CN113094318A - 一种适用于usb协议的有源光传输的电路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于usb协议的有源光传输的电路结构，包括SSTX转发电路和SSRX驱动电路；STX转发电路，用于上游的电信号调制到VCSEL上，以光信号形式传输给下游的SSRX驱动电路；SSRX驱动电路，用于将上游光路传来的信号转换为电信号，驱动设备或者USB Host；SSRX驱动电路根据通信状况判断LTSSM的执行状态，从而在驱动设备插拔检测和高速信号传输之间切换。
Description
技术领域
本发明涉及计算通信技术领域，特别涉及一种适用于usb协议的有源光传输的电路结构。
背景技术
随着处理器技术的不断发展，处理器主频不断提升，外设的通信速度也相应不断提升。高速串行通信取代原有并行接口通信成为了外设数据通信的主流。在这样的趋势下，USB协议以其高传输速度，可扩展性，灵活性等优势得到了广泛的应用。USB的发展经历了USB1，USB2，USB3到目前最新的USB4协议。通信速度经历usb 1.0 时代的1.5Mbps，12Mhz，ubs2.0的480MHz，到了USB3.0时代，其速度达到了5Gbps，usb3.1 gen2，usb3.2 gen2的通信速度到达了 10Gbps，usb3.2 gen2x2使用两个通道达到了20Gbps的通信速度，最新的usb4支持的通信速度为20Gbpsx2。由于寄生效应，趋肤效应，介质损耗等因素的影响，常用的铜线传输已很难保证大于10Gbps的高速信号的高效传输。尤其在企业级或者工业级应用中需要使用长距离usb通信的场景中，铜线已无法满足应用需求。另外对于医疗和军工等特殊应用，铜线传输易产生电磁辐射和收到外界电磁波的干扰，因而不满足应用需求。
光纤作为介质的高速信号传输在广域网通信和数据中心通信领域有着广泛的应用，10G甚至25G的光纤通信技已有较成熟的解决方案。
关于usb协议的光纤传输已出现了一些解决方案：
1、实现类似usb hub的功能，具有设备描述符，端口描述符，配置描述符等信息。将上游收的usb通信接收，进行串并转换，在协议层把并行信号在进行并串转换，最后再调制到光信号上发出。该方案的实现需要使用得到usb协会认证的usbphy芯片或者usb phy的ip来实现usb信号的接收和转发。该方案实现成本较高，功耗较大，且产生的通信延时较长。
2、直接使用光纤通信中的通信芯片对usb信号进行转发，并将 sstx端端接50欧电阻到地。该方案实现lfps信号传输时需要屏蔽光纤通信芯片中的无输入信号时禁噪的功能，这样当环境噪声较大时在 usb通信空闲状态可能会产生噪声输出，影响设备兼容性。并且由于该方案固定端接50欧电阻，在下游设备拔出再插入后可能出现设备无法识别的情况。
因此，为了解决现有技术中出现的上述问题，需要完整实现高速信号的光纤传输，LFPS信号的传输，设备插拔检测，设备拔出时的端接控制等功能，并且保证方案的高性能，低成本，抗干扰，高可靠性，高兼容性实现usb信号光传输的适用于usb协议的有源光传输的电路结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于usb协议的有源光传输的电路结构，所述电路结构包括SSTX转发电路和SSRX驱动电路；
SSTX转发电路，用于上游的电信号调制到VCSEL上，以光信号形式传输给下游的SSRX驱动电路；
SSRX驱动电路，用于将上游光路传来的信号转换为电信号，驱动设备或者USBHost；SSRX驱动电路根据通信状况判断LTSSM的执行状态，从而在驱动设备插拔检测和高速信号传输之间切换。
优选地，SSRX驱动电路，包括高速光电转换电路，Rx-detect电路，LFPS信号检测电路，第一控制状态机和输出选择电路。
优选地，SSTX转发电路，包括高速电光转换电路，LFPS信号模拟检测电路，LFPS信号数字解析电路，第二控制状态机和端接电阻控制器。
