CN113765592B - 带外信号检测 - Google Patents

Abstract

公开了一种带外(OOB)信号检测器。OOB信号检测器可以包括：第一节点，其被配置成接收电信号的交流(AC)部分和直流(DC)部分，其中，AC部分包括由电信号承载的调制带外数据；电流至电压处理电路，其被配置成通过创建表示调制带外数据的电压差分信号来根据电信号的DC部分提取电信号的AC部分；限幅放大器电路，其被配置成接收所提取的电压差分信号以生成包括调制带外数据的放大信号；以及模拟至数字转换器电路，其被配置成对放大信号进行采样，并且生成表示调制带外数据的数字样本。

Description

带外信号检测

技术领域

本公开内容涉及带外信号检测。

背景技术

带外(out-of-band，OOB)信号可以是通信系统的一部分。OOB信号可以被用于发送与数据信号的强度、质量或其他状态和/或承载数据信号的数据信道有关的数据。数据可以被用于监测数据信号和/或数据信道。监测数据信号和/或数据信道可以使得能够对数据信号和/或数据信道进行调整以减少功率使用量、增加信噪比，以及可以使得能够出于其他原因进行调整。

本文要求保护的主题不限于解决任何缺点或者仅在诸如以上描述的那些环境的环境中操作的实施方式。确切地说，仅提供该背景技术以说明可以实践本文中所描述的一些实施方式的一个示例技术领域。

发明内容

公开了一种检测带外信号的方法。该方法可以包括接收包括交流(AC)部分和直流(DC)部分的电信号。AC部分可以包括由电信号承载的调制带外数据。该方法还可以包括提取电信号的AC部分并且对电信号的所提取的AC部分施加增益以生成放大信号。放大信号的幅度可以被限制于特定范围，并且可以基于电信号的AC部分而不是基于电信号的DC部分来变化。该方法还可以包括对放大信号进行采样以生成表示调制带外数据的数字样本。

公开了一种包括带外信号检测器的光接收器。光接收器可以包括具有阳极和阴极的光电二极管。光电二极管可以被配置成从光缆接收光学带内信号和光学带外信号，并且基于光学带外信号来生成电信号。光接收器还可以包括具有多个电流镜电路的电流至电压处理电路。电流至电压处理电路可以电耦合至阴极并且被配置成从电信号提取调制带外数据信号。光接收器还可以包括电耦合至多个电流镜电路并且被配置成接收所提取的调制带外数据信号的限幅放大器电路。限幅放大器电路可以对所提取的调制带外数据信号施加增益以生成放大信号。另外，光接收器可以包括电耦合至限幅放大器电路的解调电路。解调电路可以被配置成对包括在放大信号中的带外数据信号进行解调。

还公开了一种带外信号检测器。带外信号检测器可以包括被配置成接收电信号的交流(AC)部分和直流(DC)部分的第一节点。AC部分可以包括由电信号承载的调制带外数据。带外信号检测器还可以包括电耦合至第一节点并且被配置成提取电信号的AC部分的电流至电压处理电路。带外信号检测器还可以包括电耦合至电流至电压处理电路的限幅放大器电路。限幅放大器电路可以被配置成接收所提取的AC部分并且基于所提取的AC部分来生成放大信号。另外，带外信号检测器可以包括电耦合至限幅放大器电路的模拟至数字转换器电路。模拟至数字转换器可以被配置成对放大信号进行采样并且生成表示调制带外数据的数字样本。

将至少通过权利要求中特别指出的要素、特征和组合来实现和达到实施方式的目的和优点。

要理解的是，前面的一般性描述和下面的详细描述两者都是示例性和说明性的，并且不限制所要求保护的本公开内容。

附图说明

将通过使用附图利用另外的特征和细节来描述和说明示例实施方式，在附图中：

图1是带外信号检测电路的框图；

图2是另一带外信号检测电路的框图；

图3是又一带外信号检测电路的框图；

图4是带外信号检测电路的电路图；

图5是进行带外信号检测的示例方法的流程图；以及

图6是可以转换信号的示例光电模块的透视图。

具体实施方式

本文中描述的一些实施方式涉及包括带外(OOB)信号检测器的光接收器。光信号可以承载与光接收器的通信信道有关的调制数据。在一些实施方式中，可以将光信号转换成电信号。电信号可以包括交流(AC)部分，交流(AC)部分可以包括调制数据。电信号还可以包括直流(DC)部分。电信号的DC部分的信号功率水平可以大于电信号的AC部分的功率水平。在一些情况下，可以将电信号提供至模拟至数字转换器(ADC)电路以使得能够对电信号进行数字解调。在这些情况下，ADC电路可以接收电信号的AC部分和DC部分两者。因为DC部分可以大于AC部分，所以ADC电路可以具有大于可以用于容纳承载调制数据的AC部分的功率水平输入范围的功率水平输入范围。在某些情况下，ADC电路的较大功率水平输入范围可能导致ADC电路的分辨率减小。

本公开内容中描述的一些实施方式涉及包括OOB信号检测器的光接收器，OOB信号检测器被配置成提取电信号的AC部分，使得电信号的AC部分而不是电信号的DC部分可以被提供至ADC电路。在这些实施方式和其他实施方式中，电流至电压处理电路可以通过基于电信号的AC部分与DC部分之间的信号功率水平的差来产生电压差分信号来提取电信号的AC部分。所提取的AC部分可以由被配置成将AC部分的信号功率水平居中于ADC电路的特定范围内的限幅放大器电路来放大。ADC电路可以对放大信号进行数字采样，并且将数字样本发送至解调电路，该解调电路被配置成提取包括在AC部分中的数据。所提取的数据可以是OOB数据并且可以提供关于由光接收器接收的光信号或承载光信号的通信信道的信息。

将参照附图来说明本公开内容的实施方式。

图1是根据本公开内容中描述的一些实施方式布置的带外(OOB)信号检测电路100的框图。OOB信号检测电路100可以包括但不限于节点105、电流至电压处理电路130、限幅放大器电路150以及解调电路160。

