CN109075870B - 信号处理装置、光线路终端和通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种信号处理装置、光线路终端和通信系统。信号处理装置包括：信号输入接口、信号输出接口、复位信号发生单元、信号放大及均衡单元、使能信号发生单元和N个直流偏置校准环路单元。信号输入接口与信号放大及均衡单元连接，信号放大及均衡单元与信号输出接口和使能信号发生单元连接，使能信号发生单元与N个直流偏置校准环路单元连接，N个直流偏置校准环路单元与信号放大及均衡单元连接，复位信号发生单元与N个直流偏置校准环路单元连接。本发明提供的信号处理装置、光线路终端和通信系统能够减少LA的突发建立时间，从而降低链路的物理开销。

Description

信号处理装置、光线路终端和通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及通信领域中的信号处理装置、光线路终端和通信系统。

背景技术

随着通信技术的发展，用户对通信网络中的上行通信速率的需求也越来越高。如2014年，全球移动上传吞吐率就已达到6860千兆字节，预计到2019年，上行的吞吐率将达到60000千兆字节。

可见，非对称低速率上行速度已经难以满足市场需求，这为下一代高对称传输速率无源光网络(Passive Optical Network，PON)提供了广阔的应用场景，但也引发了一系列的技术问题。

在PON中，尤其在高上行速率情况下，如果光线路终端(Optical Line Terminal，OLT)中的压缩限幅放大器(Limiting Amplifier，LA)的突发建立时间过长，就会导致额外的上行开销。因此，尽可能地压缩限幅放大器(Limiting Amplifier，LA)的突发建立时间(settling time)，是亟须解决的问题。

发明内容

本发明提供了一种信号处理装置、光线路终端和通信系统，能够减少LA的突发建立时间，从而降低链路的物理开销。

第一方面，本发明提供了一种信号处理装置，包括：信号输入接口、信号输出接口、复位信号发生单元、信号放大及均衡单元、使能信号发生单元和N个直流偏置校准环路单元，N为正整数；所述信号输入接口与所述信号放大及均衡单元连接，所述信号放大及均衡单元与所述信号输出接口和所述使能信号发生单元连接，所述使能信号发生单元与所述N个直流偏置校准环路单元连接，所述N个直流偏置校准环路单元与所述信号放大及均衡单元连接，所述复位信号发生单元与所述N个直流偏置校准环路单元连接；所述信号输入接口用于接收第一信号；所述复位信号发生单元用于在所述第一信号中出现数据突发块的间隔时间时，向所述N个直流偏置校准环路单元输出复位信号；所述信号放大及均衡单元用于根据所述N个直流偏置校准环路单元输出的第二信号调整所述信号输入接口接收的所述第一信号，和对所述第一信号进行放大和均衡处理；所述使能信号发生单元用于探测所述信号放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压，并根据所述差分电压向所述N个直流偏置校准环路单元输出使能信号；所述N个直流偏置校准环路单元用于在接收到所述复位信号发生单元输出的复位信号时进行复位，以及用于在接收到所述使能信号发生单元输出的使能信号时、开始根据时钟信号向所述信号放大及均衡单元输出所述第二信号；所述信号输出接口用于输出所述放大及均衡单元进行调整、放大和均衡处理后输出的信号。

该信号处理装置，与现有技术相比，在输入的信号中的数据突发块的间隔时间进行直流偏移量的调整，然后可以在该间隔时间内完成直流偏移的调整，而不是等到信号中承载数据时才进行直流偏置量的调整，从而可以提前对直流偏移量进行调整，最终可以缩短直流偏移量的调整时间，提高带宽利用率。

在一种可能的实现方式中，所述使能信号发生单元还用于根据所述使能信号向所述N个直流偏置校准环路单元输出所述时钟信号。

在一种可能的实现方式中，所述复位信号发生单元包括依次连接的信号探测器和复位信号发生器；所述信号探测器用于在探测所述第一信号中的数据突发块出现间隔时间时，向所述复位信号发生器输出指示信号；所述复位信号发生器用于在接收到所述信号探测器输出的指示信号时，向所述N个直流偏置校正环路单元输出所述复位信号。

该信号处理装置的复位的信号发生单元包含可以探测第一信号中的间隔时间，即探测第一信号中有无传输数据，从而可以更快速地向其它单元输出复位信号，从而进一步减小直流偏移的调整时间。

可选地，复位信号单元可以用于接收MAC芯片发送的指令，根据该指令输出复位信号。

可选地，复位信号单元既可以包括用于探测第一信号中的数据突发块的间隔时间的信号探测器，同时还可以用于接收MAC芯片发送的用于指示复位信号发送器输出复位信号的指示信号。这样，可以使得复位信号单元的信号探测器探测的时间间隔不足以完成直流偏移调整时，可以接收MAC芯片的指示来完成直流偏移的调整。

