收的数据帧以及从控制单元29所接收的控制帧输出至光学收发器21。

光学收发器21将从PON传输处理单元28所接收的数据帧和控制帧转换为光学信号，并且将该光学信号传送至光学线路终端201。

图3是示出根据本发明实施例的光学网络单元中的光学收发器的发射机侧的详细配置的示图。

参考图3，光学收发器21包括预缓冲电路61、均衡器电路62、驱动电路51、电流源64至66、定时电路67、发光电路75、主I/F（接口）69、CPU（中央处理器）70、从I/F71、控制寄存器72以及电容器C1和C2。驱动电路51包括输出缓冲电路（调制电流供应电路）63和偏置电流供应电路68。预缓冲电路61包括终端电阻器R11。发光电路75包括发光器件LD以及电感器31和32。CPU70包括例如作为EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）的存储器单元73。

预缓冲电路61通过电容器C1和C2在终端电阻器R11处接收传送数据，该传送数据是来自UN接收处理单元26的数据帧以及来自控制单元29的控制帧，并且放大该传送数据并且随后输出经放大的传送数据。例如，预缓冲电路61通过信号线路INP和INN接收传送数据作为均衡信号。

均衡器电路62对从预缓冲电路61所接收的传送数据执行波形整形，例如相位失真校正，并且输出该传送数据。

驱动电路51对发光电路75中的发光器件LD进行驱动。更具体地，输出缓冲电路63包括例如具有两个晶体管的差分驱动电路，并且基于从均衡器电路62所接收的传送数据向发光器件75供应差分调制电流。该调制电流是其幅度根据要传送至光学线路终端201的数据的逻辑值的电流。通过使用差分驱动电路的配置，可以提高调制电流关于传送数据的逻辑值的变化的响应速度。

发光电路75向光学线路终端201传送上游光学信号。在发光电路75中，发光器件LD通过电感器31连接至对其供应已供电电压Vcc2的供电节点，并且通过电感器32连接至偏置电流供应电路68。发光器件LD基于从偏置电流供应电路68所供应的偏置电流以及从输出缓冲电路63所供应的调制电流来发光并且改变发光强度。

电流源64至66分别向预缓冲电路61、均衡器电路62和输出缓冲电路63供应例如作为电力的电流，并且能够控制供电的开始和停止。更具体地，电流源64至66基于从控制单元29所接收的传送启用信号来切换是否分别向预缓冲电路61、均衡器电路62和输出缓冲电路63进行供电。

具体地，当传送启用信号被激活时，电流源64至66执行分别对预缓冲电路61、均衡器电路62和输出缓冲电路63的供电，并且当传送启用信号被去激活时，电流源64至66停止供电。

此外，定时电路67执行控制以强制停止从输出缓冲电路63向发光器件LD供应调制电流。

偏置电流供应电路68向发光电路75供应作为电力的偏置电流。此外，偏置电流供应电路68基于从控制单元29所接收的传送启用信号来切换是否向发光电路75供应偏置电流。这里，在光学收发器21中，偏置电流的值被设置为使得当偏置电流被供应至处于去往发光器件LD的调制电流的幅度为零的状态下的发光器件LD时发光器件LD进行发光。

在发光电路75中，电感器31具有连接至对其供应以供电电压Vcc2的供电节点的第一端以及第二端。发光器件LD例如是激光二极管，并且具有连接至电感器31的第二端的阳极以及连接至电感器32的第一端的阴极。从输入缓冲电路63所输出的调制电流从发光器件LD的阳极流向阴极。

供电电压Vcc2比供电电压Vcc1的电平更高。供电电压Vcc1例如被供应至预缓冲电路61和均衡器电路62。此外，供电电压Vcc2例如被供应至输出缓冲电路63。供电电压Vcc1和供电电压Vcc2是直流电压。