可以由节点105接收电信号。电信号可以包括电学带内信号和电学OOB信号。由带内信号承载的数据的一些示例和带内信号的应用可以包括通过计算机网络发送的电子文件或程序、在园区的两个建筑物之间发送的命令和状态信号或者发送的语音或音频文件。OOB信号可以包括与带内信号的管理和状态有关的数据。可替选地或另外地，OOB信号可以包括与承载带内信号和OOB信号的通信信道的状况或状态有关的数据。例如，OOB信号可以包括指示光信号的强度的数据、减小光信号的强度的命令或增加光信号的强度的命令。

带内信号可以是高速数据信号，并且OOB信号可以是低速数据信号。在一些实施方式中，带内信号可以产生电信号的高频调制交流(AC)部分。在这些实施方式和其他实施方式中，OOB信号可以产生电信号的低频调制AC部分。本公开内容中描述的OOB信号检测电路100可以被配置成提取电信号的低频调制AC部分。

电流至电压处理电路130可以电耦合至节点105。电流至电压处理电路130可以被配置成接收电信号的DC部分和电信号的低频调制AC部分。电流至电压处理电路130还可以被配置成提取电信号的低频调制AC部分。在一些实施方式中，电流至电压处理电路130可以通过以下方式来提取电信号的低频调制AC部分：将低频调制AC部分与DC部分分离、生成表示低频调制AC部分且不具有DC部分的信号或使用其他提取方法。

在一些实施方式中，为了提取电信号的低频调制AC部分，电流至电压处理电路130可以生成表示电信号的低频调制AC部分的电压差分信号。在这些实施方式和其他实施方式中，电流至电压处理电路130可以包括多个电流镜电路。多个电流镜电路可以被配置成生成表示低频调制AC部分的电压差分信号。在这些实施方式和其他实施方式中，多个电流镜电路中的第一电流镜电路可以被配置成传递基于电信号的DC部分的第一电流。多个电流镜电路中的第二电流镜电路可以被配置成传递基于电信号的低频调制AC部分和DC部分的第二电流。第一电流和第二电流可以在电流至电压处理电路130中产生第一电压和第二电压。可以基于第一电压与第二电压之间的差来生成电压差分信号。第一电压与第二电压之间的差可以表示电信号的低频调制AC部分。以这种方式，可以从电信号提取电信号的低频调制AC部分。电流至电压处理电路130可以将电压差分信号提供至限幅放大器电路150。

限幅放大器电路150可以电耦合至电流至电压处理电路130。限幅放大器电路150可以被配置成对电压差分信号施加增益并且生成放大信号。在一些实施方式中，限幅放大器电路150可以生成居中于信号功率水平的特定范围内的放大信号。特别地，限幅放大器电路150可以被配置成发送在特定信号功率水平范围内的放大信号，而不管使用的得到电信号的调制AC部分的调制技术如何。在一些实施方式中，提供具有在特定信号功率水平范围内的信号功率的信号可以降低OOB信号检测电路100中的其他部件的复杂度。

限幅放大器电路150可以将放大信号发送至解调电路160。解调电路160可以被配置成对放大信号进行解调以提取包括在电信号的低频调制AC部分内的数据。

在不偏离本公开内容的范围的情况下，可以对OOB信号检测电路100进行修改、添加或省略。例如，在一些实施方式中，OOB信号检测电路100可以包括附加电路。例如，OOB信号检测电路100可以包括模拟至数字转换器、低通滤波器、稳定器电路以及其他电路中的一个或更多个。作为另一示例，在一些实施方式中，OOB信号检测电路100可以是光接收器或光收发器的一部分。

图2是根据本公开内容中描述的至少一些实施方式布置的另一带外(OOB)信号检测电路200的框图。OOB信号检测电路200可以包括但不限于光缆210、光电二极管220、稳定器电路270、电流至电压处理电路230、限幅放大器电路250、低通滤波器电路280、模拟至数字转换器(ADC)电路290以及解调电路260。

光缆210可以被配置成承载光信号。光缆210可以是包括用于承载光信号的一个或更多个光纤或任何其他合适的设备的光纤电缆。光信号可以包括带内信号和OOB信号。由带内信号承载的数据的一些示例和带内信号的应用可以包括通过计算机网络发送的电子文件或程序、在园区的两个建筑物之间或服务器农场中的服务器之间发送的命令和状态信号或者发送的语音或音频文件。OOB信号可以包括与光信号和/或承载光信号的光信道的管理和状态有关的数据。例如，OOB信号可以包括指示光信号的强度的数据、降低光信号的强度的命令和/或增加光信号的强度的命令。

可以将光缆210光耦合至光电二极管220。光电二极管220可以被配置成接收光信号并且基于所接收的光信号来生成电信号。

在一些实施方式中，可以以高频和低频两者来调制光信号。高频调制可以通过带内信号来承载带内数据。在一些实施方式中，高频调制可以是第一强度调制。低频调制可以通过OOB信号来承载OOB数据。在一些实施方式中，低频调制可以是小于第一强度调制的第二强度调制。在这些实施方式和其他实施方式中，低频调制可以取决于高频调制。

在这些实施方式和其他实施方式中，当光信号被转换成电信号时，高速信号可以被转换成高速电流信号并且被提供至另一电路以进行解调以从光信号提取带内信号。光电二极管220还可以生成包括DC部分和低频调制AC部分的电信号。低频调制AC部分可以是针对OOB数据的第二强度调制。光电二极管220可以将具有DC部分和低频调制AC部分的电信号提供至稳定器电路270。

稳定器电路270可以电耦合至光电二极管220。稳定器电路270可以被配置成将光电二极管220上的电压稳定在特定水平。稳定器电路270可以将电信号提供至电流至电压处理电路230。

电流至电压处理电路230可以电耦合至稳定器电路270。电流至电压处理电路230可以被配置成接收电信号。电流至电压处理电路230还可以被配置成提取电信号的低频调制AC部分。在一些实施方式中，电流至电压处理电路230可以通过生成表示电信号的低频调制AC部分且不具有DC部分的信号来提取低频调制AC部分。

