CN104253643A - 用于控制光传输器的直接参考减去系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光传输器的直接参考减去系统。还公开了一种被配置用来判定光传输器信号是否要求校准的光测量系统。在实施例中，该系统包括：光传输器，其被配置用来以基于一个或多个传输信号的幅度在有限的波长频谱中发出电磁辐射；以及光传感器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测电磁辐射，并且响应于此产生信号。该系统包括：被配置用来产生各自的参考电流的参考电流源，和被配置用来基于传输信号在第一配置和第二配置之间转变的开关。参考电流被配置用来从由光传感器产生的信号中减去以便剩下差异。比较设备被配置用来比较差异部分与参考信号并且输出指示光传输器驱动信号应当被调整的方向的信号。

Description

用于控制光传输器的直接参考减去系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月25日递交的、名称为“DIRECT REFERENCESUBTRACTION SYSTEM FOR CONTROL OF OPTICALTRANSMITTERS”的美国临时申请序列号No.61/838,979在35U.S.C§119(e)下的权益，美国临时申请序列号No.61/838,979在这里通过引用将其全文并入本文。

背景技术

光通信网络包括被配置用来发出或者产生代表将被传输的数据的信号的光传输器。例如，可以在无源光网络之内利用光传输器，以提供经由光纤对视频、音频、图像、文本多媒体等进行可靠和有效率的数据传输。数据从光线路终端经由光纤传输并且在位于终端用户位置附近的多个光网络终端中间共享。

发明内容

公开了一种被配置用来判定光传输器信号是否要求调整或者校准的光测量系统。在一个或多个实现中，该系统包括：光传输器，其被配置用来基于一个或多个传输信号在有限的波长频谱内发出电磁辐射；和光传感器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测电磁辐射，并且响应于此产生信号。该系统包括被配置用来产生各自的参考电流的参考电流源，以及被配置用来基于传输信号在电流源之间转变的开关。参考电流被从由光传感器产生的信号中减去，以便剩下差异信号。比较设备被配置用来测量差异信号并且输出指示对光传输器驱动信号的调整的信号。

以简化的形式提供本发明内容以介绍选择的概念，其被进一步描述在下面的具体实施方式中。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的主要特征或者本质特征，也不旨在用于帮助判定所要求保护的主题的范围。

附图说明

参考附图描述了具体实施方式。在说明书和附图中的不同实例中使用的相同参考数字可以指示相似的或者相同的项目。

图1是示出了按照本公开的示例实现的光测量系统的电路图。

图2是示出了按照本公开的另一个示例实现的光测量系统的电路图。

具体实施方式

概述

光传输信号特性(例如激光信号特性)随温度而变化。在一些实现中，传输光组件(TOSA)可以并入监测光传输传感器。例如，监测光传输传感器可以包括光电二极管。监测传感器被用于测量传输的光信号以允许控制回路来调整电流(例如，提高电流量或者降低电流量)，所述电流被用于驱动光传输器保持想要的光信号功率。

在一些实现中，传输的光信号可以代表二进制值。在这些环境中，对独立测量和控制代表逻辑零和逻辑一值的光级别存在兴趣。光传输传感器(例如光电二极管)是固有电容性的。这个固有电容与测量电路的输入阻抗组合形成低通滤波器，其限制了可以达到的带宽。当带宽明显低于信号发送速率时，按照传输的数据和按照可能随着温度在带宽上发生的改变，对逻辑零和一级别的估算不可接受地变化。

因此，公开了一种被配置用来判定光传输器信号是否要求调整的光测量系统。光测量系统还被配置为：对光电二极管电容在温度范围内或者从一个设备到另一个的变化不敏感。在一个或多个实现中，系统包括光传输器，其被配置用来基于一个或多个传输信号，在有限的波长的频谱中发出电磁辐射；以及光传感器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测电磁辐射，并且响应于此产生信号。在特定的实现中，光传输器是激光二极管，并且光传感器是光电二极管。系统包括参考电流源，其被配置用来产生各自的参考电流；以及开关，其被配置用来基于传输信号在参考电流之间转变。参考电流被从由光传感器产生的信号中减去以便剩下差异信号。比较设备被配置用来测量差异信号，并且输出指示光传输器驱动信号应当被调整的方向的信号。换句话说，信号指示了光传输器驱动信号是否应当被提高或者降低以保持想要的光信号功率。