CPU70例如经由包括信号线路SCL和信号线路SDA的I2C总线来与控制单元29交换各种类型的数据。

主I/F69在CPU70和I2C总线之间提供接口功能。

从I/F71在CPU70和控制寄存器72之间提供接口功能。

CPU70通过从I/F71向控制寄存器72写入各种控制数据。

电流源66基于写入控制寄存器72的控制数据APC1来改变供应至输出缓冲电路63的电流的量。

偏置电流供应电路68基于写入控制寄存器72的控制数据APC2来改变供应至发光电路75的电流的量。

图4是示出根据本发明实施例的光学网络单元的光学收发器中的光学输出和传送启用信号的示图。注意，指示为“数据”的光学输出的波形的一部分实际上根据传送数据的逻辑值而具有在仅“偏置”部分的水平与“偏置”部分和“数据”部分的组合的水平之间变化的波形。

参考图4，首先，在光学线路终端201不允许上游光学信号的传输的时段期间去激活传送启用信号。在这种情况下，偏置电流供应电路68不进行操作并且因此不生成偏置电流。

然后，当光学线路终端201允许上游光学信号的传输时，为了从光学网络单元202传送上游光学信号，该传送启用信号被激活。由此，偏置电流供应电路68开始其操作并且生成偏置电流，并将该偏置电流供应至发光器件LD。

此外，当传送启用信号被激活时，电流源64至66开始其操作并且分别向预缓冲电路61、均衡器电路62和输出缓冲电路63供应电流。然而，注意，通过定时电路67的控制（定时t1）不向发光器件LD供应来自输出缓冲电路63的调制电流。

也就是说，定时电路67在时间TDL过去之后从定时t1到定时t2的时段期间强制停止从输出缓冲电路63向发光器件LD的调制电流的供应。由此，能够防止在偏置电流的水平不稳定的状态下流动的调制电流所导致的过冲（overshoot）的出现等，这使得能够稳定电路工作。

然后，当时间TDL已经过去并且开始向发光器件LD供应调制电流时（定时t2），作为无效数据的前导开始传送。此后，开始传送有效数据。

然后，当传送启用信号被去激活以停止从光学网络单元202传输上游光学信号时（定时t3），输出缓冲电路63和偏置电流供应电路68停止其操作并且因此停止生成偏置电流和调制电流。

图5是示出根据本发明实施例的用于假设没有针对光学收发器的驱动电路中的反应电流采取措施的情况的配置的示图。

参考图5，驱动电路51进一步包括电阻器13和14以及滤波器电路17。输出缓冲电路63包括电阻器11和12以及差分驱动电路41。差分驱动电路41包括N沟道MOS晶体管15和16。偏置电流供应电路68包括电流源33。

差分驱动电路41根据传送数据的逻辑值来切换是否向发光器件LD供应电流。

电阻器11和12连接在差分驱动电路41的差分输出之间。电阻器11和电阻器12串联连接在N沟道MOS晶体管15的漏极和N沟道MOS晶体管16的漏极之间。

更具体地，电阻器11具有连接至对其供应以供电电压Vcc2的供电节点的第一端以及第二端。电阻器12具有连接至对其供应以供电电压Vcc2的供电节点的第一端以及第二端。N沟道MOS晶体管15具有连接至电阻器11的第二端的漏极、连接至电流源66的第一端的源极以及连接至数据节点N0的栅极。N沟道MOS晶体管16具有连接至电阻器12的第二端的漏极、连接至电流源66的第一端的源极以及连接至数据节点N1的栅极。电流源66的第二端连接至对其供应接地电压的接地节点。此外，偏置电流供应电路68中的电流源33连接在电感器32的第二端和接地节点之间。

数据节点N0在发射机数据具有逻辑值“0”时被激活。数据节点N1在发射机数据具有逻辑值“1”时被激活。

差分驱动电路41和发光电路75彼此DC耦合（直流耦合）。也就是说，N沟道MOS晶体管15和电阻器11之间的连接节点直流耦合至发光器件LD的阳极和对其供应作为直流供电电压的供电电压Vcc2的节点之间的连接节点。N沟道MOS晶体管16和电阻器12之间的连接节点直流耦合至发光器件LD的阴极和偏置电流供应电路68之间的连接节点。

更具体地，电阻器11的第二端和N沟道MOS晶体管15的漏极之间的连接节点以及电感器31的第二端和发光器件LD的阳极之间的连接节点通过电阻器13彼此连接。电阻器12的第二节点和N沟道晶体管16的漏极之间的连接节点以及电感器32的第一端和发光器件LD的阴极之间的连接节点通过电阻器14彼此连接。

