CN214851240U - 光收发驱动芯片以及光收发系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光收发驱动芯片以及光收发系统，其中所述光收发驱动芯片包括：激光驱动器，用于连接至光发射器件，并产生驱动电信号以驱动所述光发射器件发射光信号；限幅放大器，用于连接至光接收器件，以对预设范围内的输入信号进行线性放大，并对预设范围外的输入信号进行限幅放大；数字监控器，用于监控所述光收发驱动芯片内的相关参数；控制器，连接至所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器，用于对所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器进行控制；所述激光驱动器、限幅放大器、数字监控器以及所述控制器集成于同一芯片内。

Description

光收发驱动芯片以及光收发系统

技术领域

本申请涉及光信号收发领域，具体涉及光收发驱动芯片以及光收发系统。

背景技术

宽带接入业务以PON(Passive optical work，无源光网络)技术为承载，PON技术包括EPON(Ethernet Passive Optical Network，以太网无源光网络)标准和GPON(GigabitPassive optical network，吉比特无源光网络)标准。EPON标准由IEEE发起，GPON标准由ITU(International Telecommunications Union，国际电信同盟)发起。随着越来越强烈的高带宽需求，EPON和GPON已不能满足用户的需求，10G PON将逐渐成为PON网络的主流技术。

10G PON分为对称和非对称，所谓非对称就是指上行速率和下行速率不一致。10GGPON非对称称为XGPON；10G EPON非对称称为ASY 10G EPON(通常被俗称为XEPON，以方便与XGPON区分)。10G PON 工作原理与PON原理相同，上行采用时分复用(TDMA)方式突发发光，下行OLT采用广播的方式即接收连续。10G EPON非对称上行1.25Gbps，下行10.3125Gbps；10G GPON非对称上行2.48832Gbps，下行 9.95328Gbps。

EPON和GPON技术已经很成熟，但是已不能满足日益增大的带宽需求。而10G非对称光模块虽然能满足日益增大的带宽要求，但由于用于实现10G非对称光模块通常采用分立的几个芯片整合到同个模块中，这样就造成模块芯片多，集成度低，难以满足模块布局的要求，并且，由于每个控制芯片都需调试，还造成生产调试效率低、模块成本高的问题。

实用新型内容

鉴于此，本申请提供一种光收发驱动芯片以及光收发系统，集成度高。

本申请提供的一种光收发驱动芯片，包括：激光驱动器，用于连接至光发射器件，并产生驱动电信号以驱动所述光发射器件发射光信号；限幅放大器，用于连接至光接收器件，以对预设范围内的输入信号进行线性放大，并对预设范围外的输入信号进行限幅放大；数字监控器，用于监控所述光收发驱动芯片内的相关参数；控制器，连接至所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器，用于对所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器进行控制；所述激光驱动器、限幅放大器、数字监控器以及所述控制器集成于同一芯片内。

可选的，所述相关参数包括发射光功率、接收光功率、芯片温度、提供给所述光发射器件的偏置电流以及所述光收发驱动芯片的工作电压。

可选的，还包括主集成电路总线以及从集成电路总线，其中，所述主集成电路总线一端连接至所述控制器，另一端用于连接至外挂存储器；所述从集成电路总线一端连接至所述控制器，另一端用于连接至外接的可插拔器件，以通过所述可插拔器件连接至外接器件。

可选的，所述激光驱动器内集成有第一输出预加重单元，用于对所述激光驱动器输出至所述光发射器件的电信号进行输出预加重；所述限幅放大器内集成有第二输出预加重单元，对所述限幅放大器将要输出的电信号进行输出预加重。

本申请还提供的一种光收发系统，包括所述的光收发驱动芯片，以及：光发射器件，连接至所述激光驱动器，用于将所述激光驱动器提供的驱动电信号转换为上行光信号，并出射所述上行光信号；光接收器件，连接至所述限幅放大器，用于接收下行光信号，并将所述下行光信号转换为电信号；信号源，连接至所述光收发驱动芯片，用于为所述光收发驱动芯片提供信号源。

可选的，所述光收发驱动芯片包括直流引脚和高频引脚，所述直流引脚用于接收或输出直流信号，包括偏置电流正极引脚以及输出电流负极引脚；所述高频引脚用于接收或输出高频信号。

