CN110784266B - 一种匹配码型的调制解调方法及超高速光模块 - Google Patents

Abstract

一种匹配码型的调制解调方法及超高速光模块，涉及光通信领域，包括步骤：设置一个查找表，所述查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型；将接收的光信号转换为电信号，并分为第一路电信号和第二路电信号，在每个时钟周期内检测第一路电信号的电压的幅度，遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型；并将第二路电信号进行放大；采用获取到的码型对放大后的第二路电信号进行解码，再转换为多路并行的低速电信号输出；以及，将接收的多路低速电信号，通过获取到的码型进行编码，再转换为光信号输出。本发明可以针对不同的场景，自动选择与该场景匹配的码型进行调制和解调。

Description

一种匹配码型的调制解调方法及超高速光模块

技术领域

本发明涉及光通信领域，具体来讲涉及一种匹配码型的调制解调方法及超高速光模块。

背景技术

随着当大数据、云计算和物联网走向规模应用及新型业务的驱动，数据流量呈指数上升，这对网络基础设施的承载能力提出更高的要求。以太网速率从1G、10G、25G需升级到50G甚至200G/400G，光接入网单通道速率也从1G、10G向50G升级。速率的提升对光器件带宽、电芯片带宽要求更高，但基于现有光电芯片的带宽能力和性能指标，不能满足50G及更高速率的不归零码(NRZ：Non-Return to Zero)调制方式的需求，需引入新的调制方式如脉冲幅度调制(PAM：Pulse Amplitude Modulation)。目前，PAM信号是下一代数据中心做高速信号互连的一种热门信号传输技术，可以广泛应用于200G/400G接口的电信号或光信号传输；在光接入网领域也是50G时分复用-无源光网络(TDM-PON：Time DivisionMultiplexing-Passive Optical Network)标准讨论的热门调制码型之一。

由于网络所需的速率种类增多，调制码型也有所变化，在未来的网络中会存在两种甚至多种调制方式的场景，不同的场景对光模块的需求也不同，必然会导致光模块种类繁多。另外，系统涉及的高端核心光电芯片都受制于美日企业，能参与高端光电芯片的厂家越来越少，若再进行市场分裂的话，必然会导致每比特成本居高不下，尤其是超高速光模块的成本，从而阻碍网络的升级进程。再者，由于速率达到25G、50G及以上，高速连接器和印制电路板(PCB：Printed Circuit Board)板材对电信号的损耗较大，影响电信号的质量与传输距离。

对于在超高速光模块方面，目前业内还尚未提出有效的解决方案满足不同场景的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种匹配码型的调制解调方法及超高速光模块，针对不同的场景，自动选择与该场景匹配的码型进行调制和解调。

为达到以上目的，一方面，提供一种匹配码型的调制解调方法，包括步骤：

设置一个查找表，所述查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型；

将接收的光信号转换为电信号，并分为第一路电信号和第二路电信号，在每个时钟周期内检测第一路电信号的电压的幅度，遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型；并将第二路电信号进行放大；

采用获取到的码型对放大后的第二路电信号进行解码，再转换为多路并行的低速电信号输出；以及，将接收的多路低速电信号，通过获取到的码型进行编码，再转换为光信号输出。

优选的，所述遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型的过程包括：

设置一个寄存器，每一次遍历所述查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，该寄存器的值加1，并与预先设置的阈值相比较，若加1后等于所述阈值，则该匹配的码型为最终获取的码型；若加1后小于所述阈值，则进行下一次检测。

优选的，所述获取到的匹配的码型通过选择信号传输，

若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法；

若支持三种及以上调制方式，则码型的选择信号至少采用log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

优选的，所述码型包括NRZ码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数。

优选的，所述第一路电信号电压的幅度为：峰值幅度V_peak－谷值幅度V_bottom，所述幅度与码型的匹配关系包括：

对于n(n≥2)种码型，存在n-1个系数值，系数值为

其中m为大于0的正整数，且m＝1、2、......、n-1；预先设定一个最大信号幅度V_max，所述系数值*V_max后将0至V_max划分为n个幅度区间，并按从小到大排序，每个幅度区间左开右闭，幅度区间依次对应码型PAM(2)码即NRZ码、PAM(4)码、PAM(8)码、PAM(16)码、PAM(32)码……。