在一些实施方式中，电流至电压处理电路230可以生成表示电信号的低频调制AC部分的电压差分信号。在这些实施方式和其他实施方式中，电流至电压处理电路230可以包括多个电流镜电路。多个电流镜电路可以被配置成生成表示电信号的低频调制AC部分的电压差分信号。在这些实施方式和其他实施方式中，多个电流镜电路中的第一电流镜电路可以被配置成传递基于电信号的DC部分的第一电流。电流镜电路中的第二电流镜电路可以被配置成传递基于电信号的DC部分和低频调制AC部分的第二电流。第一电流和第二电流可以在电流至电压处理电路230中产生第一电压和第二电压。可以基于第一电压与第二电压之间的差来生成电压差分信号。第一电压与第二电压之间的差可以表示电信号的低频调制AC部分。电流至电压处理电路230可以将电压差分信号提供至限幅放大器电路250。

限幅放大器电路250可以电耦合至电流至电压处理电路230。限幅放大器电路250可以被配置成对电压差分信号施加增益以生成放大信号。在一些实施方式中，放大信号可以具有被限制于特定功率水平范围、与输入功率水平无关的功率水平。在这些实施方式和其他实施方式中，增益因此可以是大于一、一或小于一。

低通滤波器电路280可以电耦合至限幅放大器电路250。低通滤波器电路280可以被配置成接收放大信号。低通滤波器电路280还可以被配置成通过阻挡放大信号的特定特征来传递经滤波的信号。例如，低通滤波器电路280可以阻挡放大信号的高于低频阈值频率的一部分。低通滤波器电路280可以被配置成将经滤波的信号传递至ADC电路290。

ADC电路290可以被配置成接收经滤波的信号。ADC电路290可以将经滤波的信号转换成具有数字值的一个或更多个数字样本。在一些实施方式中，ADC电路290可以定期地对经滤波的信号的电压进行采样并且可以基于经滤波的信号来产生数字样本。ADC电路290可以具有可以处理的信号功率水平的特定范围。在这些实施方式和其他实施方式中，限幅放大器电路250可以生成具有在可以由ADC电路290处理的信号功率水平的范围内的功率水平的放大信号。

ADC电路290可以将数字样本发送至解调电路260。解调电路260可以被配置成对数字样本进行解调以提取包括在电信号的低频调制AC部分内的OOB数据。

在不偏离本公开内容的范围的情况下，可以对OOB信号检测电路200进行修改、添加或省略。例如，在一些实施方式中，OOB信号检测电路200可以包括较少的电路。例如，OOB信号检测电路200可以不包括低通滤波器电路280、稳定器电路270以及其他电路中的一个或更多个。作为另一示例，在一些实施方式中，OOB信号检测电路200可以是光接收器或光收发器的一部分。

图3是根据本公开内容中描述的至少一些实施方式布置的又一带外(OOB)信号检测电路300的框图。OOB信号检测电路300可以包括但不限于电流至电压处理电路330、电压源395、限幅放大器电路350以及模拟至数字转换器(ADC)电路390。

电流至电压处理电路330可以包括但不限于第一电流镜电路331、偏置电路332、第二电流镜电路333、第一连接部337、第二连接部338以及信噪比(SNR)改善电路335。

电流至电压处理电路330可以被配置成接收OOB信号。OOB信号可以是电信号并且可以包括DC部分和调制AC部分。在一些实施方式中，可以根据光信号来得到电信号。

可以由第一电流镜电路331接收电信号。第一电流镜电路331可以沿第一连接部337和第二连接部338两者将第一电流传递至第二电流镜电路333。第一电流可以基于电信号的DC部分和调制AC部分。电压源395可以向第一电流镜电路331提供正电压。正电压可以使第一电流镜电路331将第一电流传递至第二电流镜电路333。第一电流可以通过第二电流镜电路333和SNR改善电路335从电压源395传递至信号地。

第二电流镜电路333可以通过第一连接部337和第二连接部338电耦合至第一电流镜电路331。第二电流镜电路333可以被配置成接收第一连接部337上的第一电流。第二电流镜电路333可以包括电耦合至第一连接部337并且被配置成提取电信号的调制AC部分的滤波器电路334。可以使用剩余的电信号的DC部分来控制从第二连接部338接收到的由第二电流镜电路333传递的电流。因此，在这些实施方式和其他实施方式中，第二电流镜电路333可以传递来自第二连接部338的基于电信号的DC部分而不基于电信号的调制AC部分的第二电流。此外，第二电流镜电路333可以传递来自第一连接部337的基于电信号的DC部分和电信号的调制AC部分的第一电流。因为由第二电流镜电路333传递的电流不同，所以第一连接部337和第二连接部338中的每一个可以具有不同的电压。可以使用不同的电压来生成可以提供至限幅放大器电路350的电压差分信号。

因此，在一些实施方式中，电流至电压处理电路330可以被配置成通过生成表示调制AC部分且不具有DC部分的电压差分信号来提取调制AC部分，并且将电压差分信号传递至限幅放大器电路350。

偏置电路332可以电耦合在第一连接部337与第二连接部338之间。偏置电路332可以被配置成控制第一电流镜电路331和第二电流镜电路333中的电压和/或电流。控制第一电流镜电路331和第二电流镜电路333的电压和/或电流可以增加第一电流镜电路331和第二电流镜电路333在特定操作区中操作的可能性。例如，第一电流镜电路331和第二电流镜电路333可以包括多个晶体管。特定操作区可以是多个晶体管的三极管区(triode region)或饱和区。在一些实施方式中，晶体管可以在工作在工作曲线的饱和区时传递恒定电流。在这些实施方式和其他实施方式中，晶体管可以在工作在工作曲线的三极管区时传递变化的电流。