可选的，所述直流引脚通过磁珠连接至外界直流信号，所述磁珠的阻抗小于预设阻抗，以减少接收或输出的信号中的高频部分。

可选的，所述直流引脚通过电感电阻并联电路连接至外界直流信号，以减少接收或输出的信号中的高频部分，所述电感电阻并联电路包括电感和电阻，且所述电感的第一端连接至所述电阻的第一端以及所述直流引脚；所述电感的第二端连接至所述电阻的第二端，并用于接收外界直流信号。

可选的，所述光收发驱动芯片包括突发使能信号引脚，连接至所述光发射器件，用于为所述光发射器件提供突发使能信号，且所述突发使能信号引脚通过一上拉电阻连接至一高电平，并通过一下拉电阻连接至一低电平。

可选的，还包括自动光功率功控制回路，一端连接所述光收发驱动芯片，一端连接所述光发射器件，用于获取所述光发射器件的第一背光电流，并将所述第一背光电流反馈回所述数字监控器，供所述数字监控器根据所述第一背光电流监控所述发射光功率。

可选的，所述光接收器件包括依次连接的雪崩光电二极管以及跨阻放大器，其中所述雪崩光电二极管用于接收所述下行光信号，并将所述下行光信号转换为第一电信号；所述跨阻放大器连接至所述雪崩光电二极管的输出端，用于对所述雪崩光电二极管输出的第一电信号进行转换放大，输出放大后的第二电信号。

可选的，还包括输出网络，所述输出网络包括：升压电路，一端连接所述光收发驱动芯片，一端连接所述光接收器件的雪崩光电二极管，用于为所述雪崩光电二极管提供升压后的电信号；反馈电路，一端连接所述升压电路，一端连接所述光收发驱动芯片，用于将所述升压电路输出的升压后的电信号反馈至所述光收发驱动芯片；监控电路，一端连接至所述雪崩光电二极管，一端连接所述光收发驱动芯片，还有一端连接至所述升压电路，用于获取所述雪崩光电二极管的第二背光电流，供所述数字监控器根据所述第二背光电流获取所述接收光功率。

可选的，还包括外挂存储器，连接至所述控制器，用于为所述控制器提供数据存储空间。

所述光收发驱动芯片内部集成了激光驱动器、限幅放大器、控制器以及数字监控器，并采用CMOS工艺将这些模块集成到一个芯片内，相比于现有技术中多个分立芯片集合成光模块的技术方案，具有更高的集成度，并且无需针对各个芯片一一进行生产调试，只需调试单个芯片，简化了光模块的生产调试流程，进一步降低了生产成本。

并且，进一步的，所述光收发系统建立起了光收发驱动芯片与光接收器件、光发射器件的连接关系，形成了一个完整的光收发系统，对光收发驱动芯片与光接收器件、光发射器件之间进行了外围电路的改造，使得所述光收发驱动芯片能兼容更多应用场景，例如，所述光收发驱动芯片的突发使能信号引脚的上拉电阻和下拉电阻的给出，就能够使所述光收发驱动芯片轻松的在GPON和EPON应用之间切换。这时，只需更改突发使能信号引脚的外围连接，更改突发使能信号引脚的电平极性，就能切换突发使能信号的使能电平，达到向下兼容GPON和EPON应用的目的，能够在同个单板上实现XGPON\XEPON、GPON\EPON，拓宽了所述光收发系统的硬件兼容性。

所述光收发驱动芯片的直流引脚与光发射器件间，通过磁珠或电感电阻并联电路实现，可以滤除高频噪声，并使得发射输出眼图和发射突发开启时间得到优化，具有突发时序快、发射眼图上升下降时间短、眼图模板余量高的优点，并对突发开启关断时间超的问题有很好的改善作用，从而起到减少丢包、降低掉线几率等功能，并且使得所述光收发系统对不同的光发射器件有更好的兼容性。

并且，进一步的，所述光收发驱动芯片以及所述光接收器件之间的输入网络，使得所述光收发驱动芯片能够给所述光接收器件提供足够的升压后电信号，并且对该升压后的电信号有反馈监控作用，还通过所述监控电路获取所述雪崩光电二极管的第二背光电流，来监控接收光功率。