另一方面，提供一种匹配码型的超高速光模块，包括：

光接收组件，用于接收光信号并转换为电信号，再分为第一路电信号和第二路电信号；

智能检测模块，其内部设有一个查找表，所述查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型；智能检测模块用于接收第一路电信号，并在每个时钟周期检测第一路电信号的电压的幅度，遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型，输出对应的选择信号；

放大器，用于接收光接收组件分出的第二路电信号，并将电信号放大至自适应解码模块幅度水平相匹配的差分数字电信号；

自适应解码模块，用于接收放大器输出的数据，并根据智能检测模块输出的选择信号对应的码型进行解码，还用于将解码后的高速电信号转换为多路低速电信号输出；

自适应编码模块，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收多路并行低速信号并转换为高速电信号，根据接收的选择信号对应的码型对高速电信号进行编码后输出；

驱动器，用于接收自适应编码模块输出的高速电信号，输出驱动信号；

光发送组件，用于根据驱动器输出的驱动信号转换成光信号并向外发送。

优选的，所述自适应解码模块包括：

多个解码单元，每个解码单元用于实现一种码型解码；

第一数据输入选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收放大器输出的第二路电信号，第二路信号输入所述选择信号对应码型的解码单元；

第一数据输出选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的解码单元电信号，并实现相应的解码单元电信号的输出；

时钟恢复单元，用于从原数据信号中完成时钟提取，并输出至各解码单元，为解码单元对信号解码时提供相应的时钟信号；

第一接口适配单元，其用于把接收到的高速串行数据电信号转化成低速并行数据电信号，并实现多路并行低速电信号的输出。

优选的，所述自适应编码模块包括：

多个编码单元，每个编码单元用于采用一种码型编码；

第二接口适配单元，用于实现将多路并行的低速信号转换成高速串行信号；

第二数据输入选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收第二接口适配单元的高速电信号，根据选择信号选择对应码型的编码单元；

第二数据输出选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的编码单元电信号，并实现相应的编码单元电信号的输出。

优选的，所述智能检测模块包括：

寄存器，用于记录匹配的码型连续相同的次数；

循环检测控制器，用于控制所述寄存器复位为0，还用于每一次遍历查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，控制寄存器的值加1，并将寄存器的值与预先设置的阈值相比较，若加1后等于所述阈值，则该匹配的码型为最终获取的码型；若加1后小于所述阈值，则进行下一次检测。

优选的，所述驱动器支持连续模式和突发模式的输出，在点对点发送场景时，驱动器工作在连续模式；在PON ONU点对多点发送场景时，驱动器工作在突发模式。

优选的，所述光发送组件和光接收组件独立设置，或者集成在一起；

所述自适应编码模块和自适应解码模块分别为独立的电芯片，或者集成于同一个电芯片；

或者，所述驱动器、放大器、智能检测模块、自适应编码模块和自适应解码模块集成于同一个电芯片。

优选的，所述码型包括NRZ码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数；

所述第一路电信号电压的幅度为：峰值幅度V_peak－谷值幅度V_bottom，所述幅度与码型的匹配关系包括：

对于n(n≥2)种码型，存在n-1个系数值，系数值为

其中m为大于0的正整数，且m＝1、2、......、n-1；预先设定一个最大信号幅度V_max，所述系数值*V_max后将0至V_max划分为n个幅度区间，并按从小到大排序，每个幅度区间左开右闭，幅度区间依次对应码型PAM(2)码即NRZ码、PAM(4)码、PAM(8)码、PAM(16)码、PAM(32)码……。

优选的，所述智能检测模块通过通讯接口以寄存器状态的方式输出选择信号；

或者，所述智能检测模块通过多根物理连接通道连接至自适应解码模块，每根物理通道以输出0、1电平的方式输出选择信号。

优选的，当智能检测模块通过物理连接通道连接所述自适应解码模块时，

若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法；

若支持三种及以上调制方式，则码型的选择信号至少采用log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

上述技术方案中的一个具有如下有益效果：

预先设置的查找表，并据此对接收信号电压的幅度进行检测，得到幅度所在区间，进而选择匹配的码型进行编码或解码，上述过程可以智能化的完成信号输出，以满足不同场景的需求。