在输出缓冲电路63中，电阻器11和12是用于阻抗匹配的终端电阻器。具体地，在10G-EPON中，电阻器11和12可用于防止突发光学信号的振铃。

发光器件LD例如包括在组件发光模块中。输出缓冲电路63、滤波器电路17、电阻器13和14、发光电路75以及偏置电流供应电路68被安装在印刷电路板（PCB）上。发光电路75和发光模块利用其间的柔性印刷电路板（FPC）彼此连接。

输出缓冲电路63的差分驱动电路41的差分输出和发光器件LD之间的连接通过传输线路来建立。更具体地，N沟道MOS晶体管15的漏极和电阻器11之间的连接节点与发光器件LD的阳极之间的连接由诸如微波传输带线路之类的传输线路来建立。此外，N沟道MOS晶体管16的漏极和电阻器12之间的连接节点和发光器件LD的阴极之间的连接由诸如微波传输带线路之类的传输线路来建立。传输线路具有例如25mm至30mm的长度，并且具有例如25Ω的特征阻抗。

对于发光电路75和偏置电流供应电路68而言，无需特别考虑阻抗。优选地，发光电路75和偏置电流供应电路68在直流方面具有低阻抗而在交流方面具有高阻抗。

电阻器13和14是提供为校正突发光学信号的频率特性并且对输出缓冲电路63一侧的寄生电容所导致的阻抗降低进行补偿的阻尼电阻器。

滤波器电路17被设置在电阻器13和电阻器14之间以移除诸如在差分驱动电路41和发光电路75之间流动的调制电流之类的高频分量。

驱动电路51的操作如下。具体地，当传送数据具有逻辑值“1”时，N沟道MOS晶体管15被截止并且N沟道MOS晶体管16被导通。由此，电流IM1从发光电路75的供电节点通过差分驱动电路41中的N沟道晶体管16和发光器件LD而流向输出缓冲电路63的接地节点。也就是说，向发光器件LD供应以特定幅度的调制电流。

当传送数据具有逻辑值“0”时，N沟道MOS晶体管15被导通而N沟道MOS晶体管16则被截止。由此，在没有发光器件LD介入的情况下，电流IM0从发光电路75的供电节点通过差分驱动电路41中的N沟道MOS晶体管15而流向输出缓冲电路63的接地节点。也就是说，去往发光器件LD的调制电路的幅度为零。

此外，无论传送数据的逻辑值如何，通过电流源33，偏置电流Ibias从发光电路75的供电节点通过发光器件ID流向偏置电流供应电路68的接地节点。

图6是示出在图5所示的驱动电路中流动的反应电流的示图。

参考图6，在驱动电路51中，当传送数据具有逻辑值“1”时，反应电流INE从输出缓冲电路63的供电节点通过电阻器12和电阻器14而流向电流源33的接地节点。

现在，当电阻器11和电阻器12中每一个的电阻值为Rout，电阻器13和电阻器14中的每一个的电阻值为Rdamp，发光器件LD的正向电压和差分电阻分别为Vf和Rd，并且经由发光器件LD流动的偏置电流和调制电流分别为Ibias和Imod时，反应电流INE由以下等式表示：

INE=Vf/(Rout+Rdamp)

此外，电流源66的输出电流y由以下等式表示：

y=Imod+[{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout]

这里，由于电流源66的输入具有高阻抗，所以所有反应电流INE都流向电流源33。也就是说，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+Vf/(Rout+Rdamp)

具体地，例如，当Vf=1.4[V]、Rout=25[Ω]且Rdamp=6[Ω]时，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+45.2

在本发明的实施例中，通过在光学收发器21的驱动电路中采用诸如以下所示出的配置，减小反应电流INE。

图7是示出根据本发明实施例的光学收发器的驱动电路的配置的示图。

参考图7，与图5所示的驱动电路51相比，在驱动电路52中，电阻器11的第一端和电阻器12的第一端连接至供电节点。由此，由差分驱动电路41供应至发光器件LD的电流的供电由发光电路75供应。也就是说，差分驱动电路41使用从发光电路75所供应的电力来向发光器件LD供应电流。电阻器11和电阻器12之间的连接节点的电位比发光电路75的供电节点低了与电阻器13和电阻器11中的电压下降相对应的量。也就是说，电阻器11和电阻器12之间的连接的电位由从发光电路75的供电节点所供应的供电电压Vcc2来确定。