SNR改善电路335可以电耦合在第二电流镜电路333与信号地之间。SNR改善电路335可以被配置成降低第二电流镜电路333中的噪声。

限幅放大器电路350可以电耦合至第一电流镜电路331、第二电流镜电路333和偏置电路332。限幅放大器电路350可以被配置成接收电压差分信号并且对电压差分信号施加增益以生成放大信号。在一些实施方式中，放大信号可以具有被限制于特定范围、与输入功率水平无关的功率水平。

ADC电路390可以电耦合至限幅放大器电路350。ADC电路390可以被配置成接收放大信号。ADC电路390可以将放大信号转换成具有数字值的一个或更多个数字样本。在一些实施方式中，ADC电路390可以对放大信号的电压进行定期采样、进行随机采样或者以其他方式进行采样，并且基于放大信号来产生数字样本。ADC电路390可以具有可以处理的信号功率水平的特定范围。在这些实施方式和其他实施方式中，限幅放大器电路350可以生成具有在可以由ADC电路390处理的信号功率水平的范围内的功率水平的放大信号。

在不偏离本公开内容的范围的情况下，可以对OOB信号检测电路300进行修改、添加或省略。例如，在一些实施方式中，OOB信号检测电路300可以是光接收器或光收发器的一部分。作为另一示例，在一些实施方式中，OOB信号检测电路300可以包括较少的电路。例如，OOB信号检测电路300可以不包括SNR改善电路335。

图4是根据本公开内容中描述的至少一些实施方式布置的带外(OOB)信号检测电路400的电路图。OOB信号检测电路400可以包括但不限于光缆410、光电二极管420、稳定器电路470、电流至电压处理电路430、限幅放大器电路450、低通滤波器电路480、模拟至数字转换器(ADC)电路490以及解调电路460。

光缆410可以被配置成承载可以包括光学带内信号和光学OOB信号的光信号。光缆410可以光耦合至光电二极管420。光电二极管420可以被配置成接收光信号，并且生成包括DC部分和调制AC部分并且可以基于所接收的光信号的电信号。光电二极管420可以将包括DC部分和调制AC部分的电信号提供至稳定器电路470。

在这些实施方式和其他实施方式中，当光信号被转换成电信号时，高速信号可以被转换成高速数据402并且被提供至另一电路以进行解调以从光信号提取带内信号。

稳定器电路470可以包括运算放大器472、第一晶体管474以及第一电容电路476。第一晶体管可以包括栅极、源极以及漏极。通常，关于图4所示的晶体管，晶体管源极可以是具有箭头的端子，晶体管栅极可以是具有同方向水平线的端子，晶体管漏极可以是另一端子。

运算放大器472可以具有电耦合至光电二极管420的阴极、第一电容电路476和第一晶体管474的漏极的正输入端。运算放大器472可以具有在负输入端上提供的电压。第一电容电路476可以耦合在信号地与光电二极管420的阴极、第一晶体管474的漏极以及运算放大器472的正输入端之间。第一晶体管474的栅极可以电耦合至运算放大器472的输出端。第一晶体管474的漏极可以电耦合至运算放大器472的正输入端、第一电容电路476和光电二极管420的阴极。第一晶体管474的源极可以电耦合至电压源。稳定器电路470可以被配置成将光电二极管420上的电压稳定在特定水平。稳定器电路470可以向电流至电压处理电路430提供基于光电二极管420上的稳定电压的稳定信号。

电流至电压处理电路430可以包括第二晶体管437、第三晶体管436、第一电阻电路438、第四晶体管439、第二电容电路441、第二电阻电路444、第一二极管442、第二二极管443以及第五晶体管440。晶体管436、437、439和440中的每一个可以包括栅极、源极和漏极。

第二晶体管437的栅极可以电耦合至第一晶体管474的栅极和第三晶体管436的栅极。第二晶体管437可以被配置成从稳定器电路470接收稳定信号。第二晶体管437的源极可以电耦合至电压源。第二晶体管437的漏极可以电耦合至第一电阻电路438、第二电阻电路444、第四晶体管439的漏极和栅极以及限幅放大器电路450。

第三晶体管436的栅极可以电耦合至第二晶体管437的栅极和稳定器电路470。第三晶体管436的源极可以电耦合至电压源。第三晶体管436的漏极可以电耦合至第一电阻电路438、第五晶体管440的漏极以及限幅放大器电路450。

第四晶体管439的漏极可以电耦合至第二晶体管437的漏极、第一电阻电路438、第二电阻电路444、第四晶体管439的栅极以及限幅放大器电路450。第四晶体管439的栅极可以电耦合至第一电阻电路438、第二电阻电路444、第二晶体管437的漏极以及第四晶体管439的漏极。第四晶体管439的源极可以电耦合至第一二极管442的阳极。

第五晶体管440的漏极可以电耦合至第一电阻电路438、第三晶体管436的漏极以及限幅放大器电路450。第五晶体管440的栅极可以电耦合至第二电阻电路444和第二电容电路441。第五晶体管440的源极可以电耦合至第二二极管443的阳极。

第一电阻电路438的第一端可以电耦合至第四晶体管439的漏极和栅极、第二晶体管437的漏极以及第二电阻电路444。第一电阻电路438的第二端可以电耦合至第三晶体管436的漏极、第五晶体管440的漏极以及限幅放大器电路450。

第二电阻电路444的第一端可以电耦合至第四晶体管439的栅极和漏极、第二晶体管437的漏极、第一电阻电路438以及限幅放大器电路450。第二电阻电路444的第二端可以电耦合至第二电容电路441和第五晶体管440的栅极。

第二电容电路441可以电耦合在信号地与第二电阻电路444和第五晶体管440的栅极之间。第一二极管442可以电耦合在第四晶体管439的源极与信号地之间。第二二极管443可以电耦合在第五晶体管440的源极与信号地之间。电流至电压处理电路430可以被配置成提取电信号的调制AC部分并且将调制AC部分提供至限幅放大器电路450。