解码后的高速进行串并转换，转换为多路并行的低速信号适配到相应接口输出，解决了超高速信号的传输质量和传输距离的问题，提高传输质量。

附图说明

图1为本发明实施例匹配码型的调制解调方法流程图；

图2为本发明实施例匹配码型的超高速光模块框图；

图3为本发明另一种实施例超高速光模块框图；

图4为本发明实施例自适应解码模块示意图；

图5为本发明实施例自适应编码模块示意图；

图6为本发明实施例光模块间通信示意图；

图7为图6中光模块B智能检测的工作流程图。

附图标记：

光接收组件1，智能检测模块2，放大器3，自适应解码模块4，自适应编码模块5，驱动器6，光发送组件7；

光收发组件8；

时钟恢复单元41，第一数据输入选择单元42，第一数据输出选择单元44，第一接口适配单元45，多个解码单元43；

第二接口适配单元51，第二数据输入选择单元52，第二数据输出选择单元54，多个编码单元53。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，提供一种匹配码型的调制解调方法的实施例，包括如下步骤：

S1、设置一个查找表，查找表中包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的一种码型。

S2、将接收到的光信号转换为电信号，并一分为二，分成第一路电信号和第二路电信号。

S3、在每个时钟周期内，检测第一路电信号的电压的幅度，遍历上述查找表，找到该幅度所在的幅度区间，进而获取幅度区间匹配的码型；第二路电信号进行放大。

S4、采用上述获取到的码型，对第二路放大后的电信号进行解码，再转换为多路并行的低速电信号输出。以及，将接收的多路并行低速电信号，通过获取到的码型进行编码，再转换为光信号输出。

上述步骤支持的码型包括NRZ(PAM2)码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数，由于这些都属于幅度调制，因此可以基于信号的电压的幅度进行检测判断。

对于支持的n(n≥2)种码型，存在n-1个系数值，系数值为

(m为大于0的正整数，且m＝1、2、......、n-1)。检测第一路电信号的电压的幅度为：峰值幅度V_peak－谷值幅度V_bottom，最大信号幅度为V_max，根据实际情况预先设定。

该系数值乘以V_max，将0至V_max划分为n个幅度区间，并按从小到大排序，每个幅度区间左开右闭，幅度区间依次对应码型PAM(2)码即NRZ码、PAM(4)码、PAM(8)码、PAM(16)码、PAM(32)码……，根据V_peak-V_bottom所在幅度区间获取到对应的码型。

根据以上描述，可以设置查找表，以n＝2为例，m＝1对应的系数值为

该系数值*V_max，将幅度值划分为2个区间，根据V_peak-V_bottom依次落入不同的幅度区间，则依次对应的码型为NRZ码和PAM4码，上述查找表如表1所示：

表1

以n＝3为例，m＝1对应的系数值为

m＝2对应的系数值为

该系数值*V_max，将幅度值划分为3个区间，根据V_peak-V_bottom依次落入不同的幅度区间，则依次对应的码型为NRZ码、PAM4码、PAM8码，上述查找表如表2所示：

表2

以n＝4为例，m＝1对应的系数值为

m＝2对应的系数值为

m＝3对应的系数值为

该系数值*V_max，将幅度值划分为4个区间，根据V_peak-V_bottom依次落入不同的幅度区间，则依次对应的码型为NRZ码、PAM4码、PAM8码和PAM16码，上述查找表如表3所示：

表3

以n＝5为例，m＝1对应的系数值为

m＝2对应的系数值为

m＝3对应的系数值为

m＝4对应的系数值为

该系数值*V_max，将幅度值划分为5个区间，根据V_peak-V_bottom依次落入不同的幅度区间，则依次对应的码型为NRZ码、PAM4码、PAM8码和PAM16码，上述查找表如表4所示：

表4

当n大于5时，查找表的设置依次类推。

在上述实施例的基础上，提供另一种实时例，设置一个寄存器，用来记录连续获得相同匹配的码型的次数，并且，预先设置一个连续相同码型次数的阈值N。本实施例中，电信号检测前，寄存器的值设置为0。通过步骤S3，每一次遍历查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，该寄存器的值K加1，即K＝K+1；然后，将加1后的K值与预先设置的阈值N比较，若K＜N，再次进行步骤S3；若K＝N，检测过程结束，该匹配的码型为最终获取的码型。将每一次遍历查找表获取的码型与上一次获取的码型进行比较，只有相同的情况下，K才会加1，也就是说，只有连续相同的情况下，K才会不断的更新，否则K复位为0。采用寄存器进行多次连续比较的目的是为了保证最终获取的码型的准确性，其中阈值N可以根据实际情况进行设定。