优选地，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的跨阻放大器，负责将光电探测器检测到的电流信号进行放大并且转换为电压信号。
优选地，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的输出驱动电路，将信号以一定的驱动强度输出并提供50欧姆的端接电阻进行阻抗匹配。
优选地，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的调制信号检测电路，负责检测是否有调制信号输入，无调制光信号输入时，关闭输出的调制信号，从而达到禁噪的目的。
优选地，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的光功率检测电路，负责检测对端的SSTX转发电路是否发光，以此反应对端设备是否拔出；
当检测到对端无光，说明对端设备已经拔出，此时通过第二控制状态机断开本地SSTX的端接电阻，从而告知本地设备对端设备已拔出。
优选地，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的输入电路，给输入电路获取输入型号，形成自偏置，对信号进行初步放大。
优选地，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的调制信号检测电路，负责检测是否有调制信号输入，在usb无信号输出时可关闭激光的调制输出，从而达到禁噪的目的；
同时第二控制状态机不断读取该调制信号检测电路的状态，当检测到长时间无信号输入时，SSRX驱动电路重新开启设备插拔检测，检测设备是否拔出。
优选地，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的均衡电路，对输入信号进行可编程的高频补偿，对线路或者接口产生的高频衰减进行补偿。
优选地，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的高速放大电路，由多级高带宽放大器组成，可在保证高带宽的前提下给信号提供一定的增益，为接收级更好的接收提供幅度更大的信号。
优选地，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的激光器驱动电路将交流信号转变为变化的电流输出给vcsel激光器，同时也为激光器提供一定直流的偏置电流保证激光器正常工作。
优选地，Rx-detect电路中的脉冲产生电路在某一时刻产生数字脉冲信号，当设备拔出时电阻2断开，此时在检测点检测到的脉冲信号延时较小；当设备插入时由于设备具有50欧姆端接电阻，检测点检测的脉冲信号延时较大，延迟检测器器延迟时间主要由电阻1和电容1时间常数决定。
优选地，LFPS信号模拟检测电路包括差分信号放大器和滤波器，差分放大器将LFPS信号有模拟差分信号放大符合数字电路处理的电平；滤波器为低通滤波，负责滤除信号中的高频部分，一次滤除高速信号；
LFPS信号数字解析电路负责检测LFPS信号的包络持续时间，一次解析LFPS信号。
本发明把usb协议的高速差分信号的电传输转变为光信号的传输，在对高达20Gbps信号进行无误码传输的同时保障了usb协议中rx-detect和LFPS信号传输的功能，能正常实现usb设备的插拔检测，设备枚举，保证了usb的LTSSM的在该结构中的正常运行。
本发明以较低的功耗开销实现了usb信号的全双工传输，具备一定的输入均衡及输出预加重能力，对使用的光器件及输入输出的信号传输质量有较强的适应性。
本发明可传输20Gbps的高速信号，同时兼顾低速的LFPS信号的传输。本发明区别于简单的端接50欧电阻实现设备检测的方案，根据实际通信状态，自发检测设备插拔状态，真实反映设备插拔情况。使用本发明中电路实现的usb光纤有源线缆成本低,可靠性强，高速信号传输信号质量好，抗干扰,可突破usb对线长2m的限制，可实现百米的usb的传输，在企业，工业，医疗及军事领域有较好的应用前景。