本方案通过对外围器件的精简、对内置寄存器的固化，达到雪崩光电二极管的工作电压稳定、调试简化的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为一实施例中所述光收发系统的结构示意图，所述光收发系统中包括光收发驱动芯片。

图2为一实施例中所述光收发驱动芯片与光接收器件的连接关系示意图。

图3为另一实施例中所述光收发驱动芯片与光接收器件的连接关系示意图。

图4为一实施例中所述光收发系统中各个模块的连接关系示意图。

图5为图4所示的实施例中光收发驱动芯片与所述光发射器件的连接关系的放大示意图。

图6为图4所示的实施例中光收发驱动芯片与外挂存储器的连接关系的放大示意图。

图7为图4所示的实施例中可插拔模块的放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图以及实施例，对所述光收发驱动芯片以及光收发系统进行进一步的说明。

请参阅图1，为一实施例中所述光收发系统的结构示意图，所述光收发系统中包括光收发驱动芯片100，且所述光收发驱动芯片100包括激光驱动器102、限幅放大器101、数字监控器103以及控制器104。光收发系统还包括光发射器件(TOSA)109、光接收器件(ROSA)108，以及外挂存储器107以及可插拔模块110，这些器件与所述光收发驱动芯片100连接后，形成所述光收发系统，满足PON应用需求。

需要注意的是，所述光收发驱动芯片100不仅能应用于图1所示的光收发系统中，还能够应用于具有其他结构的光收发系统中，本领域的技术人员可以根据实际的需要，在所述光收发驱动芯片100的外围设置外围电路，以将所述光收发驱动芯片100设置到具体的光收发系统中。

在所述光收发系统中，所述光发射器件109包括光电二极管，所述光电二极管能够根据所述驱动电信号出射所述上行光信号，所述光发射器件109发射相应波长、频谱的光信号经过光纤实现上行光信号的传输。

所述光接收器件108包括依次连接的雪崩光电二极管205以及跨阻放大器204，此处可参阅图2以及图3，其中图2为一实施例中所述光收发驱动芯片与光接收器件108的连接关系示意图，图3为另一实施例中所述光收发驱动芯片与光接收器件108的连接关系示意图。

所述雪崩光电二极管205用于接收下行光信号，并将所述下行光信号转换为第一电信号；所述跨阻放大器204连接至所述雪崩光电二极管 205的输出端，用于对所述雪崩光电二极管205输出的第一电信号进行转换放大，输出放大后的第二电信号。

所述光收发系统还包括自动光功率功控制回路，所述自动光功率功控制回路一端连接所述光收发驱动芯片100，一端连接所述光发射器件 109，用于获取所述光发射器件109的第一背光电流，并将所述第一背光电流反馈回所述数字监控器，供所述数字监控器根据所述第一背光电流获取所述发射光功率，并且可以根据所述发射光功率调节所述激光驱动器102输出给所述光发射器件109的驱动电信号。

通过设置所述自动光功率控制回路，能够满足所述光收发系统在不同温度环境下上行光功率稳定的要求。所述自动光功率控制回路根据所述光发射器件109中光电二极管内的第一背光电流的大小，来监控所述光发射器件109的光功率。

所述光收发系统还包括信号源，该信号源并未在图1中示出。所述信号源通过可插拔模块110连接所述光收发驱动芯片100，为所述光收发驱动芯片100提供相应的信号，所述可插拔模块110连接到所述光收发驱动芯片100时，其外围电路如图7所示，所述图7为图4所示的实施例中可插拔模块110的放大示意图。

所述光收发驱动芯片100在连接到相应的模块、器件后，就可以作为光收发系统，在一个系统内实现光信号的收发。

所述光收发驱动芯片100中的所述激光驱动器102用于连接至光发射器件109，并用于产生驱动电信号以驱动所述光发射器件109发射光信号。在使用时，所述激光驱动器102通过所述光收发驱动芯片100的引脚以及所述可插拔模块110连接到外接的信号源，所述信号源给所述激光驱动器102提供电信号，所述激光驱动器102根据调制规律，将所述电信号调制成驱动电信号，并提供给所述光发射器件109，以控制所述光发射器件109出射上行光信号。

所述限幅放大器101用于连接至光接收器件108，以对预设范围内的输入信号进行线性放大，并对预设范围外的输入信号进行限幅放大。所述输入信号指的是所述光接收器件108接收到的光信号转换而成的电信号。