另外，在步骤S3中，若遍历查找表后，如果没有找到匹配的码型，或者找到的匹配码型与上一次获取到的匹配码型不同，则寄存器的值K复位为0，再次进行步骤3。

基于上述实施例，提供一种获取到匹配的码型传输的实施例，本实施例中，获取到匹配的码型通过选择信号传输。选择信号可以支持单比特，也可以支持多比特，根据匹配的码型种类的数量来确定。若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法。若支持三种以及三种以上的调制方式，则码型的选择信号log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

如图2所示，提供一种匹配码型的超高速光模块，可以用于实现上述实施例中的方法。光模块包括光接收组件1、智能检测模块2、放大器3、自适应解码模块4、自适应编码模块5、驱动器6以及光发送组件7；其中光接收组件1和光发送组件7位于光接口侧，自适应解码模块4和自适应编码模块5位于电接口侧。

光接收组件1(ROSA)由光电探测器(如APD、PIN等)和高速跨阻放大器(TIA：Trans-Impedance Amplifier)芯片等组成，光接收组件1用于接收光信号并转换为电信号，并分成第一路电信号和第二路电信号，第二路电信号与放大器3连接，第一路电信号与智能检测模块2连接。

优选的，高速TIA芯片支持连续模式和突发模式，当用于点对点接收场景时，工作在了连续模式；当用于无源光纤网络(PON：Passive Optical Network)光线路终端(OLT：Optical Line Terminal)点对多点接收时工作在突发模式。

智能检测模块2，其内部设有上述查找表，查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型。智能检测模块用于接收光接收组件1传输的第一路电信号，并在每个时钟周期检测该路电信号电压的幅度，遍历查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型，输出对应的选择信号。

放大器3，主要采用线性放大器，用于接收光接收组件1分出的第二路电信号，并将电信放大至自适应解码模块幅度水平相匹配的差分数字电信号，然后送至自适应解码模块4。

自适应解码模块4，用于接收放大器3输出的数据，并根据智能检测模块2输出的选择信号，采用对应的码型进行解码，还用于将解码后的高速电信号转换为多路低速电信号，通过电接口输出。自适应解码模块4实现将超高速电信号转换成多路并行的低速电信号，解决超高速信号的传输质量和传输距离问题。

自适应编码模块5，用于接收智能检测模块2输出的选择信号，还用于接收多路低速信号并转换为高速电信号，通过接收的选择信号，采用对应的码型对高速电信号进行编码后输出。

驱动器6，主要是激光器驱动器，用于接收自适应编码模块5输出的高速电信号，输出激光器产生光信号的驱动信号给光发送组件7。优选的，驱动器。

优选的，驱动器支持连续模式和突发模式的输出，在点对点发送场景时，驱动器工作在连续模式；在PON ONU点对多点发送场景时，驱动器工作在突发模式。

光发送组件7，主要由激光器、探测器等组成，完成电信号转换成光信号的功能。主要用于根据驱动器输出的驱动信号产生光信号并向外发送。

上述智能检测模块2既可以通过一次检测获取匹配的码型，还可以通过连续多次检测比较来获取匹配的码型。优选的，智能检测模块2包括寄存器和循环控制器，寄存器用来记录匹配的码型连续相同的次数，如上述实施例中寄存器的值为K。循环检测控制器，用于控制寄存器复位为0，智能检测模块2初次启动时、或者遍历查找表后没有找到匹配的码型、或者找到的匹配码型与上一次匹配的码型不同，均需要寄存器复位为0。并且，在智能检测模块2每一次遍历查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，寄存器的K＝K+1，并将K与阈值N比较，若K＜N，智能检测模块2再次进行检测；若K＝N，智能检测模块2停止检测，该匹配的码型为最终获取的码型。

智能检测模块2输出选择信号的方式有多种，可以通过通讯接口以寄存器状态的方式输出选择信号。或者，智能检测模块2通过多根物理连接通道连接至自适应解码模块，每根物理通道以输出0、1电平的方式输出选择信号。