第一晶体管474可以将电压提供至第二晶体管437的栅极和第三晶体管436的栅极。该电压可以基于电信号的DC部分和调制AC部分。第二晶体管437的栅极上的电压和第三晶体管436的栅极上的电压可以使第二晶体管437将第一电流传递至第四晶体管439并且使第三晶体管436传递第一电流。可以将第二晶体管437的漏极上的电压提供至限幅放大器电路450。第二晶体管437的漏极上的电压可以基于电信号的DC部分和调制AC部分，并且可以是电压差分信号的一部分。

可以将第二晶体管437的漏极上的电压提供至第四晶体管439的栅极。第四晶体管439的栅极上的电压可以基于电信号的DC部分和调制AC部分，并且可以使第四晶体管439传递第一电流。第二电阻电路444和第二电容电路441可以对第四晶体管439的栅极上的电压求平均，并且可以向第五晶体管440的栅极提供基于电信号的DC部分的电压。第五晶体管440的栅极上的电压可以使第五晶体管440传递与由第三晶体管436传递的第一电流不同的第二电流。结果，第五晶体管440的漏极上的电压可以不同于第二晶体管437的漏极上的电压。可以将第五晶体管440的漏极上的电压提供至限幅放大器电路450。第五晶体管的漏极上的电压可以基于电信号的DC部分并且不基于调制AC部分，并且可以形成电压差分信号的另一部分。

限幅放大器电路450可以被配置成接收电压差分信号并且基于电压差分信号来生成放大信号。限幅放大器电路450可以包括但不限于第六晶体管451、第七晶体管452、第八晶体管453、第九晶体管454、第十晶体管455、第十一晶体管456、第十二晶体管458、第十三晶体管459以及电流源457。晶体管451、452、453、454、455、456、458和459中的每一个可以包括栅极、源极和漏极。

第十一晶体管456的栅极可以电耦合至第二晶体管437的漏极、第一电阻电路438、第四晶体管439的栅极和漏极以及第二电阻电路444。第十一晶体管456的漏极可以电耦合至第六晶体管451的漏极和栅极以及第七晶体管452的栅极。第十一晶体管456的源极可以电耦合至第十晶体管455的源极和电流源457。

第十晶体管455的栅极可以电耦合至第三晶体管436的漏极、第五晶体管440的漏极以及第一电阻电路438。第十晶体管455的漏极可以电耦合至第八晶体管453的栅极和漏极以及第九晶体管454的栅极。第十晶体管455的源极可以电耦合至第十一晶体管456的源极和电流源457。

第六晶体管451的栅极可以电耦合至第七晶体管452的栅极、第十一晶体管456的漏极以及第六晶体管451的漏极。第六晶体管451的源极可以电耦合至电压源。第六晶体管451的漏极可以电耦合至第七晶体管452的栅极、第六晶体管451的栅极以及第十一晶体管456的漏极。

第七晶体管452的栅极可以电耦合至第六晶体管451的栅极和漏极以及第十一晶体管456的漏极。第七晶体管452的源极可以电耦合至电压源。第七晶体管452的漏极可以电耦合至第十三晶体管459的漏极和低通滤波器电路480。

第八晶体管453的栅极可以电耦合至第九晶体管454的栅极、第八晶体管453的漏极以及第十晶体管455的漏极。第八晶体管453的源极可以电耦合至电压源。第八晶体管453的漏极可以电耦合至第十晶体管455的漏极、第八晶体管453的栅极以及第九晶体管454的栅极。

第九晶体管454的栅极可以电耦合至第八晶体管453的栅极和漏极以及第十晶体管455的漏极。第九晶体管454的源极可以电耦合至电压源。第九晶体管454的漏极可以电耦合至第十二晶体管458的栅极和漏极以及第十三晶体管459的栅极。

第十二晶体管458的栅极可以电耦合至第十三晶体管459的栅极、第十二晶体管458的漏极以及第九晶体管454的漏极。第十二晶体管458的源极可以电耦合至信号地。第十二晶体管458的漏极可以电耦合至第十三晶体管459的栅极、第十二晶体管458的栅极以及第九晶体管454的漏极。

第十三晶体管459的栅极可以电耦合至第十二晶体管458的栅极和漏极以及第九晶体管454的漏极。第十三晶体管459的源极可以电耦合至信号地。第十三晶体管459的漏极可以电耦合至第七晶体管452的漏极和低通滤波器电路480。电流源457可以电耦合在信号地与第十晶体管455的源极和第十一晶体管456的源极之间。

低通滤波器电路480可以被配置成从限幅放大器电路450接收放大信号。低通滤波器电路480可以被配置成阻挡放大信号的特定特征并且将经滤波的信号传递至ADC电路490。低通滤波器电路480可以包括但不限于第三电阻电路482、电压源486和第二电容电路484。电压源486可以包括正源端和负源端。

第三电阻电路482可以电耦合至电压源486的正源端、第二电容电路484、限幅放大器电路450以及ADC电路490。第二电容电路484可以电耦合在信号地与限幅放大器电路450、第三电阻电路482和ADC电路490之间。电压源486可以耦合在信号地与第三电阻电路482之间。

ADC电路490可以电耦合至低通滤波器电路480。ADC电路490可以被配置成接收经滤波的信号。ADC电路490可以将经滤波的信号转换成具有数字值的一个或更多个数字样本。

ADC电路490可以将数字样本发送至解调电路460。解调电路460可以被配置成对数字样本进行解调以提取包括在电信号的调制AC部分内的数据。

在不偏离本公开内容的范围的情况下，可以对OOB信号检测电路400进行修改、添加或省略。例如，在一些实施方式中，OOB信号检测电路400可以包括较少的电路。例如，OOB信号检测电路400可以不包括低通滤波器电路480和稳定器电路470以及其他电路中的一个或更多个。作为另一示例，在一些实施方式中，OOB信号检测电路400可以是光接收器或光收发器的一部分。

图5是根据本文中描述的至少一些实施方式的进行带外(OOB)信号检测的示例方法500的流程图。在一些实施方式中，可以由OOB检测电路来实现方法500，例如分别由图1、图2、图3或图4的OOB信号检测电路100、200、300和/或400来实现方法500。虽然被示为离散框，但是取决于期望的实现方式，各种框可以被划分成附加的框、被组合成较少的框或者被除去。