例如，在输出缓冲电路63和发光电路75彼此交流耦合而不是彼此直流耦合的配置中，不存在去往差分驱动电路41的直流供电路径。因此，输出缓冲电路63中的电阻器11和电阻器12之间的连接节点需要连接至供电节点。

然而，在驱动电路52中，输出缓冲电路63和发光电路75彼此直流耦合。因此，由于能够通过直流耦合从发光电路75供应直流电力，所以无需将电阻器11和电阻器12之间的连接节点连接至供电节点。

也就是说，通过如图7所示的电阻器11和电阻器12之间的连接节点和供电节点彼此不连接的配置，用于输出缓冲电路63和偏置电流供应电路68之间通过发光电路75流动的反应电流INE的路径包括发光电路75的供电节点和输出缓冲电路63之间的路径。

具体地，反应电流INE从发光电路75的供电节点以该顺序通过电感器31、电阻器13、电阻器11、电阻器12、电阻器14、电感器32和偏置电流供应电路68而流向接地节点。由此，用于反应电流INE的路径的阻抗与图5所示的驱动电路51相比有所增加，这使得能够减小反应电流INE。

在驱动电路52中，反应电流INE由以下等式表示：

INE=Vf/{2×(Rout+Rdamp)}

此外，电流源66的输出电流y由以下等式表示：

y=Imod+[{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout]

这里，由于电流源66的输入具有高阻抗，所以所有的反应电流INE都流向电流源33。也就是说，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+Vf/{2×(Rout+Rdamp)}

具体地，例如，当Vf=1.4[V]、Rout=25[Ω]并且Rdamp=6[Ω]时，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+22.6

也就是说，与图5所示的驱动电路51相比，驱动电路52可以使电流消耗降低22.6mA。

在驱动电路52中，当传送数据的占空比恒定时，电阻器11和电阻器12之间的连接节点的电位不变。因此，在该连接节点处，接地电位在交流方面是稳定的。也就是说，当光学收发器21传送连续光学信号时，能够获得稳定的传输特性。

另一方面，当光学收发器21传送突发光学信号时，传送数据的占空比在不传送光学信号的时段期间为零。因此，占空比在光学信号开始传输的定时处改变。因此，电阻器11和电阻器12之间的连接节点的电位变得不稳定，这会导致突发光学信号中的振铃。

鉴于此，在本发明的实施例中，通过在光学收发器21的驱动电路中进一步采用诸如以下所示的配置，以上所描述的问题也能够得以解决。

图8是示出根据本发明实施例的光学收发器的驱动电路的配置的示图。

参考图8，与图7所示的驱动电路52相比，在驱动电路53中，输出缓冲电路63进一步包括电容器19。

电容器19被连接在对其供应固定电压的供电电压Vcc2的节点与电阻器11和电阻器12之间的连接节点之间。也就是说，电阻器11的第一端和电阻器12的第一端通过电容器19连接至供电节点。电容器19的电容值例如为1000pF。

由此，在没有发光电路75介入的情况下，电阻器11和12交流耦合至对其供应固定电压的节点。注意到，该固定电压并不限于供电电压Vcc2，并且可以是例如接地电压。

这样，在驱动电路53中，电容元件被连接在其电位可能在图7所示的驱动电路52中变得不稳定的终端电阻器之间的连接节点与供电节点之间。

由此，连接节点的电位能够被稳定在供电电压Vcc2。此外，由于供电节点和每个终端电阻器彼此交流耦合，所以能够防止来自诸如图6所示的供电节点的反应电流INE流动。在驱动电路53中，与图7所示的驱动电路52中相同的反应电流INE进行流动。

在驱动电路53中，反应电流INE由以下等式表示：

INE=Vf/{2×(Rout+Rdamp)}

此外，电流源66的输出电流y由以下等式表示

y=Imod+[{Vf+(Rd+Rdamp)×Imod}/Rout]