其中，若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法；若支持三种以及三种以上的调制方式，则码型的选择信号log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

上述实施例中，光接收组件1和光发送组件7既可以各自独立设置，又可以集成在一起。如图3所示，为光接收组件1和光发送组件7集成在一起的超高速光模块示意图；其中，光收发组件8就相当于光接收组件1和光发送组件7集成在一起组成的单纤双向组件，光收发组件8既可以把接收到的光信号转成电信号并发送，也可以把接收到的电信号转成光信号发送。

自适应解码模块4和自适应编码模块5既可以是分别为独立的电芯片，也可以集成于同一个电芯片。

优选的，上述驱动器6、放大器3、智能检测模块2、自适应解码模块4和自适应编码模块5还可以集成于同一个电芯片。

如图4所示，提供一种上述实施例中自适应解码模块4的实施例。自适应解码模块4包括时钟恢复单元41、第一数据输入选择单元42、第一数据输出选择单元44、第一接口适配单元45以及多个解码单元43，并且每个解码单元43用于实现一种码型进行解码。

第一数据输入选择单元42，用于接收智能检测模块2输出的选择信号，还用于接收放大器3输出的第二路电信号。根据该选择信号，选择与之码型对应的一个解码单元，将第二路电信号输入给选择的该解码单元。

第一数据输出选择单元44，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的解码单元电信号，并实现相应的解码单元电信号的输出。

时钟恢复单元41，用于从原数据信号中(即放大器3输出的电信号)完成时钟提取，并输出至各解码单元43，用于解码单元43对信号解码时提供相应的时钟信号。

第一接口适配单元45，其用于把接收来自数据输出选择单元44的高速串行数据电信号，并转化成低速并行数据电信号，并实现多路并行低速电信号的输出。

如图5所示，提供一种上述实施例中自适应编码模块5的实施例。自适应编码模块5包括第二接口适配单元51、第二数据输入选择单元52、第二数据输出选择单元54和多个编码单元53，每个编码单元53用于实现一种码型编码。

第二接口适配单元51，用于实现将多路并行的低速信号转换成高速串行信号。

第二数据输入选择单元52，用于接收智能检测模块2输出的选择信号，还用于接收第二接口适配单元51的高速电信号，根据选择信号选择与码型对应的编码单元53。

第二数据输出选择单元54，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的编码单元53编码后的电信号，并实现相应的编码单元53电信号的输出。

上述实施例中，支持的码型包括NRZ(PAM2)码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数，由于这些都属于幅度调制，因此可以基于信号的电压的幅度进行检测判断。另外，幅度与码型的匹配关系与前述实施例相同，此处不再赘述。

如图6和图7所示，通过一个更加具体的智能检测实施例详细描述本发明。图6中光模块A和光模块B均为本发明中的超高速光模块，本实施例中，光模块A为局端，光模块B为终端，支持NRZ码和PAM4码两种码型，模块A和模块B间传输距离为10km，点对点的通信系统。如图7所示，光模块B的智能检测工作流程如下：

A101、光模块B上电初始化，包括将寄存器初始化为0，以及设置的查找表写入光模块内的其他寄存器中。

A102、光模块B接收来自光模块A的光信号，并通过内部光接收组件将光信号转换为电信号，分成第一路电信号和第二路电信号，分别输出给内部的智能检测模块和放大器。

A103、光模块B内智能检测模块开始工作。其内部的循环检测控制器首先将记录连续多次匹配码型相同次数的寄存器K复位为0。

A104、智能检测模块检测接收到的第一路电信号电压的幅度，并遍历查找表。

A105、判断查找表中是否有匹配的码型，若是，进入A106；若否，转回A103。

A106、判断本次获取的码型与上一次获取的码型是否相同，若是，进入A107；若否，转回A103。

A107、寄存器K＝K+1。

A108、判断K是否等于阈值N，若是，进入A109；若否，转回A104。

A109、智能检测模块输出获取的码型对应的控制信号，并上报码型选择结果给光模块A。流程结束。

如图3所示，本实施例中，应用场景为传输距离为10km的高速数通领域，超高速光模块中器件带宽为20Ghz。

接收方向数据流向：光收发组件8接收来自光接口的光信号并转化成电信号数据0，数据0一分为二，分别为第一路电信号和第二路电信号，第二路电信号通过放大器3放大输出数据1，第一路电信号输入到智能检测模块2进行处理。数据1输入到自适应解码模块4，自适应解码模块4根据智能检测输出的选择信号进行相应的操作，将数据1进行解码及端口适配，以低速N*25G的NRZ码型输出至电接口，完成接收方向数据的处理。