本发明将光纤通信中的高速通信技术移植到usb的信号传输中，同时为了满足usb协议的适配，增加了LFPS检测和rx-detect检测的功能，实现了一种适用于usb协议的有源光传输方案的电路结构，该结构由于将电信号调制为光信号进行传输，可以传输上百米后仍然保持较好的信号质量。同时由于使用了光纤作为传输介质，无电磁干扰也不受到外界电磁波的干扰，很好的符合医疗和军工领域的应用需求。同时本发明中的电路结构的实现方案使用的vcsel激光器，光电探测器及多模光纤成本低廉，实现简单。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
附图说明
参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：
图1是本发明提出电路的总体结构。
图2是本发明SSRX驱动电路具体结构。
图3是本发明SSTX转发电路具体结构。
图4是本发明SSTX中高速电路具体结构。
图5是本发明SSRX中高速电路的具体结构。
图6是本发明RX-Detect电路的结构图。
图7是本发明LFPS检测电路的结构图。
图8是现有技术中使用协议层转换的USB光路传输结构图。
图9是本发明在物理层直接转换的USB光路传输结构图。
图10是本发明控制状态机的状态跳转示意图。
图11是一个实施例中使用本发明电路结构实现的有源光缆的结构图
图12是另一个实施例中使用本发明电路结构实现的有源光缆的结构图。
图13是再一个实施例中使用本发明电路结构实现的有源光缆的结构图。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
本发明提出了一种解决上述问题，最高支持20Gbps的信号高质量光纤传输，支持LFPS信号传输，具有无信号禁噪功能，支持设备插拔检测及端接控制，兼容usb3.0，usb3.1，usb3.2和usb4.0协议及后续usb协议的相关协议的有源光传输方案的电路结构。
本发明一种适用于usb协议的有源光传输方案的电路结构，USB Host端和USB设备端的电路结构相同(线缆无需区分方向)。电路结构由SSTX转发电路和SSRX驱动电路组成。
SSRX驱动电路主要承担rx-detect功能即设备插拔检测，将上游光路传来的信号转换为电信号，驱动设备或者USB Host这两项功能。 SSRX根据通信状况推测LTSSM的执行状态，决定rx-detect功能和高速信号传输两项功能的切换。SSRX检测到设备拔出时通过关闭本地SSTX转发电路的光信号告知设备拔出。
SSTX转发电路负责转发上游电路传来的信号，信号包括最高到达10Gbps的高速差分信号，和最低速率为10Mbps的LFPS信号。 SSTX转发电路将上游的电信号调制到VCSEL上，以光信号形式传输给下游的SSRX驱动电路。SSTX通过无光检测报警信号检测下游 SSRX设备是否拔出，若拔出需要断开端接的50欧姆电阻，以此通知上游设备或者USB Host下游设备拔出。
USB Host端和USB设备端的电路结构完全相同。用该芯片实现的有源线缆无需区分方向。
本发明的电路结构由SSTX转发电路和SSRX驱动电路组成，前者将usb的电信号转换为光信号，后者将接收的光信号转换为电信号驱动usb端口。
本发明的电路结构，SSRX驱动电路包括高速光电转换电路， rx-detect电路，控制状态机1和输出选择电路。
本发明的电路结构，SSTX转发电路包括高速电光转换电路电路， LFPS信号模拟检测电路，LFPS信号数字解析电路，控制状态机2 和端接电阻控制器。
本发明的电路结构，SSRX驱动电路中实现了rx-detect电路，主动检测设备的插拔状态。
本发明的电路结构，SSRX驱动电路中实现了高速光电转换电路，将光信号转换成符合usb驱动协议的电信号驱动usb端口。并且高速光路传输电路可同时传输LFPS信号和高达20Gbps的高速信号。