方法500可以在框502处开始，在框502处，可以接收包括交流(AC)部分和直流(DC)部分的电信号。AC部分可以包括由电信号承载的调制OOB数据。

在框504中，可以提取电信号的调制AC部分。在一些实施方式中，提取电信号的调制AC部分可以包括：对基于包括由电信号承载的调制OOB数据的电流的电压求平均。可替选地或另外地，提取电信号的调制AC部分还可以包括：提取平均电压与电信号的电压之间的差。

在框506中，可以对电信号的所提取的调制AC部分施加增益以生成放大信号。放大信号的幅度可以被限制于特定范围并且可以基于电信号的调制AC部分而不是基于电信号的DC部分来变化。在一些实施方式中，放大信号的幅度被限制于的特定范围可以基于模拟至数字转换器可以接收的功率范围。在框508中，可以对放大信号进行采样以生成表示调制OOB数据的数字样本。

本领域技术人员将理解的是，对于本文中公开的该处理和方法以及其他处理和方法，可以以不同的顺序来实现在处理和方法中执行的功能。此外，概述的步骤和操作仅作为示例提供，并且在不影响所公开的实施方式的实质的情况下，步骤和操作中的一些可以是可选的、可以被组合成较少的步骤和操作或者被扩展为附加的步骤和操作。例如，方法500还可以包括基于光信号来生成电信号。

图6是可以包括根据本文中描述的至少一些实施方式布置的带外(OOB)信号检测电路620的示例光电模块600(在下文中称为“模块600”)的透视图。模块600可以被配置成用于在与主设备(未示出)连接时发送和接收光信号。

如所示出的，模块600可以包括但不限于底壳体602、接收端口604和发送端口606，接收端口604和发送端口606二者都被限定在底壳体602中；位于底壳体602内的PCB 608，PCB 608具有位于其上的OOB信号检测电路620；以及也位于底壳体602内的光接收器子组件(ROSA)610和光发送器子组件(TOSA)612。可以在PCB 608的端部上设置边缘连接器614，以使得模块600能够与主设备电对接。如此，PCB 608有助于主设备与ROSA 610和TOSA 612之间的电通信。

模块600可以被配置成用于以包括但不限于1Gb/s、10Gb/s、20Gb/s、40Gb/s、100Gb/s或更高数据率的各种数据率进行光信号发送和接收。此外，模块600可以被配置成用于使用波分复用(WDM)以各种不同的波长进行光信号发送和接收，波分复用(WDM)使用各种WDM方案例如粗WDM、密集WDM或光WDM中的一个WDM方案。

此外，模块600可以被配置成支持包括但不限于光纤信道和高速以太网的各种通信协议。此外，尽管在图6中以特定的形状因数示出，但是更一般地，可以以包括但不限于小形状因数可插拔(SFP)、增强型小形状因数可插拔(SFP+)、10千兆小形状因数可插拔(XFP)、C型形状因数可插拔(CFP)和四通道小形状因数可插拔(QSFP)多源协议(MSA)的各种不同形状因数中的任何形状因数来配置模块600。

ROSA 610可以容纳电耦合至电接口616的一个或更多个光接收器，例如光电二极管。一个或更多个光接收器可以被配置成将通过接收端口604接收到的光信号转换成相应的电信号，该相应的电信号通过电接口616和PCB 608被中继至主设备。在一些实施方式中，ROSA 610可以接收光信号。在这些实施方式和其他实施方式中，ROSA可以将光信号转换成包括直流(DC)部分和调制交流(AC)部分的电信号。AC部分可以包括由电信号承载的调制OOB数据。可以使用OOB信号检测电路620例如图1、图2、图3和图4的OOB信号检测电路100、200、300或400中的一个OOB信号检测电路来提取电信号的调制AC部分。可以对所提取的调制AC部分进行解调以捕获与光信号和/或承载光信号的光信道有关的OOB数据。

TOSA 612可以容纳电耦合至另一电接口618的一个或更多个光发送器，例如激光器。一个或更多个光发送器可以被配置成将通过PCB 608和电接口618从主设备接收到的电信号转换成相应的光信号，该相应的光信号通过发送端口606发送。

关于图6所示的模块600是可以采用本公开内容的实施方式的一种架构。应当理解的是，该特定架构是可以采用实施方式的无数架构中的仅一种架构。本公开内容的范围不意在被限制于任何特定的架构或环境。

在一些实施方式中，公开了包括带外信号检测器的光接收器。在这些实施方式和其他实施方式中，光接收器可以包括具有阳极和阴极的光电二极管。光电二极管可以被配置成从光缆接收光学带内信号和光学带外信号，并且基于光学带外信号来生成电信号。光接收器可以包括具有多个电流镜电路的电流至电压处理电路。电流至电压处理电路可以电耦合至阴极并且被配置成从电信号提取调制带外数据信号。

光接收器还可以包括限幅放大器电路，该限幅放大器电路电耦合至多个电流镜电路，并且被配置成接收所提取的调制带外数据信号并且对所提取的调制带外数据信号施加增益以生成放大信号。光接收器还可以包括电耦合至限幅放大器电路并且被配置成对包括在放大信号中的调制带外数据信号进行解调的解调电路。

在一些实施方式中，多个电流镜电路可以包括具有第一晶体管和第二晶体管的第一电流镜电路以及具有第三晶体管和第四晶体管的第二电流镜电路。第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极可以电耦合至阴极，并且第一晶体管的漏极、第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极以及第四晶体管的漏极电耦合至限幅放大器电路。

在一些实施方式中，光接收器还可以包括电耦合在第四晶体管的漏极与第三晶体管的栅极和漏极之间的偏置电路。偏置电路可以被配置成控制多个电流镜电路中的电压和/或电流。在这些实施方式和其他实施方式中，电信号还可以包括直流部分。在一些实施方式中，电流至电压处理电路还可以包括电耦合至第四晶体管以及第三晶体管的栅极和漏极的滤波器电路，该滤波器电路被配置成提取调制带外数据信号。