在一种可能的实现方式中，所述信号放大及均衡单元包括N个信号相加器、至少一个限幅放大器LA、M个连续时间线性均衡器CTLE和K个低频均衡器LFEQ，M和K为正整数；每个所述信号相加器用于将所述第一信号和所述第二信号相加；所述至少一个LA用于对所述放大及均衡单元中的信号进行放大处理；所述至少一个CTLE和至少一个LFEQ用于对所述放大及均衡单元中的信号进行均衡处理。

在一种可能的实现方式中，所述N个直流偏置校准环路单元中的每个直流偏置校准环路单元包括依次相连的计数器、数字模拟转换器DAC和电压控制镜像电流源；每个所述计数器用于在接收所述复位信号时进行清零，每个所述DAC用于在接收到所述复位信号时输出参考电压最小值。

在一种可能的实现方式中，所述使能信号发生单元包括电压探测器、使能信号发生器和时钟控制器；所述电压探测器用于探测所述放大单元输出的信号对应的差分电压；所述使能信号发生器用于根据所述电压探测器探测到所述差分电压，向所述N个直流偏置校准环路单元输出使能信号；所述时钟控制器用于根据所述使能信号发生器输出的使能信号对原始时钟信号进行处理，并向所述N个直流偏置校准环路单元输出处理后得到的所述时钟信号；每个所述直流偏置校准环路单元还用于在接收到所述使能信号发生单元输出的使能信号时，根据所述时钟控制器输出的时钟信号输出所述第二信号；每个所述DAC还用于根据对应的计数器输出的计数结果输出电压；每个所述电压控制镜像电流源用于根据对应的DAC输出的电压和对应的DAC的参考电压中值输出所述第二信号；所述时钟控制器还用于在所述电压探测器探测到所述偏置电压发生第N+1次翻转时，根据所述使能信号发生器输出的使能信号停止向所述N个计数器输出时钟信号。

该信号处理装置中，使能信号发生单元包括的时钟控制器可以根据第一信号上的差分电压的翻转情况向直流偏执校准环路单元输出时钟信号。

在一种可能的实现方式中，N＝2，M＝2，K＝1；其中，所述M个CTLE、所述K个LFEQ和所述至少一个LA依次交错连接；所述N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元与所述第一信号相加器连接；所述N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元中的DAC与所述第一直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第一输入端口连接，所述N个直流偏置校准环路单元中的第二直流偏置校准环路单元中的DAC与所述第二直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第二输入端口连接；所述时钟控制器包括一个与门和一个或门；所述使能信号发生器与所述与门连接，所述与门用于对所述使能信号发生器输出的使能信号进行逻辑与操作；所述与门与所述或门连接，所述或门用于对所述与门输出的信号和所述原始时钟信号进行逻辑或操作，得到所述时钟信号；所述或门与所述N个计数器连接。

第二方面，本发明提供了一种光线路终端，包括第一方面或其任意一种可能的实现方式中所述的信号处理装置。

该光线路终端，在输入的信号中的数据突发块的间隔时间进行直流偏移量的调整，然后可以在该间隔时间内完成直流偏移的调整，而不是等到信号中承载数据时才进行直流偏置量的调整，从而可以提前对直流偏移量进行调整，最终可以缩短直流偏移量的调整时间，提高带宽利用率。

第三方面，本发明提供了一种通信系统，包括第一方面或其任意一种可能的实现方式中所述的信号处理装置，或包括第二方面所述的光线路终端。

该通信系统中，在输入的信号中的数据突发块的间隔时间进行直流偏移量的调整，然后可以在该间隔时间内完成直流偏移的调整，而不是等到信号中承载数据时才进行直流偏置量的调整，从而可以提前对直流偏移量进行调整，最终可以缩短直流偏移量的调整时间，提高带宽利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的应用场景的示意架构图。

图2是本发明实施例的信号处理装置的示意性结构图。

图3是本发明实施例的信号处理装置的示意性结构图。

图4是本发明实施例的光线路终端的示意性结构图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了便于理解，先从整体上描述能够应用本发明实施例的信号处理方法、信号处理装置和光线路终端的PON系统架构的示例图。应理解，本发明实施例并不限于图1所示的系统架构中，此外，图1中的装置可以是硬件，也可以是从功能上划分的软件或者以上二者的结合。

PON系统主要由中心局的OLT 110、包含无源光器件的光分配网(OpticalDistribution Network，ODN)120和用户端的光网络单元130(Optical Network Unit，ONU)或光网络终端(Optical Network Terminal，ONT)140组成。

OLT 110主要用于连接光纤干线的终端设备，具体可以用于向ONU以广播方式发送以太网数据、发起并控制测距过程并记录测距信息、为ONU分配带宽(即控制ONU发送数据的起始时间和发送窗口大小)等，也可以接收ONU发送的数据。