本发明的电路结构，SSRX驱动电路根据信号通信状态由控制状态机1选择rx-detect或者是高速光电转换电路来驱动usb端口。
本发明的电路结构，SSTX转发电路可将上游usb端口的电信号转换为光信号，并且高速电光转换电路可同时传输LFPS信号和高达 20Gbps的高速信号。
本发明的电路结构，SSTX转发电路对LFPS信号进行模拟放大，并通过数字电路解析具体的LFPS指令，从而判断LTSSM的执行状态。
本发明的电路结构，SSRX驱动电路在检测到设备拔出后通过关闭发生光指令关闭本地SSTX转发的光信号，从而通知上游SSTX断开端接电阻，以此通知上游设备，下游设备拔出。
本发明的电路结构，由源端提供或则外部输入电源提供。本发明的电路结构，电路架构转发usb的全双工通信，而不做为usb设备节点，不需要设备描述符，端口描述符，配置描述符等内容，不会对 usb级联级数有消耗(usb协议限制了最多设备级联层数)。
本发明提出的电路架构由SSTX转发电路和SSRX驱动电路两部分组成。实际实现的有源线缆中上游设备处和下游设备处采用对称的结构。线缆的两端都含有SSTX转发电路和SSRX驱动电路。
SSTX转发电路与设备usb接口的SSTX+和SSTX-相连，如图1， SSTX转发电路负责转发上游电路传来的信号，信号包括最高到达 10Gbps的高速差分信号，和最低速率为10Mbps的LFPS信号。SSTX 转发电路将上游的电信号调制到VCSEL上，以光信号形式传输给下游的SSRX驱动电路。SSTX通过无光检测报警信号检测下游SSRX 设备是否拔出，若拔出需要断开端接的50欧姆电阻，以此通知上游设备或者USB Host下游设备拔出。
SSRX驱动电路与设备usb接口的SSRX+和SSRX-相连，如图 1，SSRX驱动电路主要承担rx-detect功能即设备插拔检测，将上游光路传来的信号转换为电信号，驱动设备或者USB Host这两项功能。SSRX根据通信状况推测LTSSM的执行状态，决定rx-detect功能和高速信号传输两项功能的切换。SSRX检测到设备拔出时通过关闭本地SSTX转发电路的光信号告知设备拔出。
本发明电光转换，光电转换在支持LFPS信号传输的同时保留了高速电路的无信号禁噪功能，所谓无信号禁噪就是当高速差分信号无信号输入时在SSTX转发电路中关闭光的调制信号输出，当SSRX收到信号中无高速信号时在SSRX+，SSRX-端口仅输出直流电平。本发明中使用单独的LFPS检测电路，当检测到LFPS信号时及时进行传输。而在USB无信号输入时使用图4和图5中的调制信号检测电路进行禁噪操作。
本发明实现了独立的rx-detect电路，图13中每个端点都可独立自行检验设备的插拔状态。在下游检测到设备插入的情况下，打开本地光输出，上游端点的电路通过平均光功率检测电路可得知设备已插入，此时将设备插入状态反应到SSTX的端接电阻上，即连接50欧端接电阻，告知上游设备，下游设备插入。对应的当下游端点检测到设备拔出，SSRX驱动电路将通过关闭光发射信号，关闭下游端点的 SSTX的光输出，上游设备通过平均光功率检测得知设备拔出，此时控制50欧端接电阻断开，一次告知上游设备，下游设备拔出。
本发明中实现了控制状态机1，控制状态机2。图1中控制状态机1控制SSRX驱动电路功能在高速信号传输和rx-detect功能间切换 (控制状态机的跳转将在下文中详细阐述)，在设备长期无信号响应或者检测到LFPS的warm reset信号时启动rx-detect功能检测设备是否拔出，在已检测到设备在位后切换为高速信号传输。图1中控制状态机2根据LFPS的warm reset信号或者无光检测报警控制端接电阻来向设备反应对端设备的插拔状态。
本发明中的高速电光转换电路，使用交流耦合输入，具有一定的信道均衡能力和信号放大能力，对不同的设备有较强的兼容性。其输出驱动vcsel激光器，将电信号调制为光信号在多模光纤中传输。