在一些实施方式中，光接收器还可以包括电耦合至第二电流镜电路的信噪比(SNR)改善电路。在这些实施方式和其他实施方式中，SNR改善电路可以被配置成增加光接收器的动态直流输入范围。在一些实施方式中，SNR改善电路可以包括第一二极管和第二二极管。在这些实施方式和其他实施方式中，第一二极管电耦合在第三晶体管的源极与信号地之间，并且第二二极管电耦合在第四晶体管的源极与信号地之间。

在一些实施方式中，光接收器还可以包括：第一节点，其电耦合至第一晶体管的漏极、第三晶体管的漏极、第三晶体管的栅极以及限幅放大器电路；第二节点，其电耦合至第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极以及限幅放大器电路；第一电阻电路，其电耦合在第一节点与第二节点之间；第二电阻电路，其电耦合在第一节点与第四晶体管的栅极之间；以及电容电路，其电耦合在第四晶体管的栅极与信号地之间。

在一些实施方式中，光接收器还可以包括电耦合在阴极与多个电流镜电路之间的稳定器电路。在这些实施方式和其他实施方式中，稳定器电路可以被配置成使阴极上的电压稳定。在一些实施方式中，光接收器还可以包括电耦合在限幅放大器电路与解调电路之间的模拟至数字转换器。在这些实施方式和其他实施方式中，模拟至数字转换器可以被配置成对放大信号进行采样。

在一些实施方式中，带外信号检测器可以包括被配置成接收电信号的交流(AC)部分和直流(DC)部分的第一节点。在这些实施方式和其他实施方式中，AC部分可以包括由电信号承载的调制带外数据。带外信号检测器还可以包括：电流至电压处理电路，其电耦合至第一节点并且被配置成提取电信号的AC部分；限幅放大器电路，其电耦合至电流至电压处理电路，并且被配置成接收所提取的AC部分并且基于所提取的AC部分来生成放大信号；以及模拟至数字转换器电路，其电耦合至限幅放大器电路并且被配置成对放大信号进行采样并且生成表示调制带外数据的数字样本。

带外信号检测器还可以包括电耦合至模拟至数字转换器电路的数字解调电路。在这些实施方式和其他实施方式中，数字解调电路可以被配置成对包括在放大信号中的调制带外数据进行解调。在一些实施方式中，限幅放大器电路可以生成处于模拟至数字转换器电路可以接收的功率范围内的放大信号。

带外信号检测器还可以包括被配置成控制多个电流镜电路中的电压和/或电流的偏置电路。在这些实施方式和其他实施方式中，多个电流镜电路可以包括具有第一晶体管和第二晶体管的第一电流镜电路以及具有第三晶体管和第四晶体管的第二电流镜电路。在这些实施方式和其他实施方式中，第一晶体管的栅极和第二晶体管的栅极可以电耦合至第一节点，并且第一晶体管的漏极、第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极以及第四晶体管的漏极电耦合至限幅放大器电路。

带外信号检测器还可以包括：第一节点，其电耦合至第一晶体管的漏极、第三晶体管的漏极、第三晶体管的栅极以及限幅放大器电路；第二节点，其电耦合至第二晶体管的漏极、第三晶体管的漏极以及限幅放大器电路；第一电阻电路，其电耦合在第一节点与第二节点之间；第二电阻电路，其电耦合在第一节点与第四晶体管的栅极之间；以及电容电路，其电耦合在第四晶体管的栅极与信号地之间。

根据通常的实践，附图中示出的各种特征可以不按比例绘制。本公开内容中呈现的图示并不意指任何特定装置(例如，设备、系统等)或方法的实际视图，而仅是用来描述本公开内容的各种实施方式的理想化表示。相应地，为了清楚起见，可以任意扩大或减小各种特征的尺寸。此外，为了清楚起见，可以简化一些附图。因此，附图可以不描绘给定装置(例如，设备)的所有部件或特定方法的所有操作。

本文中使用的术语，特别是在所附权利要求(例如，所附权利要求的本体)中使用的术语通常意指“开放”的术语(例如，术语“包括”应该被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应该被解释为“具有至少”，术语“包含”应该被解释为“包含但不限于”等)。

另外，如果意图介绍特定数目的引入的权利要求陈述，则这样的意图将在权利要求中明确记载，并且在没有这样的陈述的情况下，不存在这样的意图。例如，为了帮助理解，所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或更多个”的使用以引入权利要求陈述。然而，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及不定冠词例如“一”或“一个”时，这样的短语的使用也不应被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求陈述将包含这样的引入的权利要求陈述的任何特定权利要求限制于包含仅一个这样的陈述的实施方式(例如，“一”和/或“一个”应该被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)；对于使用用于引入权利要求陈述的定冠词也是如此。

此外，即使明确记载了特定数目的引入的权利要求陈述，本领域技术人员也将认识到，这样的陈述应该被解释为意指至少所记载的数目(例如，没有其他修饰语的不加修饰的陈述“两种陈述”意指至少两种陈述或两种或更多种陈述)。此外，在使用类似于“A、B和C等中的至少一个”或“A、B和C等中的一个或更多个”的惯用语的情况下，通常这样的构造意在包括仅A、包括仅B、包括仅C、包括A和B、包括A和C、包括B和C或者包括A、B和C等。例如，术语“和/或”的使用意在以该方式进行解释。

此外，无论在说明书、权利要求书还是附图中，呈现两个或更多个替选术语的任何转折性词语或短语应该被理解为考虑以下可能性：包括术语中的一个、包括术语中的任一个或包括两个术语。例如，短语“A或B”应该被理解为包括“A”或“B”或“A和B”的可能性。

然而，即使在同一权利要求包括介绍性短语“一个或更多个”或“至少一个”以及不定冠词例如“一”或“一个”时，这样的短语的使用也不应该被解释为暗示通过不定冠词“一”或“一个”引入的权利要求陈述将包含这样的引入的权利要求陈述的任何特定权利要求限制于包含仅一个这样的陈述的实施方式(例如，“一”和/或“一个”应该被解释为意指“至少一个”或“一个或更多个”)；对于使用用于引入权利要求陈述的定冠词也是如此。