ODN 120是基于PON的光纤到户(Fiber To The Home，FTTH)光缆网络，主要是为OLT和ONU之间提供光传输通道。

ONU 130分为有源光网络单元和无源光网络单元，一般又称为光节点。通常把装有包括光接收机、上行光发射机、多个桥接放大器网络监控的设备叫做光节点。ONU主要用于选择接收OLT发送的广播数据，响应OLT发出的测距及功率控制命令并作相应的调整，对用户的以太网数据进行缓存，并在OLT分配的发送窗口中向上行方向，如向OLT发送数据。

通常来说，ONT就是ONU，是一种用于用户端的光网络设备。严格地说，ONT应该属于ONU的一部分。ONT和ONU的区别在于ONT是光网终端，直接位于用户端,而ONU是光网单元，与用户间还可能有其它的网络，比如以太网(Ethernet)。

随着上行速率的不断提高，OLT中LA突发建立时间如果过长，会导致额外的上行链路开销，从而会降低带宽利用率。为了降低开销，提高带宽利用率，可以尽可能地压缩OTL中的LA的突发建立时间。

所谓LA的突发建立时间是指链路的数据流为突发状态时，为了保证每一个突发块信号被正确的放大，LA测量和补偿自身的直流偏移量(Direct Current-offset，DC-offset)所需的响应时间。因为作为接收机内部负责信号再成形(Reshaping)功能的限幅放大器而言，其放大电路内部的会导致输出信号的畸变，如果不加以测量和抵消DC-offset，DC-offset将极大的影响接收机的灵敏度。

本发明实施例即提出了一种信号处理方法、信号处理装置、OLT和通信系统，能够大幅压缩OTL中的LA的突发建立时间，从而减小上行链路的开销，提高带宽利用率。

图2为本发明实施例的信号处理装置200的示意性结构图。应理解，图2示出的信号处理装置仅是示例，本发明实施例的信号处理装置还可包括其他模块或单元，或者包括与图2中的各个模块的功能相似的模块，或者并非要包括图2中的所有模块。

信号处理装置200包括：信号输入接口210、信号输出接口220、复位信号发生单元230、信号放大及均衡单元240、使能信号发生单元250和N个直流偏置校准环路单元260。其中，N为正整数。

信号输入接口210与信号放大及均衡单元240连接，信号放大及均衡单元240与信号输出接口220和使能信号发生单元250连接，使能信号发生单元250与N个直流偏置校准环路260单元连接，N个直流偏置校准环路单元260与信号放大及均衡单元240连接，复位信号发生单元230与N个直流偏置校准环路单元260连接。

其中，信号输入接口210用于接收第一信号；复位信号发生单元230用于在第一信号中出现数据突发块的间隔时间时，向N个直流偏置校准环路单元260输出复位信号；信号放大及均衡单元240用于根据N个直流偏置校准环路单元260输出的第二信号调整信号输入接口210接收的第一信号，并对第一信号进行放大和均衡处理；使能信号发生单元250用于在探测信号放大单元输出的信号对应的偏置电压发生翻转时，向N个直流偏置校准环路单元260输出使能信号；N个直流偏置校准环路单元260用于在接收到复位信号发生单元230输出的复位信号时进行复位，以及用于在接收到使能信号发生单元250输出的使能信号时、开始根据时钟信号向信号放大及均衡单元240输出第二信号。时钟信号可以有外部时钟数据恢复(Clock Data Recovery，CDR)电路提供，也可由内部晶振提供。

本发明实施例中，数据突发块的间隔时间可以是数据突发块之间的保护间隔(Guard Period，GP)时间，也可以是媒体接入控制(Media Access Control，MAC)芯片根据需要确定的可以用来进行直流偏移调整的时间段，该时间段内第一信号上没有传输数据。其中，数据突发块可以是ONU向OLT发送的数据块。

如当数据突发块之间的保护间隔时间较短，信号处理装置200在该保护间隔时间内不能完成直流偏移的调整时，MAC芯片可以向其它设备(如ONU)、装置或单元发送指令，指示它们暂时停止向信号处理装置200传输数据，直到信号处理装置200完成用于传输数据的信号上的直流偏移的调整。此时，MAC芯片指示的暂时停止发送数据的时段也可以称为突发块的间隔时间。

应理解，图2中的信号处理装置200中的各个单元的连接关系只是为了更好地描述本发明实施例的信号处理装置和信号处理方法而举的一个示例，不应对本发明构成限制。

使用图2所述的信号处理装置对信号进行信号处理时，具体的信号处理方法如下。

S310，信号输入接口210接收第一信号。

S320，复位信号发生单元230在第一信号中出现数据突发块的间隔时间时，向N个直流偏置校准环路单元260输出复位信号。

复位信号发生单元在用于承载数据的信号出现数据突发块的间隔时间时，向N个直流偏置校准环路单元输出复位信号，使得N个直流偏置校准环路单元复位到初始状态，从而使得N个直流偏置校准环路单元可以在信号出现数据突发快的间隔时间时，重新开始计算第一信号需要进行直流偏置调整的电流调整量。