本发明中的高速光电转换电路，将接收的光信号使用光电探测器转变为电流，再经过高带宽跨阻放大器和输出电路驱动SSRX，该电路支持高达20Gbps的信号传输，具有较高的灵敏度，可对传输百米以上的高速信号进行高质量还原。
如图2所示，SSRX驱动电路包括高速光电转换电路，Rx-detect 电路，LFPS信号检测电路，控制状态机1和输出选择电路。
如图3所示，SSTX转发电路包括高速电光转换电路，LFPS信号模拟检测电路，LFPS信号数字解析电路，控制状态机2和端接电阻控制器。
SSTX中的高速电光转换电路具有将USB接头上的SSTX+， SSTX-信号接收并调制到光信号进行传输的功能。如图4，该电路包括输入电路，均衡电路，高速放大器，激光器驱动电路和调制信号检测电路。这些电路作为高速电路以芯片的形式进行实现，图4中的 vcsel激光器最终实现把激光器驱动电路输出的电流转换为光信号输出，该单元在pcb板级进行集成。
图4中SSTX高速电光转换电路中的输入电路给输入电路获取输入型号，形成自偏置，对信号进行初步放大。
图4中SSTX高速电光转换电路中的调制信号检测电路负责检测是否有调制信号输入，在usb无信号输出时可关闭激光的调制输出，从而达到禁噪的目的。同时图3中控制状态机2会不断读取该调制信号检测电路的状态，当检测到长时间无信号输入时需要重新SSRX驱动电路打开rx-detect功能检测设备是否拔出。
图4中SSTX高速电光转换电路中的均衡电路对输入信号进行可编程的高频补偿，可对线路或者接口产生的高频衰减进行补偿，尤其在传输20Gbps信号时，对信号质量有较大的提升保证了该电路在连接不同厂商设备时的适配性。
图4中SSTX高速电光转换电路中的高速放大电路，由多级高带宽放大器组成，可在保证高带宽的前提下给信号提供一定的增益，为接收级更好的接收提供幅度更大的信号。
图4中SSTX高速电光转换电路中的激光器驱动电路将交流信号转变为变化的电流输出给vcsel激光器，同时也为激光器提供一定直流的偏置电流保证激光器正常工作。
图5中SSRX高速光电转换电路中的跨阻放大器负责将光电探测器检测到的电流信号进行放大并且转换为电压信号，以便后续电路进行后一步处理。
图5中SSRX高速光电转换电路中高速放大器将跨阻放大器输出信号进行进一步放大，由于长距传输后光信号幅度较小，跨阻放大器输出的信号幅度较小，需要进行进一步放大才能在信号输出时满足 usb协议规定的信号幅值。
图5中SSRX高速光电转换电路中的输出驱动电路，将信号以一定的驱动强度输出并提供50欧姆的端接电阻进行阻抗匹配。
图5中SSRX高速光电转换电路中调制信号检测电路负责检测是否有调制信号输入，无调制光信号输入时，关闭输出的调制信号，从而达到禁噪的目的。
图5中SSRX高速光电转换电路中光功率检测电路负责检测对端的SSTX转发电路是否发光，以此反应对端设备是否拔出。当检测到对端无光，说明对端设备已经拔出，此时通过控制状态机2断开本地 SSTX的端接电阻，从而告知本地设备对端设备已拔出。
图6是rx-detect电路的主要结构，其中脉冲产生电路在某一时刻产生数字脉冲信号，当设备拔出时图6中电阻2断开，此时在检测点检测到的脉冲信号延时较小。而当设备插入时由于设备具有50欧姆端接电阻，图6中电阻2处于连接状态，此时从检测点检测的脉冲信号延时较大，延迟检测器延迟时间主要由电阻1和电容1时间常数决定。电容1为协议规定的去耦电容为100nF左右，电阻2位电路内部电阻，设置为10千欧。故设置判断阈值为200us，当检测点检测到的延时小于200us表明设备拔出，反之表明设备插入。
图7为本发明中使用的LFPS检测电路，主要包括LFPS信号模拟检测电路和LFPS信号数字解析电路。LFPS信号模拟检测电路由差分信号放大器和滤波器组成。差分放大器将LFPS信号有模拟差分信号放大符合数字电路处理的电平。滤波器为低通滤波，主要负责滤除信号中的高频部分，一次滤除高速信号。LFPS信号数字解析电路负责检测LFPS信号的包络持续时间，一次解析LFPS信号的具体含义。