这里，由于电流源66的输入具有高阻抗，所以所有反应电流INE都流向电流源33。也就是说，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+Vf/{2×(Rout+Rdamp)}

具体地，例如，当1.4[V]、Rout=25[Ω]且Rdamp=6[Ω]时，电流源33的输出电流x由以下等式表示：

x=Ibias+22.6

也就是说，利用图7所示的驱动电路52，与图5所示的驱动电路51相比，驱动电路53可以使电流消耗减小22.6mA。

图9是示出从驱动电路51所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。图10是示出从驱动电路52所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。图11是示出从驱动电路53所输出的光学信号（连续信号）的测量结果的示图。图12是示出从驱动电路51所输出的突发光学信号的测量结果的示图。图13是示出从驱动电路52所输出的突发光学信号的测量结果的示图。图14是示出从驱动电路53所输出的突发光学信号的测量结果的示图。

图9至图11示出了光学信号的眼状图案。此外，在图12至图14中，B是光学信号重复逻辑高电平和逻辑低电平的部分。

参考图9至图11，即使如图7所示电阻器11的第一端和电阻器12的第一端之间的连接与供电节点断开连接，并且即使如图8所示电容器19连接在电阻器11的第一端和电阻器12的第一端以及供电节点之间，眼状图案的波形也不失真，并且获得了与图5所示的驱动电路相类似的眼状图案。也就是说，能够看到图7和图8所示的驱动电路获得了与图5所示的驱动电路等同的光学信号传输特性。

此外，在图13所示的突发光学信号中，与图12所示的突发光学信号相比，在突发信号升高的部分A处振铃很大。

另一方面，在图14所示的突发光学信号中，与图13所示的突发光学信号相比，能够看到在突发信号升高的部分A处没有振铃，并且因此突发光学信号传输特性被改善。

在测量时，在图12至图14中，从发光电路75的供电节点流向偏置电流供应电路68的接地节点的电流分别是92mA、69mA和69mA。也就是说，在图7和图8所示的驱动电路中，与图5所示的驱动电路相比，电流消耗降低了大约23mA。

同时，在专利文献1中所描述的激光驱动电路中，由于差分驱动电路和激光二极管通过电容元件彼此交流耦合，所以突发响应特性由于终端电阻器和电容元件的时间常数而恶化。例如，如果为了防止这样的突发响应特性恶化而执行通过电阻器的直流耦合而不是交流耦合，则不对激光二极管的驱动有所贡献的反应电流可以通过直流耦合来从差分驱动电路流向偏置电路。

另一方面，在根据本发明实施例的驱动电路中，输出缓冲电路63向发光器件LD供应其幅度根据要传送的数据的逻辑值的调制电流。在输出缓冲器电路63中，差分驱动电路41根据该数据的逻辑值来切换是否向发光器件LD供应电流。电阻器11和12被连接在差分驱动电路41的差分输出之间。然后，差分驱动电路41和发光电路75彼此直流耦合，并且由差分驱动电路41供应至发光器件LD的电流的供电从发光电路75进行供应。

也就是说，输出缓冲电路63的供电节点与终端电阻器11和12之间的路径被阻止。然后，针对偏置电流从供电节点供应对输出缓冲电路63的供电，即从发光电路75的供电节点进行供应。

通过这样的配置，用于反应电流的路径的阻抗增加。因此，例如在图7中所描述的，由于并不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流减半，所以功耗可以被降低。

此外，在根据本发明实施例的驱动电路中，在没有发光电路75介入的情况下，电阻器11和12被交流耦合至对其供应固定电压的节点。

也就是说，在输出缓冲电路63的供电节点与电阻器11和12之间的路径被阻止的配置中，由于在突发光学信号中可能出现振铃，所以在输出缓冲电路63的供电节点与电阻器11和12之间安装电容器以绕过不期望出现的高频分量。