S330，N个直流偏置校准环路单元中每个直流偏置校准环路单元在接收到复位信号发生单元230输出的复位信号时进行复位。

N个直流偏置校准环路单元中每个直流偏置校准环路单元在接收到复位信号发生单元230输出的复位信号时进行复位，准备在接收到使能信号发生单元输出的使能信号时，重新开始计算第一信号需要进行直流偏置调整的电流调整量。

S340，信号放大及均衡单元240根据N个直流偏置校准环路单元输出的第二信号调整信号输入接口210接收的第一信号，并对第一信号进行放大和均衡处理。

信号输入接口210接收到第一信号后，与信号输入接口连接的信号放大及均衡单元不仅从信号输入接口接收该第一信号，而且还会接收N个直流偏置校准环路单元中部分或全部直流偏置校准环路单元输出的直流电流调整量(为了后续描述方面，将该电流调整量称为第二信号)。此时，信号放大及均衡单元根据第二信号对第一信号进行调整，并对调整后所得的信号进行放大和均衡处理。

S350，使能信号发生单元250探测信号放大及均衡单元输出的差分电压信号，并根据所述差分电压信号向N个直流偏置校准环路单元输出使能信号。

使能信号发生单元250探测信号放大及均衡单元240处理输出的信号。具体而言，使能信号发生单元在探测到放大及均衡单元输出了差分电压信号时，向N个直流偏置校准环路单元中的一个直流偏置校准环路单元输出使能信号，使得该直流偏置校准环路单元开始根据时钟信号计算电流调整量，即第二信号。

使能信号发生单元继续探测放大及均衡单元输出的差分电压信号，当其探测到放大及均衡单元输出的差分电压信号发生第一次翻转时，向N个直流偏置校准环路单元中的另一个直流偏置校准环路单元输出使能信号，使得该直流偏置校准环路单元开始根据时钟信号计算电路调整量，即第二信号。使能信号发生单元不断重复该步骤，在每次探测到放大及均衡单元输出的差分电压信号发生翻转时，依次向N个直流偏置校准环路单元中没有输出过使能信号的直流偏置校准环路单元输出使能信号，使得该直流偏置校准环路单元开始根据时钟信号计算电路调整量，即第二信号，直至N个直流偏置校准环路单元中所有直流偏置校准环路单元都计算过第二信号、且向信号放大及均衡单元输出了该第二信号，以使得信号放大及均衡单元根据该第二信号对第一信号进行调整。

应注意，使能信号发生单元向某个直流偏置校准环路单元输出使能信号时，停止向其他直流偏置校准环路单元输出使能信号。

S360，N个直流偏置校准环路单元中每个直流偏置校准环路单元在接收到使能信号发生单元250输出的使能信号时、开始根据时钟信号向信号放大及均衡单元240输出第二信号。

当使能信号发生单元停止向N个直流偏置校准环路单元中所有直流校准环路单元输出使能信号时，N个直流偏置校准环路单元均向信号放大及均衡单元输出稳定的电流调整量，从而完成信号输入接口接收的信号的调整，从信号输出端口输出完成直流电流偏置调整的信号。

本发明实施例的信号处理装置和信号处理方法，与现有技术相比，在输入的信号中的数据突发块的间隔时间即开始进行直流偏移量的调整，然后可以在该间隔时间内完成直流偏移的调整，而不是等到信号中承载数据时才进行直流偏置量的调整，从而可以提前对直流偏移量进行调整，最终可以缩短直流偏移量的调整时间，提高带宽利用率。

本发明实施例中，可选地，所述使能信号发生单元还可以用于根据所述使能信号向所述N个直流偏置校准环路单元输出所述时钟信号。具体而言，使能信号发生单元向某个直流偏置校准环路单元输出使能信号，使得该直流偏置校准环路单元开始计算直流偏置量的调整量时，使能信号发生单元还可以根据该使能信号向该直流偏置校准环路单元输出时钟信号。

本发明实施例中，可选地，所述复位信号发生单元还可以用于探测所述第一信号中的数据突发块的间隔时间。具体而言，复位信号发生单元自己探测第一信号中的数据突发快的间隔时间，并在探测到该间隔时间时，向所有直流偏置校准环路单元输出复位信号。

当然，可选地，复位信号发生单元可以接收能够获知信号输入接口接收的第一信号中的数据突发块的间隔时间的装置，如MAC芯片，在信号输入接口接收的第一信号中出现数据突发块的间隔时间发送的控制信令，并根据该控制信令向所有直流偏置校准环路单元输出复位信号。

本发明实施例中，当复位信号发生单元还可以用于探测所述第一信号中的数据突发块的间隔时间时，具体地，所述复位信号发生单元可以包括依次连接的信号探测器和复位信号发生器。