现有技术中使用协议层进行转换的结构，如图8所示，该结构需要从协议层获取高速数据，LFPS信号，系统所处的状态(LTSSM)，插拔状态等信息。因而电路架构需要额外的usb hub的第三方芯片来获取这些信息，然后再以这些信息为基础进行光电，电光转换通信。
本发明提出的电路架构，在物理层直接进行光电转换。本发明不同于现有技术的结构，而是直接从usb物理接口上获取高速信号及 LFPS信号进行电光,光电转换，并且本发明电路架构能够通过发射端高速信号los检测(是否有高速信号)，接收端高速信号los检测(是否有高速信号)，LFPS信号检测，及本结构中集成的插拔检测电路(rx-det) 推断usb链路所处的状态(LTSSM)，如图9所示。
本发明区别于从协议层获取usb通信状态信息(LTSSM，LFPS及插拔状态)，集成了控制状态机，控制状态机通过发射端高速信号los 检测(是否有高速信号)，接收端高速信号los检测(是否有高速信号)， LFPS信号检测，及本本发明结构中集成的插拔检测电路(rx-det)来进行状态跳转，从而推断usb链路所处状态。
本发明的电路结构能够根据控制状态机的工作状态进行高速信号传输,低功耗传输或者插拔检测，当检测到设备拔出后本发明中检测到设备拔出端通过关闭本地激光器发光的方式通知对端端接控制电路断开端接电阻，从而告知对端系统设备已拔出。通过解析usb通信来获取usb链路状态信息，保证了本发明电路结构在有源光缆设计实现中的可行性。
并且，由于无需获取协议层的信息，本发明电路结构无需对设备内部实现提供要求(开放协议层信息)，因而保证了其对是各大厂商的 usb产品的适配性。
如图10所示控制状态机的状态跳转示意图，设备在拔出状态时周期性(周期可编程)进行rx-detect检测，当rx-detect检测成功即设备插入后进入高速工作状态。
在高速状态中本发明电路结构可高质量传输lfps信号及高速信号，从而可转发usb设备枚举及高速信号。
在高速工作状态，若设备接收到上游设备发来的高速信号或lfps 信号却长期无回应，或者设备端长时间无高速信号发出(超时阈值可编程)，此时控制状态机进入低功耗状态。
进入该状态的可能情况为usb链路进入U1，U2或者U3状态，因此在低功耗状态下本发明电路进入低功耗工作，关闭部分高速信号增益级及高频补偿电路，仅留可传输lfps信号的电路。
若在低功耗模式下设备端还是长时间无高速信号或者LFPS信号传输则怀疑设备可能拔出，故控制状态机进入rx-detect状态，若检测设备未拔出则回到低功耗模式，反之进入设备拔出状态。在设备拔出状态继续周期性执行rx-detect直到下一次设备插入。
在一个特定的实施实例中，如图11所示使用本发明中的电路结构做成有源光缆，两端使用的电路结构完全相同，故线缆无需区分方向。本发明中的电路结构可实现高达20Gbps的信号在长达100米的光纤中无误码传输。连接上游设备和下游设备后usb能完成正常的设备枚举，通过协议分析仪检测usb的LTSSM状态正常运行，该实现可在上下游设备间高速传输数据。
本发明提出的电路结构采用高度集成化的方案，在另一个特定的实施实例中，如图12所示使用本发明中的电路结构做成有源光缆，连接上游设备和下游设备，以芯片1为例，集成了高速光电电光转换， lfps检测电路，rx-det电路，端接控制电路及单次可编程电路单元 (OTP)。本发明无需使用额外的微处理器(MCU)来对光电，电光转换的高速电路进行配置，而是使用了片上OTP，在出厂测试进行光眼图，电眼图等性能测试后，固化配置参数到OTP中。另外rx-det及lfps 等电路的集成保证了usb的插入检测及成功设备枚举。端接电阻控制单元的集成保证了对端设备拔除时自动的断开端接电阻，从而在对端设备拔除而有源线缆未拔出时不会引起usb系统异常。