所述限幅放大器101的主要功能是将输入信号限幅放大后输出一个固定幅度的电信号。所述限幅放大器101包括依次连接的均衡器、CML (Current Mode Logic)驱动以及CML逻辑输出缓冲单元。所述CML 驱动器包括多级增益放大器。所述限幅放大器101还包括直流失调补偿单元，连接至所述均衡器，用于对输入信号管脚进行直流失调补偿。

所述限幅放大器101还包括峰值监测单元以及信号丢失输出缓冲和逻辑控制单元。峰值检测电路能对信号输入信号幅度的监控，低于预设值时，指示信号经过信号丢失缓存单元输出对应的逻辑电平。

所述数字监控器用于监控所述光收发驱动芯片100内的相关参数，所述相关参数包括发射光功率、接收光功率、芯片温度、提供给所述光发射器件109的偏置电流以及所述光收发驱动芯片100的工作电压。所述发射光功率、接收光功率可通过对所述光电二极管背光电流以及雪崩光电二极管205的背光电流的监控获得，芯片温度可由内置的温度传感器获得。

所述控制器104连接至所述激光驱动器102、限幅放大器101以及所述数字监控器，用于对所述激光驱动器102、限幅放大器101以及所述数字监控器进行控制，包括对所述激光驱动器102输出的驱动电信号的控制，对经由所述限幅放大器101给到所述光接收器件108的工作电压的控制，以及根据所述数字监控器的监控结果进行相应调整控制等。

消光比是指是所述光发射器件109在发射全“1”码时的光功率P1 与全“0”码时发射的光功率P0之比，当消光比发生变化时，会影响接收机的灵敏度。然而，在不同温度下，所述光发射器件109的效率存在区别，这会导致消光比的变化。因此，为了保证消光比的稳定，在所述光收发驱动芯片上电后，所述光收发驱动芯片内配置有温补查找表，用于在不同温度下补偿不同的调制电流，达到稳定消光比的目的。

所述激光驱动器内集成有第一输出预加重单元，用于对所述激光驱动器输出至所述光发射器件的电信号进行输出预加重；所述限幅放大器内集成有第二输出预加重单元，对所述限幅放大器将要输出的电信号进行输出预加重。所述限幅放大器将光电转换后限幅放大后的电信号输出给下一级设备，供下一级设备使用。

所述第一输出预加重单元和第二输出预加重单元能够改善信号边沿，对输出信道有较大寄生电感的情况有明显的改善作用。所述第一输出预加重单元提供多档位的选择，可适配不同的PCB和光发射器件，能显著提升发射眼图的质量；所述第二输出预加重单元提供多档位的选择并配有温补查找表功能，从而达到满足不同温度、不同模块设计的要求。

并且，在一些实施例中，所述控制器104对激光驱动器102的设置，可使光收发驱动芯片100的部分引脚灵活切换，大大方便了使用所述光收发驱动芯片100时的布局和走线。例如图4、图5中的LDOP引脚以及LDON引脚，以及BIASP和IOUTN引脚，这两对引脚可以互换使用， LDON引脚可以连接到所述光发射器件109的引脚LD+，也可以连接到光发射器件109的引脚LD-，BIASP引脚同理。这可以方便模块的走线和布局。

在图1所示的实施例中，所述光收发驱动芯片100还包括主集成电路总线105以及从集成电路总线106。其中，所述主集成电路总线105 一端连接至所述控制器104，另一端连接至外挂存储器107，所述外挂存储器107包括EEPROM存储器，所述EEPROM存储器与所述光收发驱动芯片100的连接关系如图6所示，图6为图4所示的实施例中光收发驱动芯片100与外挂存储器107的连接关系的放大示意图。

所述光收发系统中的外挂存储器107能够为所述光收发驱动芯片 100提供存储空间，在设置所述外挂存储器107后，所述光收发驱动芯片100无需设置MCU、无需编程烧录，方便易用。在一些实施例中，所述控制器的配置存储在外挂存储器107中。运行时，从外挂存储器中导入配置，完成对所述光收发芯片100的初始化。

所述从集成电路总线106一端连接至所述控制器104，另一端用于连接至外接的可插拔模块，以通过所述可插拔模块连接至外接器件，如信号源。

在图1所示的实施例中，所述激光驱动器102、限幅放大器101、数字监控器、所述控制器104、主集成电路总线105以及从集成电路总线106均由CMOS工艺实现，集成于所述光收发驱动芯片100内。成熟的CMOS工艺可以降低成本。