其中，信号探测器用于在探测第一信号中的数据突发块出现间隔时间时，向复位信号发生器输出指示信号；复位信号发生器用于在接收到信号探测器输出的指示信号时，向N个直流偏置校正环路单元输出所述复位信号。

此时，对应的信号处理方法中，复位信号发生单元230在第一信号中出现数据突发块的间隔时间时，向N个直流偏置校准环路单元输出复位信号的具体实施方式可以为：信号探测器在探测第一信号中的数据突发块出现间隔时间时，向复位信号发生器输出指示信号；复位信号发生器在接收到信号探测器输出的指示信号时，向N个直流偏置校正环路单元输出所述复位信号。

本发明实施例中，可选地，信号放大及均衡单元可以包括N个信号相加器、至少一个LA、M个连续时间线性均衡器(Continuous time linear equaliztion，CTLE)和K个LFEQ。M和K均为正整数。

其中，N个直流偏置校准环路单元与N个信号相加器分别一一连接，信号放大及均衡单元中的N个信号相加器、至少一个LA、M个CTLE和K个LFEQ可以交错连接，保证输入的信号被合理均衡和限幅放大。如每个信号相加器、CTLE和LFEQ前后分别可以连接一个或多个LA。本发明实施例对放大及均衡单元中各个模块的连接关系不做限制。

每个信号相加器用于将输入到该信号相加器的第一信号和第二信号相加，即用于根据与信号相加器连接的直流偏置校准环路单元输出的第二信号对信号及均衡单元中的第一信号进行调整。至少一个LA用于对放大及均衡单元中，信号相加器根据第二信号对第一信号进行调整后所得的信号进行放大处理。至少一个CTLE和至少一个LFEQ用于对放大及均衡单元中进行放大后所得的信号进行均衡处理。

此时，对应的信号处理方法中，每个信号相加器将与之连接的直流偏置校准环路单元输出的第二信号与输入到放大及均衡单元中的第一信号进行相加。应注意，此处所说的相加是矢量相加，具体表示用第二信号来调整第一信号的大小，即进行直流偏执调整。放大及均衡单元中的LA对放大及均衡单元中的信号进行放大处理，CTLE和LFEQ对放大及均衡单元中的信号进行均衡处理。CTLE用于补偿放大及均衡单远的输入信号的高频衰落，LFEQ用于矫正低频位置响应；CTLE与CTLE配合，保证放大及均衡单元输出的信号的均衡性能。

本发明实施例中，可选地，N个直流偏置校准环路单元中的每个直流偏置校准环路单元包括依次相连的计数器、数字模拟转换器(Digital to analog converter，DAC)和电压控制镜像电流源。每个计数器用于在接收复位信号时进行清零，每个DAC用于在接收到复位信号时输出参考电压最小值。

每个DAC都有对应的参考电压范围，当每个DAC接收到复位信号发生器输出的复位信号时，输出这个参考电压范围中的最小值。随着计数器的计数结果的累加，DAC输出的电压随之增大。

应注意，每个电压控制镜像电流源有两个输入接口，一个输入接口用于接收输入电压，一个输入接口用于接收镜像电压。每个电压控制镜像电流源的两个输入接口分别用于接收与之相连的DAC输出的电压和与之相连的DAC的参考电压中值。DAC的参考电路中值是指DAC的参考电压范围中的最大值与左小值的中值。

其中，相邻两个直流偏置校准环路单元中的电路控制镜像电流源中的两个输入接口与DAC的输出电压和DAC的参考电压中值的连接方式相反。如第一个直流偏置校准环路单元的电压控制镜像电流源的用于接收输入电压的输入接口与DAC的输出接口连接，用于接收DAC根据计数器的计数结果输出的电压，该电压控制镜像电流源的用于接收镜像电压的输入接口用于接收DAC的参考电压中值；而第二个直流偏置校准环路单元的电压控制镜像电流源的用于接收输入电压的输入接口具体用于接收DAC的参考电压中值，该电压控制镜像电流源的用于接收镜像电压的输入接口用于接收DAC根据计数器的计数结果输出的电压。

本发明实施例中，可选地，使能信号发生单元包括电压探测器、使能信号发生器和时钟控制器。电压探测器用于探测放大单元输出的信号对应的差分电压；使能信号发生器用于根据电压探测器探测到的差分电压，向N个直流偏置校准环路单元输出使能信号；时钟控制器用于根据使能信号发生器输出的使能信号对原始时钟信号进行处理，并向N个直流偏置校准环路单元输出处理后得到的时钟信号；每个直流偏置校准环路单元还用于在接收到使能信号发生单元输出的使能信号时，根据时钟控制器输出的时钟信号输出第二信号；每个DAC还用于根据对应的计数器输出的计数结果输出电压；每个电压控制镜像电流源用于根据对应的DAC输出的电压和对应的DAC的参考电压中值输出第二信号；时钟控制器还用于在电压探测器探测到偏置电压发生第N+1次翻转时，根据使能信号发生器输出的使能信号停止向N个计数器输出时钟信号。