示例实现

图1和图2示出了按照本公开的示例实现的光测量系统100。如显示的，系统100包括可操作地连接到光传输驱动器104的光传输器102。光传输器102被配置用来以基于(例如通过其被判定)由光传输驱动器104产生的一个或多个信号的幅度(即电磁辐射具有一个或多个幅度特性)发出电磁辐射。在示例实现中，光传输器102是激光二极管等，并且光传输驱动器104是激光二极管驱动器等。例如，传输数据可以包括二进制特性。系统100可以用作在光传输系统之内的一部分校准系统。例如，系统100可以用作部分控制回路，以监测和控制由传输器102传输的信号(例如补偿传输器的特性随温度的变化，保持一致的光信号级别)。

系统100还包括光传感器106，其被配置用来检测由光传输器102发出的电磁辐射，并且将电磁辐射转换为电信号。例如，电信号可以代表电磁辐射的幅度特性。在一个或多个实现中，光传感器106包括光电检测器，例如光电二极管、光电晶体管等等，其将接收到的由光传输器102发出的在有限的波长频谱中的电磁辐射转换为电流。在节点111处光传感器106连接到比较设备110的第一输入108。比较设备110的第二输入112连接到参考电压。在示例实现中，比较设备110包括比较器，例如可操作的放大比较器。比较设备110被配置为当在第一输入108处的电压大于参考电压时在设备110的输出114处输出第一信号(例如电压信号、电流信号)，并且被配置为当在第一输入108处的电压小于参考电压时在输出114处输出第二信号。

开关118被配置用来按照传输数据在多个参考电流源之间切换。尽管仅仅示出了两个参考源120、122，但应当理解系统100可以用在多层信令方案之内。例如，尽管仅示出了二进制实现，但系统100可以被三个或更多个参考电流源利用，从而开关118被配置用来在之间切换。在使用二进制信令的示例实现中，开关118在第一参考电流源120(当传输数据代表逻辑“0”)和第二参考电流源122(当传输数据代表逻辑“1”)之间切换。参考电流源120、122被配置用来产生各自的参考电流以减去在节点111处的各自的参考电流。例如，第一参考电流源120被配置用来产生代表表示逻辑高的电流的电流，而第二参考电流源122被配置用来产生代表表示逻辑低的电流的电流，或者反之亦然。开关118基于传输数据输入在第一开关配置和第二开关配置之间转变。当传输数据输入代表逻辑低时，产生代表逻辑低的电流的参考电流源120、122电连接到节点111，并且当在设备116处的传输数据输入代表逻辑高时，产生代表逻辑高的电流的参考电流源120、122电连接到节点111。换句话说，参考电流源120、122被配置为产生代表想要的光传感器106信号的各自电流。在本公开的一些实现中，在离散时间段过程中，多个电流源可以连接到节点111。例如，参考电流源120可以被直接连接到节点111。基于传输数据，开关118被配置用来将参考电流源122连接到节点111，这造成在离散时间段过程中，参考电流源120和参考电流源122被同时连接到节点111。