本发明提出的电路结构采用高度集成化的方案，在再一个特定的实施实例中，如图13所示使用本发明中的电路结构做成有源光缆，连接上游设备和下游设备，以芯片3为例，使用硅光技术对激光器及光电探测器也进行了片上集成，进一步提高了芯片的集成度，高集成度的设计大大减少了usb有源线缆的设计设计复杂度，能够用于制造小巧美观的usb有源线缆。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。
Claims (10)
1.一种适用usb协议的有源光传输的电路结构，其特征在于，所述电路结构包括SSTX转发电路和SSRX驱动电路；
SSTX转发电路，用于上游的电信号调制到VCSEL上，以光信号形式传输给下游的SSRX驱动电路；
SSRX驱动电路，用于将上游光路传来的信号转换为电信号，驱动设备或者USB Host；SSRX驱动电路根据通信状况判断LTSSM的执行状态，从而在驱动设备插拔检测和高速信号传输之间切换，
其中，SSRX驱动电路，包括高速光电转换电路，Rx-detect电路，LFPS信号检测电路，第一控制状态机和输出选择电路；所述LFPS信号模拟检测电路包括差分信号放大器和滤波器，差分放大器将LFPS信号有模拟差分信号放大符合数字电路处理的电平；滤波器为低通滤波，负责滤除信号中的高频部分，一次滤除高速信号；
SSTX转发电路，包括高速电光转换电路，LFPS信号模拟检测电路，LFPS信号数字解析电路，第二控制状态机和端接电阻控制器；
LFPS信号数字解析电路负责检测LFPS信号的包络持续时间，一次解析LFPS信号。
2.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的跨阻放大器，负责将光电探测器检测到的电流信号进行放大并且转换为电压信号。
3.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的输出驱动电路，将信号以一定的驱动强度输出并提供50欧姆的端接电阻进行阻抗匹配。
4.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的调制信号检测电路，负责检测是否有调制信号输入，无调制光信号输入时，关闭输出的调制信号，从而达到禁噪的目的。
5.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSRX驱动电路的高速光电转换电路中的光功率检测电路，负责检测对端的SSTX转发电路是否发光，以此反应对端设备是否拔出；
当检测到对端无光，说明对端设备已经拔出，此时通过第二控制状态机断开本地SSTX的端接电阻，从而告知本地设备对端设备已拔出。
6.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的输入电路，给输入电路获取输入型号，形成自偏置，对信号进行初步放大。
7.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的调制信号检测电路，负责检测是否有调制信号输入，在usb无信号输出时可关闭激光的调制输出，从而达到禁噪的目的；
同时第二控制状态机不断读取该调制信号检测电路的状态，当检测到长时间无信号输入时，SSRX驱动电路重新开启设备插拔检测，检测设备是否拔出。
8.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的均衡电路，对输入信号进行可编程的高频补偿，对线路或者接口产生的高频衰减进行补偿。
9.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的高速放大电路，由多级高带宽放大器组成，可在保证高带宽的前提下给信号提供一定的增益，为接收级更好的接收提供幅度更大的信号。
10.根据权利要求1所述的电路结构，其特征在于，SSTX转发电路的高速电光转换电路中的激光器驱动电路将交流信号转变为变化的电流输出给vcsel激光器，同时也为激光器提供一定直流的偏置电流保证激光器正常工作。
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