此时，对应的信号处理方法为：输入信号处理装置的第一信号中出现数据突发块之间的时间间隙时，复位信号发生单元发送复位信号给所有的直流偏置校准环路单元；每个直流偏置校准环路单元接收到复位信号发生单元输出的复位信号后，进行复位，具体可以是计数器清零和DAC输出参考电压最小值；第一信号经过放大及均衡单元中的各个模块的处理后，使能信号发生单元对放大及均衡单元输出的信号进行探测。在直流偏置校准环路单元进行复位后，当使能信号发生单元中的电压探测器探测到放大及均衡单元输出的信号中存在差分电压时，使能信号发生器向N个直流偏置校准环路单元中的一个直流偏置校准环路单元(如该直流偏置校准环路单元中的计数器)输出使能信号，使得该计数器可以根据时钟信号开始计数。

具体实现方式可以是：使能信号发生单元中的时钟控制器根据该使能信号向计数器输出时钟信号，使得计数器根据该时钟信号和使能信号开始计数，并向DAC输出计数结果。然后DAC根据计数器输出的计数结果向电压控制镜像电流源输出电压，电压控制镜像电流源根据该DAC输出的电压和该DAC的参考电压中值向信号相加器输出信号，信号相加器根据该信号对放大及均衡单元中的信号进行调整。放大及均衡单元中的其他模块对该调整后的信号进行放大和均衡处理。

当使能信号发生器的电压探测器探测到放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压发生翻转时，使能信号发生器向另外一个直流偏置校准环路单元的计数器输出使能信号，使得该计数器开始计数，从而DAC可以输出电压，进而电压控制镜像电流源可以输出调整信号，最终调整放大及均衡单元中的信号。使能信号发生器不停地执行该步骤，即电压探测器每次探测到放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压发生翻转时，向N个直流偏置校准环路单元中的另一个直流偏置校准环路单元输出使能信号，使得该直流偏置校准环路单元可以根据该使能信号输出用于调整放大及均衡单元中的信号的电流调整信号。直到电压探测器第N次探测到放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压发生翻转时，使能信号发生器停止向所有的直流偏置校准环路单元输出使能信号，即所有的直流偏置校准环路单元输出的信号恒定不变，即放大及均衡单元及信号输出接口输出的电路信号已调整完毕，最终表示整个信号处理装置中的信号的调整完成，可以进行突发块数据的传输了。

可选地，本发明实施例中，N和M可以为2，K可以为1。其中，2个CTLE、1个LFEQ和多个LA依次交错连接。N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元与第一信号相加器连接；N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元中的DAC与第一直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第一输入端口连接，N个直流偏置校准环路单元中的第二直流偏置校准环路单元中的DAC与第二直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第二输入端口连接；时钟控制器包括一个与门和一个或门；使能信号发生器与与门连接，与门用于对使能信号发生器输出的使能信号进行逻辑与操作；与门与或门连接，或门用于对与门输出的信号和原始时钟信号进行逻辑或操作，得到时钟信号；或门与N个计数器连接。

图3本发明实施例的一种信号处理装置300的示意性结构图。应理解，图3示出的信号处理装置300仅是示例，本发明实施例的信号处理装置还可包括其他模块或单元，或者包括与图3中的各个模块的功能相似的模块，或者并非要包括图3中的所有模块。

如图3所示，复位信号发生单元310包括信号探测器311和复位信号发生器312。放大及均衡单元320包含CTLE 321、CTLE 322、LFEQ 323和若干个限幅放大单元324，以及信号相加器325和信号相加器326。使能信号发生单元330包括电压探测器331、使能信号发生器332和时钟控制器333，时钟控制器包括一个与门电路和一个或门电路。

第一级直流偏置校准环路单元340包含计数器341，DAC 342、电压控制镜像电流源343。计数器341包含一个时钟输入口，用于接收从使能信号发生单元发出的时钟信号，一个复位信号入口，用于接收复位信号发生单元发出的复位信号，一个使能信号输入口，用于接收从使能信号发生单元发出的使能信号。

第二级直流偏置校准环路单元350包含计数器351，DAC 352、电压控制镜像电流源353。计数器351包含一个时钟输入口，用于接收从使能信号发生单元发出的时钟信号，一个复位信号入口，用于接收复位信号发生单元发出的复位信号，一个使能信号输入口，用于接收从使能信号发生单元发出的使能信号。

需要注意的是，直流偏置校准环路单元350中的DAC 352的输出电压及参考电压中值与电压控制镜像电流源353的连接方式与直流偏置校准环路单元340中的DAC 342的输出电压及参考电压中值与电压控制镜像电流源343的连接方式相反。

当信号处理装置300初始上电或信号处理装置300的信号输入接口360处输入的第一信号中出现突发块保护时隙时，复位信号发生单元310发送复位信号给直流偏置校准环路单元340和350中的计数器341和351。