因此，当光传输器102正发出指示逻辑低信号的电磁辐射时，光传感器106被配置用来检测辐射并且产生指示逻辑低信号的信号。设备116也接收代表逻辑低信号的传输数据，并且促使开关118切换到开关配置，以便产生代表逻辑低信号的电流(即电流级别)的电流的各自参考电流源120、122电连接到节点111。在节点111处，由各自参考电流源120、122产生的电流被从由光传感器106产生的电流中减去。当光传输器102正在发出指示逻辑高信号的电磁辐射时，光传感器106被配置用来检测辐射并且产生指示逻辑高信号的信号。设备116也接收代表逻辑高信号的传输数据，并且促使开关118切换到开关配置，以便产生代表逻辑高信号的电流(即电流级别)的参考电流的其他参考电流源120、122电连接到节点111。在节点111处，由各自参考电流源120、122产生的参考电流被从由光传感器106产生的电流中减去。换句话说，参考电流减去或者移除由光传感器106产生的想要的电流信号部分。因此，剩下的信号部分(即信号中未减去的部分)代表在由光传感器106产生的信号和参考电流之间的差异。这个差异可能由于但不限于传输器102的温度的改变等等。由于参考电流被应用到相同的节点111，所以由各自参考电流源120、122产生的参考电流经历与光传感器106相同的带宽限制，使得测量对带宽变化不敏感。

如上所述，比较设备110被配置用来当在第一输入108处的差异信号部分大于在第二输入112处的参考信号时，输出第一信号(例如离散高信号，如逻辑高信号)。可以利用第一信号来调整光传输器102和/或光传输驱动器104以保持想要的光信号功率。例如，第一信号可以指示供应给光传输器102的电流应当被减少，以便保持想要的光信号功率。比较设备110还被配置用来当在第一输入108处的差异信号部分小于(或等于)在第二输入112处的参考信号时，输出第二信号(例如离散低信号，如逻辑低信号)。第二信号可以指示供应到光传输器102的电流应当被增加，以便保持想要的光信号功率。可以预期的是，关于本公开，电流是应当增加还是减少的指示可以被称为改变信号的方向。

如在图2中显示的，系统100可以包括电连接到节点111的滤波器124。如显示的，滤波器124包括至少一个电阻器126和至少一个电容器128，串联连接在节点111和电路接地之间。滤波器124被配置用来至少部分促使不想要的一个或多个信号衰退。例如，由于在光传输器102和光传感器106之间的不想要的串扰，在由光传感器106产生的电流和对应的参考电流之间可能有一些差别。滤波器124利用电容耦合、或者AC耦合，以保存系统100对于比较设备110的输入偏移电压的不敏感性。可以预期的是，应当选择RC时间常数以使得在电容器128处的电压根据传输的数据不显著改变。

结论

尽管已经以特定于结构特征和/或过程操作的语言描述了主题，但应当理解，在所附权利要求中定义的主题不必限于在上面描述的特定特征或者动作。相反，在上面描述的特定特征和动作被公开作为实现权利要求的示例形式。

Claims (20)

1.一种光测量系统，包括：

光传输器，其被配置用来在有限的波长频谱中发出电磁辐射，所述电磁辐射具有基于传输信号的幅度特性；

光传感器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测所述电磁辐射，并且响应于此产生光传感器信号；

多个参考电流源，所述多个参考电流源中的每个参考电流源被配置用来产生各自的参考电流；

开关，其被配置用来将所述光传感器每次电连接到所述多个参考电流源中的至少一个参考电流源，所述至少一个参考电流源是按照所述传输信号被选择的，以便由所述至少一个参考电流源产生的参考电流被从所述光传感器信号减去，从而剩下差异信号；以及

电耦合到所述光传感器的比较设备，所述比较设备被配置用来将所述差异信号与参考信号进行比较，所述比较设备被配置用来输出比较输出信号，其指示对基于所述传输信号驱动所述光传输器的光传输器驱动信号的调整。

2.如权利要求1所述的光测量系统，其中所述光传输器包括激光二极管。

3.如权利要求1所述的光测量系统，进一步包括可操作地耦合到所述光传输器的光传输器驱动器，所述光传输器驱动器被配置用来产生所述光传输器驱动信号以驱动所述光传输器，所述光传输器驱动信号基于传输数据。