通过这样的配置，不对发光器件的驱动有所贡献的反应电流能够被减小，并且能够稳定突发响应。

此外，在根据本发明实施例的驱动电路中，电阻器11和电阻器12串联连接在N沟道MOS晶体管15的漏极和N沟道MOS晶体管16的漏极之间。N沟道MOS晶体管15的漏极和电阻器11之间的连接节点直流耦合至发光器件LD的阳极和对其供应直流供电电压的节点之间的连接节点。N沟道MOS晶体管16的漏极和电阻器12之间的连接节点直流耦合至发光器件LD的阴极和偏置电流供应电路68之间的连接节点。

通过这样的配置，能够提供将差分驱动电路41与终端电阻器11和12直流耦合至发光器件LD的适当电路。

此外，在根据本发明实施例的驱动电路中，电容器19被连接在对其供应固定电压的节点与电阻器11和电阻器12之间的连接节点之间。

通过这样的配置，能够提供稳定终端电阻器11和终端电阻器12之间的连接节点的电位的适当电路。

注意，虽然在根据本发明实施例的驱动电路中，差分驱动电路41被配置为包括一级晶体管电路，但是配置并不局限于此。差分驱动电路41可以被配置为包括多级的晶体管电路。在这种情况下，足以将直流供电电流从发光电路75供应至最后一级的电路。

以上所描述的实施例要在所有方面被认为是说明性而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求而不是以上描述所指示，并且其意在包括落入权利要求等同形式的含义和范围之内的所有变化。

附图标记列表

11至14和R1：晶体管

15和16：N沟道MOS晶体管

17：滤波器电路

19：电容器

21：光学收发器

22：PON接收处理单元

23：缓冲存储器

24：UN传输处理单元

25：UNI端口

26：UN接收处理单元

27：缓冲存储器

28：PON传输处理单元

29：控制单元

31和32：电感器

33：电流源

41：差分驱动电路

51至53：驱动电路

61：预缓冲电路

62：均衡器电路

63：输出缓冲电路（调制电流供应电路）

64至66：电流源

67：定时电路

68：偏置电流供应电路

69：主I/F（接口）

70：CPU

71：从I/F

72：控制寄存器

73：存储器单元

75：发光电路

201：光学线路终端

202A、202B、202C和202D：光学网络单元

301：PON系统

C1和C2：电容器

LD：发光器件

SP1和SP2：分流器

OPTF：光纤

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种驱动电路，包括：

偏置电流供应电路，所述偏置电流供应电路用于向用于传送光信号的发光器件供应偏置电流，所述发光器件被包括在发光电路中；以及

调制电流供应电路，所述调制电流供应电路用于向所述发光器件供应调制电流，所述调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，其中，

所述调制电流供应电路包括：

差分驱动电路，所述差分驱动电路用于根据所述数据的逻辑值来切换是否向所述发光器件供应电流；以及

终端电阻器，所述终端电阻器被连接在所述差分驱动电路的差分输出之间，并且所述终端电阻器在所述发光电路没有介入的情况下交流耦合至节点，对所述节点供应固定电压，并且

所述差分驱动电路和所述发光电路彼此直流耦合，并且由所述差分驱动电路供应至所述发光器件的所述电流的供电从所述发光电路进行供应。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，

所述差分驱动电路包括：

第一晶体管，所述第一晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，所述第一传导电极直流耦合至所述发光器件的第一端；

第二晶体管，所述第二晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，所述第一传导电极直流耦合至所述发光器件的第二端，并且所述第二传导电极电连接至所述第一晶体管的第二传导电极；以及

第一终端电阻器和第二终端电阻器，所述第一终端电阻器和第二终端电阻器串联连接在所述第一晶体管的第一传导电极和所述第二晶体管的第一传导电极之间，其中，

所述第一晶体管的第一传导电极和所述第一终端电阻器之间的连接节点直流耦合至所述发光器件的第一端和直流供电电压所供应到的节点之间的连接节点，并且

所述第二晶体管的第一传导电极和所述第二终端电阻器之间的连接节点直流耦合至所述发光器件的第二端和所述偏置电流供应电路之间的连接节点。

3.根据权利要求2所述的驱动电路，其中，

所述调制电流供应电路进一步包括：

电容器，所述电容器连接在固定电压所供应到的节点与所述第一终端电阻器和所述第二终端电阻器之间的连接节点之间。

4.一种通信系统中的光学网络单元，在所述通信系统中，从多个光学网络单元到光学线路终端的光学信号被时分复用，该光学网络单元包括：

发光电路，所述发光电路包括用于传送光学信号的发光器件；以及

驱动电路，所述驱动电路用于驱动所述发光器件，其中，

所述驱动电路包括：

偏置电流供应电路，所述偏置电流供应电路用于向所述发光器件供应偏置电流；以及

调制电流供应电路，所述调制电流供应电路用于向所述发光器件供应调制电流，所述调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，并且