计数器341和351清零，DAC 342和352复位，输出参考电压最小值。DAC 341的输出电压和DAC 341参考电压的中值分别作为电压控制镜像电流源343的输入电压和镜像电压。

使能信号发生器330的电压探测器331检测到放大及均衡单元320输出差分电压信号，使能信号发生器332向时钟控制器333的与门和计数器341输出使能信号1。此时，使能信号发生器332向与门和计数器351不输出使能信号，即使能信号2保持关闭，具体可以是使能信号1的电平输出为1，使能信号2的电平输出为0。与门信号输出逻辑电平0，与原始时钟信号一同进入时钟控制器333的或门。或门输出时钟信号至计数器341和351。

计数器341接收到使能信号1进行启动，且根据或门输出的时钟信号步进工作。直流偏置校准环路单元340中的DAC 342将计数器341输出的累加数字信号转为模拟信号输出到电压控制镜像电流源343，作为电压控制镜像电流源343的输入电压。DAC 342的参考电压中值也输入到电压控制镜像电流源343，作为输出到电压控制镜像电流源343的镜像电压。电压控制镜像电流源343将DAC 342输出的信号镜像为信号，并加载至放大及均衡单元前端的信号相加器325，一次直流偏执粗校准补偿循环完毕。

使能信号发生器330的电压探测器331持续监测放大及均衡单元320输出差分电压。当差分电压第一次出现跳转时，使能信号发生器332停止使能信号1的输出，而是输出使能信号2，即使能信号1的电平输出为0，使能信号2的电平输出为1。与门信号输出逻辑电平0，并与时钟信号一同进入或门。或门输出时钟信号至计数器341和351。计数器351收到使能信号1后停止计数，直流偏置校准环路单元340输出的电流保持恒定，粗校准完毕。

计数器351收到使能信号2后开启，并根据或门输出时钟信号步进工作。直流偏置校准环路单元350中的DAC 352将计数器的累加数字信号转为模拟信号输出至电压控制镜像电流源343，作为电压控制镜像电流源343的镜像电压。DAC 352的参考电压中值也输入到电压控制镜像电流源353，作为输出到电压控制镜像电流源353的输入电压。电压控制镜像电流源353将DAC 352输出的模拟信号镜像为信号，并加载至放大及均衡单元320中后段的信号相加器326，一次直流偏移精校准补偿循环完毕。

使能信号发生器330的电压探测器331持续监测放大及均衡单元320输出的差分电压信号。当差分电压第二次出现跳转时，使能信号发生器停止输出使能信号2，即使能信号1的电平输出为0，使能信号2的电平输出也为0。计数器352停止计数，直流偏置校准环路单元350输出的电流保持恒定，细校准完毕，信号输出接口370输出恒定电流。也就是说，信号处理装置300可正常接收输入数据并进行信号均衡及放大。

或者使能信号发生器330的电压探测器331持续监测放大及均衡单元320输出的差分电压信号。当差分电压第二次出现跳转时，使能信号发生器输出的使能信号1的电平可以为1，输出的使能信号2的电平也可以为1。此时，虽然计数器351和计数器352还可以接收到使能计数的使能信号，但是，由于时钟控制器333中的与门同时输入两个高电平1后，输出的高电平1会输入到时钟控制器333中的或门，输入到或门中的高电平1与输入或门的原时钟信号进行逻辑或操作后，使得或门输出的是高电平1、而不是原时钟信号，即或门向计数器351和计数器352输出的不再是原时钟信号，因此计数器351和计数器352也会停止计数，直流偏置校准环路单元350输出的电流保持恒定，细校准完毕，信号输出接口370输出恒定电流。也就是说，信号处理装置300可正常接收输入数据并进行信号均衡及放大。

本发明实施例还提出了一种光线路终端，其示意性结构图如图4所示。图4所示的光线路终端400包括信号处理装置410.。信号处理装置410可以是图2所示的信号处理装置200，也可以是图3所示的信号处理装置300，为了简洁，此处不再赘述。

应理解，图4示出的光线路终端仅是示例，本发明实施例的光线路终端还可包括其他模块或单元，如MAC芯片，或者包括与图4中的各个模块的功能相似的模块，或者并非要包括图2或图3中的所有模块。

另外，本发明实施例还提出了一种通信系统，其可以包括图2中所示的信号处理装置200、图3中所示的信号处理装置300或可以包括图4所示的光线路终端400，为了简洁，此处不再赘述。

应理解，该通信系统还可包括其他设备、装置或单元，如还可以包括图1中所示的ONU，或者包括与图1中的各个设备的功能相似的设备或模块

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种信号处理装置，其特征在于，包括：信号输入接口、信号输出接口、复位信号发生单元、信号放大及均衡单元、使能信号发生单元和N个直流偏置校准环路单元，N为正整数；