4.如权利要求1所述的光测量系统，其中所述比较设备包括比较器。

5.如权利要求1所述的光测量系统，其中所述光传感器包括光电检测器。

6.如权利要求1所述的光测量系统，其中所述第一逻辑数据特性代表逻辑高信号，而所述第二逻辑特性代表逻辑低信号。

7.如权利要求1所述的光测量系统，进一步包括电耦合到节点的滤波器，所述滤波器被配置用来至少部分地衰退信号中不想要的部分。

8.如权利要求7所述的光测量系统，其中所述滤波器包括电阻-电容电路元件。

9.如权利要求1所述的光测量系统，进一步包括直接连接到所述光传感器的参考电流源。

10.一种光测量系统，包括：

光传感器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测电磁辐射并且响应于此产生光传感器信号，所述电磁辐射基于光传输器驱动信号；

被配置用来产生第一参考电流的第一参考电流源；

被配置用来产生第二参考电流的第二参考电流源；

具有第一开关配置和第二开关配置的开关，所述第一开关配置基于所述光传输器驱动信号在节点处将所述光传感器电连接到所述第一参考电流源，以从所述光传感器信号减去所述第一参考电流，从而剩下第一差异部分；所述第二开关配置基于所述光传输器驱动信号在所述节点处将所述光传感器电连接到所述第二参考电流源，以从所述光传感器信号减去所述第二参考电流，从而剩下第二差异部分；以及

电耦合到所述节点的比较设备，所述比较设备被配置用来将所述第一差异部分或者所述第二差异部分两者中的至少一个与参考信号进行比较，所述比较设备被配置用来在所述第一差异部分或者所述第二差异部分两者中的至少一个大于所述参考信号时，输出第一比较输出信号；以及被配置用来在所述第一差异部分或者所述第二差异部分两者中的至少一个小于或者等于所述参考信号时，输出第二比较输出信号，所述第一比较输出信号指示所述光传输器驱动信号应当被减少以保持想要的光信号功率，以及所述第二比较输出信号指示所述光传输器驱动信号应当被增加以保持所述想要的光信号功率。

11.如权利要求10所述的光测量系统，其中所述光传输器包括激光二极管。

12.如权利要求10所述的光测量系统，其中所述比较设备包括比较器。

13.如权利要求10所述的光测量系统，其中所述光传感器包括光电检测器。

14.如权利要求10所述的光测量系统，其中第一传输数据特性代表逻辑高信号，而第二传输数据特性代表逻辑低信号。

15.如权利要求10所述的光测量系统，进一步包括电耦合到所述节点的滤波器，所述滤波器被配置用来至少部分地衰退信号中不想要的部分。

16.如权利要求15所述的光测量系统，其中所述滤波器包括电阻-电容电路元件。

17.一种光测量系统，包括：

激光二极管，其被配置用来在有限的波长频谱中发出电磁辐射，所述电磁辐射具有基于传输信号的幅度特性；

光电检测器，其被配置用来在有限的波长频谱中检测所述电磁辐射，并且响应于此产生光电检测器信号；

多个参考电流源，所述多个参考电流源中的每个参考电流源被配置用来产生各自的参考电流；

开关，其被配置用来将所述光电检测器每次电连接到所述多个参考电流源的至少一个参考电流源，所述至少一个参考电流源是按照所述传输信号被选择的，以便由所述至少一个参考电流源产生的参考电流被从所述光电检测器信号减去，从而剩下差异信号；以及

电耦合到所述光电检测器的比较设备，所述比较设备被配置用来将所述差异信号与参考信号进行比较，所述比较设备被配置用来输出比较输出信号，其指示对基于所述传输信号驱动所述激光二极管的激光二极管驱动信号的调整。

18.如权利要求17所述的光测量系统，进一步包括可操作地耦合到所述激光二极管的激光驱动器，所述激光驱动器被配置用来产生所述激光驱动信号以驱动所述激光二极管。

19.如权利要求17所述的光测量系统，其中所述比较设备包括比较器。

20.如权利要求17所述的光测量系统，进一步包括电耦合到节点的滤波器，所述滤波器被配置用来至少部分地衰退信号中不想要的部分。