另外，在本文中术语“第一”、“第二”、“第三”等的使用不一定用于暗指要素的特定顺序或数目。通常，术语“第一”、“第二”、“第三”等用于作为通用标识符来在不同要素之间进行区分。在没有表明术语“第一”、“第二”、“第三”等暗指特定顺序的情况下，这些术语不应该被理解为暗指特定顺序。此外，在没有表明术语“第一”、“第二”、“第三”等暗指要素的特定数目的情况下，这些术语不应该被理解为暗指要素的特定数目。例如，第一小部件可以被描述为具有第一面并且第二小部件可以被描述为具有第二面。针对第二小部件使用术语“第二面”可以将第二小部件的这样的面与第一小部件的“第一面”区分开，而不暗指第二小部件具有两个面。

本文中记载的所有示例和条件性语言意在用于教导目的以帮助读者理解发明人为推动现有技术所贡献的本发明和构思，并且要被解释为不限于这样的具体记载的示例和条件。尽管已经详细描述了本公开内容的实施方式，但是应该理解的是，在不偏离本公开内容的精神和范围的情况下，可以对本公开内容进行各种变化、替换和改变。

Claims (20)

1.一种光接收器，包括：

光电二极管，其被配置成基于接收的光学带外信号来生成电信号；

多个电流镜电路，其被配置成基于所述电信号来提取表示调制带外数据信号的电压差分信号；

限幅放大器电路，其被配置成接收所述电压差分信号并且对所述电压差分信号施加增益以生成包括所述调制带外数据信号的放大信号；以及

解调电路，其电耦合至所述限幅放大器电路并且被配置成对包括在所述放大信号中的所述调制带外数据信号进行解调。

2.根据权利要求1所述的光接收器，其中，所述光电二极管包括阳极和阴极；并且其中，所述接收器还包括电耦合在所述阴极与所述多个电流镜电路之间的稳定器电路。

3.根据权利要求2所述的光接收器，其中，所述稳定器电路被配置成使所述阴极上的电压稳定。

4.根据权利要求1所述的光接收器，还包括电耦合在所述限幅放大器电路与所述解调电路之间的模拟至数字转换器。

5.根据权利要求4所述的光接收器，其中，所述模拟至数字转换器被配置成对所述放大信号进行采样。

6.根据权利要求2所述的光接收器，其中，所述多个电流镜电路包括具有第一晶体管和第二晶体管的第一电流镜电路以及具有第三晶体管和第四晶体管的第二电流镜电路，其中，所述第一晶体管的栅极和所述第二晶体管的栅极电耦合至所述阴极，并且其中，所述第一晶体管的漏极、所述第二晶体管的漏极、所述第三晶体管的漏极以及所述第四晶体管的漏极电耦合至所述限幅放大器电路。

7.根据权利要求6所述的光接收器，还包括电耦合在所述第四晶体管的漏极与所述第三晶体管的栅极和漏极之间的偏置电路。

8.根据权利要求7所述的光接收器，其中，所述偏置电路被配置成控制所述多个电流镜电路中的电压和/或电流。

9.根据权利要求6所述的光接收器，还包括电耦合至所述第四晶体管以及所述第三晶体管的栅极和漏极的滤波器电路。

10.根据权利要求9所述的光接收器，其中，所述电信号包括直流部分，并且所述滤波器电路被配置成提取所述调制带外数据信号。

11.一种检测带外信号的方法，所述方法包括：

接收包括交流AC部分和直流DC部分的电信号，其中，所述AC部分包括由所述电信号承载的调制带外数据；

通过创建表示所述调制带外数据的电压差分信号来根据所述电信号的DC部分提取所述电信号的AC部分；

对所提取的电压差分信号施加增益以生成包括所述调制带外数据的放大信号；以及

对所述放大信号进行采样以生成表示所述调制带外数据的数字样本。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，创建表示所述调制带外数据的所述电压差分信号，包括：基于所述电信号的AC部分与DC部分之间的信号功率水平的差来创建所述电压差分信号。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，对所提取的电压差分信号施加增益以生成包括所述调制带外数据的放大信号，包括：将所述放大信号的幅度限制于特定范围；以及基于所述电信号的AC部分而不是基于所述电信号的DC部分来改变所述幅度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述放大信号的幅度限制于特定范围，包括：基于模拟至数字转换器能够接收的功率范围来限制所述放大信号的幅度。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括：基于光信号来生成所述电信号。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，提取所述电信号的AC部分包括：对基于电流的电压求平均以生成平均电压，其中所述电流包括由所述电信号承载的所述调制带外数据；以及提取所述平均电压与所述电信号的电压之间的差。

17.一种带外信号检测器，包括：

第一节点，其被配置成接收电信号的交流AC部分和直流DC部分，其中，所述AC部分包括由所述电信号承载的调制带外数据；

电流至电压处理电路，其被配置成通过创建表示所述调制带外数据的电压差分信号来根据所述电信号的DC部分提取所述电信号的AC部分；

限幅放大器电路，其被配置成接收所提取的电压差分信号以生成包括所述调制带外数据的放大信号；以及

模拟至数字转换器电路，其被配置成对所述放大信号进行采样，并且生成表示所述调制带外数据的数字样本。

18.根据权利要求17所述的带外信号检测器，其中，所述电压差分信号是基于所述电信号的AC部分与DC部分之间的信号功率水平的差。

19.根据权利要求17所述的带外信号检测器，还包括：数字解调电路，所述数字解调电路被配置成对包括在所述放大信号中的所述调制带外数据进行解调；以及偏置电路，所述偏置电路被配置成控制多个电流镜电路中的电压和/或电流。

20.根据权利要求17所述的带外信号检测器，其中，所述限幅放大器电路生成在所述模拟至数字转换器电路能够接收的功率水平内的放大信号。