发送方向数据流向：接收来自电接口N*25G的NRZ码型，根据智能检测模块2输出的选择信号判断编码方式并进行编码，编码后输出数据2至驱动器6，驱动器6输出驱动信号至光收发组件8，由光收发组件8中的发送端激光器完成电光转换输出至光接口，完成发送方向数据的处理。

由于以上场景是点对点10km的系统，通过以上流程检测到该信号幅度与PAM4匹配，自动编码模块会将电接口输入的多路NRZ码型进行PAM4编码。假设电接口为4路25G NRZ码型，那么通过编码后的数据2为50GB/s的PAM4，具有100G的带宽能力。同样，自动解码模块收到50GB/s的PAM4完成相应的解码，并进行4*25G的低速接口适配，具有100G带宽能力，完成信号的传输。

基于上述实施例，提供另一种场景下的超高速光模块应用实施例。本实施例应用场景为：传输距离为10km、分光比为1:32的高速PON领域，超高速光模块中光器件带宽为20Ghz。其数据流向及智能检测流程与上一个实施例相同，此处不再赘述。

本实施例的情况是点对多点的PON系统，智能检测模块检测到的信号幅度与NRZ匹配，智能检测模块会输出NRZ码型的选择信号至自动编码模块和自动解码模块。自动编码模块根据智能检测模块输出码型选择信号选择4路中的前2路25G NRZ信号进行50Gb/s NRZ的编码输出数据2，数据2为50Gb/s的NRZ码型，发送端具有50G的带宽能力。同样，自动解码模块接收到50Gb/s的NRZ码并完成相应的解码，选择4路中前2路25G NRZ接口完成低速接口适配，具有50G带宽能力，完成信号的传输。

相同的超高速光模块，通过以上两个实施例中不同的场景，根据链路的情况通过智能检测后，选择出适合线路传输的码型，在尽量提高带宽能力的情况下满足系统的传输要求。

本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (11)

1.一种匹配码型的调制解调方法，其特征在于，包括步骤：

设置一个查找表，所述查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型；

将接收的光信号转换为电信号，并分为第一路电信号和第二路电信号，在每个时钟周期内检测第一路电信号的电压的幅度，遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型；并将第二路电信号进行放大；

采用获取到的码型对放大后的第二路电信号进行解码，再转换为多路并行的低速电信号输出；以及，将接收的多路低速电信号，通过获取到的码型进行编码，再转换为光信号输出；

所述码型包括NRZ码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数；

所述第一路电信号电压的幅度为：峰值幅度V_peak－谷值幅度V_bottom，所述幅度与码型的匹配关系包括：

对于n种码型，且n大于或等于2，存在n-1个系数值，系数值为

其中m为大于0的正整数，且m＝1、2、......、n-1；预先设定一个最大信号幅度V_max，所述系数值*V_max后将0至V_max划分为n个幅度区间，并按从小到大排序，每个幅度区间左开右闭，幅度区间依次对应码型PAM(2)码即NRZ码、PAM(4)码、PAM(8)码、PAM(16)码、PAM(32)码……。

2.如权利要求1所述的匹配码型的调制解调方法，其特征在于，所述遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型的过程包括：

设置一个寄存器，每一次遍历所述查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，该寄存器的值加1，并与预先设置的阈值相比较，若加1后等于所述阈值，则该匹配的码型为最终获取的码型；若加1后小于所述阈值，则进行下一次检测。

3.如权利要求1或2所述的匹配码型的调制解调方法，其特征在于：所述获取到的匹配的码型通过选择信号传输，

若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法；

若支持三种及以上调制方式，则码型的选择信号至少采用log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

4.一种匹配码型的超高速光模块，其特征在于，包括：

光接收组件，用于接收光信号并转换为电信号，再分为第一路电信号和第二路电信号；

智能检测模块，其内部设有一个查找表，所述查找表包含多个幅度区间，以及每个幅度区间匹配的码型；智能检测模块用于接收第一路电信号，并在每个时钟周期检测第一路电信号的电压的幅度，遍历所述查找表，获取该幅度所在幅度区间匹配的码型，输出对应的选择信号；