所述调制电流供应电路包括：

差分驱动电路，所述差分驱动电路用于根据所述数据的逻辑值切换是否向所述发光器件供应电流；以及

终端电阻器，所述终端电阻器被连接在所述差分驱动电路的差分输出之间，并且所述终端电阻器在所述发光电路没有介入的情况下交流耦合至节点，对所述节点供应固定电压，并且

所述差分驱动电路和所述发光电路彼此直流耦合，并且由所述差分驱动电路供应至所述发光器件的电流的供电从所述发光电路进行供应。

Claims (5)

1.一种驱动电路，包括：

偏置电流供应电路，所述偏置电流供应电路用于向用于传送光信号的发光器件供应偏置电流，所述发光器件被包括在发光电路中；以及

调制电流供应电路，所述调制电流供应电路用于向所述发光器件供应调制电流，所述调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，其中，

所述调制电流供应电路包括：

差分驱动电路，所述差分驱动电路用于根据所述数据的逻辑值来切换是否向所述发光器件供应电流；以及

终端电阻器，所述终端电阻器被连接在所述差分驱动电路的差分输出之间，并且

所述差分驱动电路和所述发光电路彼此直流耦合，并且由所述差分驱动电路供应至所述发光器件的所述电流的供电从所述发光电路进行供应。

2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述终端电阻器在所述发光电路没有介入的情况下交流耦合至节点，对所述节点供应固定电压。

3.根据权利要求1或2所述的驱动电路，其中，

所述差分驱动电路包括：

第一晶体管，所述第一晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，所述第一传导电极直流耦合至所述发光器件的第一端；

第二晶体管，所述第二晶体管具有第一传导电极和第二传导电极，所述第一传导电极直流耦合至所述发光器件的第二端，并且所述第二传导电极电连接至所述第一晶体管的第二传导电极；以及

第一终端电阻器和第二终端电阻器，所述第一终端电阻器和第二终端电阻器串联连接在所述第一晶体管的第一传导电极和所述第二晶体管的第一传导电极之间，其中，

所述第一晶体管的第一传导电极和所述第一终端电阻器之间的连接节点直流耦合至所述发光器件的第一端和直流供电电压所供应到的节点之间的连接节点，并且

所述第二晶体管的第一传导电极和所述第二终端电阻器之间的连接节点直流耦合至所述发光器件的第二端和所述偏置电流供应电路之间的连接节点。

4.根据权利要求3所述的驱动电路，其中，

所述调制电流供应电路进一步包括：

电容器，所述电容器连接在固定电压所供应到的节点与所述第一终端电阻器和所述第二终端电阻器之间的连接节点之间。

5.一种通信系统中的光学网络单元，在所述通信系统中，从多个光学网络单元到光学线路终端的光学信号被时分复用，该光学网络单元包括：

发光电路，所述发光电路包括用于传送光学信号的发光器件；以及

驱动电路，所述驱动电路用于驱动所述发光器件，其中，

所述驱动电路包括：

偏置电流供应电路，所述偏置电流供应电路用于向所述发光器件供应偏置电流；以及

调制电流供应电路，所述调制电流供应电路用于向所述发光器件供应调制电流，所述调制电流的幅度是根据要传送的数据的逻辑值，并且

所述调制电流供应电路包括：

差分驱动电路，所述差分驱动电路用于根据所述数据的逻辑值切换是否向所述发光器件供应电流；以及

终端电阻器，所述终端电阻器被连接在所述差分驱动电路的差分输出之间，并且

所述差分驱动电路和所述发光电路彼此直流耦合，并且由所述差分驱动电路供应至所述发光器件的电流的供电从所述发光电路进行供应。

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