所述信号输入接口与所述信号放大及均衡单元连接，所述信号放大及均衡单元与所述信号输出接口和所述使能信号发生单元连接，所述使能信号发生单元与所述N个直流偏置校准环路单元连接，所述N个直流偏置校准环路单元与所述信号放大及均衡单元连接，所述复位信号发生单元与所述N个直流偏置校准环路单元连接；

所述信号输入接口用于接收第一信号；

所述复位信号发生单元用于在所述第一信号中出现数据突发块的间隔时间时，向所述N个直流偏置校准环路单元输出复位信号；

所述信号放大及均衡单元用于根据所述N个直流偏置校准环路单元输出的第二信号调整所述信号输入接口接收的所述第一信号，和对所述第一信号进行放大和均衡处理；

所述使能信号发生单元用于探测所述信号放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压，并根据所述差分电压向所述N个直流偏置校准环路单元输出使能信号；

所述N个直流偏置校准环路单元用于在接收到所述复位信号发生单元输出的复位信号时进行复位，以及用于在接收到所述使能信号发生单元输出的使能信号时、开始根据时钟信号向所述信号放大及均衡单元输出所述第二信号；

所述信号输出接口用于输出所述放大及均衡单元进行调整、放大和均衡处理后输出的信号。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述使能信号发生单元还用于根据所述使能信号向所述N个直流偏置校准环路单元输出所述时钟信号。

3.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，所述复位信号发生单元包括依次连接的信号探测器和复位信号发生器；

所述信号探测器用于在探测所述第一信号中的数据突发块出现间隔时间时，向所述复位信号发生器输出指示信号；

所述复位信号发生器用于在接收到所述信号探测器输出的指示信号时，向所述N个直流偏置校准环路单元输出所述复位信号。

4.根据权利要求3所述的信号处理装置，其特征在于，所述信号放大及均衡单元包括N个信号相加器、至少一个限幅放大器LA、M个连续时间线性均衡器CTLE和K个低频均衡器LFEQ，M和K为正整数；

每个所述信号相加器用于将所述第一信号和所述第二信号相加；

所述至少一个LA用于对所述放大及均衡单元中的信号进行放大处理；

所述至少一个CTLE和至少一个LFEQ用于对所述放大及均衡单元中的信号进行均衡处理。

5.根据权利要求4所述的信号处理装置，其特征在于，所述N个直流偏置校准环路单元中的每个直流偏置校准环路单元包括依次相连的计数器、数字模拟转换器DAC和电压控制镜像电流源；

每个所述计数器用于在接收所述复位信号时进行清零，每个所述DAC用于在接收到所述复位信号时输出参考电压最小值。

6.根据权利要求5所述的信号处理装置，其特征在于，所述使能信号发生单元包括电压探测器、使能信号发生器和时钟控制器；

所述电压探测器用于探测所述信号放大及均衡单元输出的信号对应的差分电压；

所述使能信号发生器用于根据所述电压探测器探测到所述差分电压，向所述N个直流偏置校准环路单元输出使能信号；

所述时钟控制器用于根据所述使能信号发生器输出的使能信号对原始时钟信号进行处理，并向所述N个直流偏置校准环路单元输出处理后得到的所述时钟信号；

每个所述直流偏置校准环路单元还用于在接收到所述使能信号发生单元输出的使能信号时，根据所述时钟控制器输出的时钟信号输出所述第二信号；

每个所述DAC还用于根据对应的计数器输出的计数结果输出电压；

每个所述电压控制镜像电流源用于根据对应的DAC输出的电压和对应的DAC的参考电压中值输出所述第二信号；

所述时钟控制器还用于在所述电压探测器探测到所述差分电压发生第N+1次翻转时，根据所述使能信号发生器输出的使能信号停止向所述N个计数器输出时钟信号。

7.根据权利要求6所述的信号处理装置，其特征在于，N＝2，M＝2，K＝1；

其中，所述M个CTLE、所述K个LFEQ和所述至少一个LA依次交错连接；

所述N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元与所述N个信号相加器中的第一信号相加器连接；

所述N个直流偏置校准环路单元中的第一直流偏置校准环路单元中的DAC与所述第一直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第一输入端口连接，所述N个直流偏置校准环路单元中的第二直流偏置校准环路单元中的DAC与所述第二直流偏置校准环路单元中的电压控制镜像电流源的两个输入端口中的第二输入端口连接；

所述时钟控制器包括一个与门和一个或门；

所述使能信号发生器与所述与门连接，所述与门用于对所述使能信号发生器输出的使能信号进行逻辑与操作；

所述与门与所述或门连接，所述或门用于对所述与门输出的信号和所述原始时钟信号进行逻辑或操作，得到所述时钟信号；

所述或门与所述N个计数器连接。

8.一种光线路终端，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的信号处理装置。

9.一种通信系统，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的信号处理装置，或包括权利要求8所述的光线路终端。

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