放大器，用于接收光接收组件分出的第二路电信号，并将电信号放大至自适应解码模块幅度水平相匹配的差分数字电信号；

自适应解码模块，用于接收放大器输出的数据，并根据智能检测模块输出的选择信号对应的码型进行解码，还用于将解码后的高速电信号转换为多路低速电信号输出；

自适应编码模块，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收多路并行低速信号并转换为高速电信号，根据接收的选择信号对应的码型对高速电信号进行编码后输出；

驱动器，用于接收自适应编码模块输出的高速电信号，输出驱动信号；

光发送组件，用于根据驱动器输出的驱动信号转换成光信号并向外发送；

所述码型包括NRZ码和PAM(2^Q)码，其中Q为大于1的正整数；

所述第一路电信号电压的幅度为：峰值幅度V_peak－谷值幅度V_bottom，所述幅度与码型的匹配关系包括：

对于n种码型，且n大于或等于2，存在n-1个系数值，系数值为

其中m为大于0的正整数，且m＝1、2、......、n-1；预先设定一个最大信号幅度V_max，所述系数值*V_max后将0至V_max划分为n个幅度区间，并按从小到大排序，每个幅度区间左开右闭，幅度区间依次对应码型PAM(2)码即NRZ码、PAM(4)码、PAM(8)码、PAM(16)码、PAM(32)码……。

5.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于，所述自适应解码模块包括：

多个解码单元，每个解码单元用于实现一种码型解码；

第一数据输入选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收放大器输出的第二路电信号，第二路信号输入所述选择信号对应码型的解码单元；

第一数据输出选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的解码单元电信号，并实现相应的解码单元电信号的输出；

时钟恢复单元，用于从原数据信号中完成时钟提取，并输出至各解码单元，为解码单元对信号解码时提供相应的时钟信号；

第一接口适配单元，其用于把接收到的高速串行数据电信号转化成低速并行数据电信号，并实现多路并行低速电信号的输出。

6.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于，所述自适应编码模块包括：

多个编码单元，每个编码单元用于采用一种码型编码；

第二接口适配单元，用于实现将多路并行的低速信号转换成高速串行信号；

第二数据输入选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，还用于接收第二接口适配单元的高速电信号，根据选择信号选择对应码型的编码单元；

第二数据输出选择单元，用于接收智能检测模块输出的选择信号，根据选择信号选择相应的编码单元电信号，并实现相应的编码单元电信号的输出。

7.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于，所述智能检测模块包括：

寄存器，用于记录匹配的码型连续相同的次数；

循环检测控制器，用于控制所述寄存器复位为0，还用于每一次遍历查找表，找到与上一次相同的匹配的码型时，控制寄存器的值加1，并将寄存器的值与预先设置的阈值相比较，若加1后等于所述阈值，则该匹配的码型为最终获取的码型；若加1后小于所述阈值，则进行下一次检测。

8.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于：所述驱动器支持连续模式和突发模式的输出，在点对点发送场景时，驱动器工作在连续模式；在PON ONU点对多点发送场景时，驱动器工作在突发模式。

9.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于：

所述光发送组件和光接收组件独立设置，或者集成在一起；

所述自适应编码模块和自适应解码模块分别为独立的电芯片，或者集成于同一个电芯片；

或者，所述驱动器、放大器、智能检测模块、自适应编码模块和自适应解码模块集成于同一个电芯片。

10.如权利要求4所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于，

所述智能检测模块通过通讯接口以寄存器状态的方式输出选择信号；

或者，所述智能检测模块通过多根物理连接通道连接至自适应解码模块，每根物理通道以输出0、1电平的方式输出选择信号。

11.如权利要求10所述的匹配码型的超高速光模块，其特征在于：当智能检测模块通过物理连接通道连接所述自适应解码模块时，

若支持两种编解码方法，则码型的选择信号采用单比特0、1码表示，或在多比特码中选取两种组合分别表示一种编解码方法；

若支持三种及以上调制方式，则码型的选择信号至少采用log₂N向上取整个比特位表示，N为支持调制的种类。

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