所述光收发驱动芯片100包括PWM引脚(即图4中的pin7)用于输出PWM电压，在使用所述PWM引脚连接到光接收器件108时，可以通过设置所述PWM引脚的外围电路，来固化所述PWM引脚输送 PWM电压时所需的调试寄存器。

在使用所述PWM引脚连接至光接收器件108时，所述PWM引脚与光接收器件108之间还设置有输入网络200，此处如图2所示，所述输入网络200包括反馈电路201、升压电路203以及监控电路202。

由于所述雪崩光电二极管205需要工作在高压下，因此需要设置所述升压电路203给所述雪崩光电二极管205提供较高的工作电压。所述升压电路203一端连接至所述光收发驱动芯片100，一端连接至所述雪崩光电二极管205，还有一端连接至所述监控电路202。

由于所述雪崩光电二极管205的工作电压较高，因此需要设置所述监控电路202、反馈电路201对所述雪崩光电二极管205的工作电压进行监控，以便进行相应的控制。

所述监控电路202用于监控所述雪崩光电二极管205的第二背光电流，并将监控结果返给所述光收发驱动芯片100，以便所述光收发驱动芯片100监控接收光功率大小。

请参阅图4，在图4所示的实施例中，所述光收发系统还包括一个 PNP/PNP匹配双晶体管芯片401，该PNP/PNP匹配双晶体管芯片401 包括BCM856BS芯片，用于监控所述接收光功率。

所述PNP/PNP匹配双晶体管芯片401连接至所述光接收器件的雪崩光电二极管，能够获取所述雪崩二极管的第二背光电流。所述 PNP/PNP匹配双晶体管芯片401还通过第十五电阻R15连接至所述光收发驱动芯片100的IROP引脚，用于监控接收光功率的大小，接收光功率不同时，IROP电流会相应的变化，IROP电流通过所述光收发驱动芯片100的Irop引脚返给所述光收发驱动芯片100。

所述PNP/PNP匹配双晶体管芯片401的外围电路中的第四电阻R4 以及第三电阻R3的阻值比可以用来控制第二背光电流以及监控电流的比值，具体的，Iapd：Iirop＝R4：R3，其中Iapd为所述第二背光电流的大小，所述Iirop为所述监控电流，R4为第四电阻R4的阻值，R3为第三电阻R3的阻值。

所述反馈电路201一端连接所述升压电路203，一端连接所述光收发驱动芯片100，用于将所述升压电路203输出的电流/电压反馈给所述光收发驱动芯片100。

所述输入网络200使得所述光接收器件108中的RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收信号强度指示)电流和雪崩光电二极管的电流比例可调，可以用来监控雪崩光电二极管205的第二背光电流，从而达到监控下行光功率的目的。

实际上，在所述光收发驱动芯片100连接到光接收器件108时，还可以应用升压芯片301。请参阅图3，为另一实施例中所述光接收器件 108与所述光收发驱动芯片100的连接关系示意图。

在图3所示的实施例中，采用图4中所述的光收发驱动芯片100的 FB/DAO引脚(即Pin8)作为电流输出引脚，连接至所述升压芯片301，由所述升压芯片301实现升压控制。所述光收发驱动芯片100通过所述 FB/DAO引脚输出控制电流，结合所述升压芯片301，即可实现对所述雪崩光电二极管205的工作电压以及第二背光电流的监控，并且该方案中不涉及使用PWM引脚时用到的控制寄存器，这使得所述光收发系统中寄存器的设置最简化，并且具有更高的集成度。

使用了一个升压芯片301来达到控制升压的目的。该升压芯片301 集成有升压控制、雪崩光电二极管205电流监控、升压反馈三部分，这与图2所示的实施例相比，具有更高的集成度，并且不涉及PWM电压的控制，寄存器的设置被简化，方便生产调试。

图2、3所示的两个实施例各有优劣，其中图2所示的实施例成本低，但图3中的实施例集成度高，方便模块化布局，简化了寄存器设置，生产调试也更加方便。在实际的使用过程中，可以根据需要进行选择。

所述光收发驱动芯片100中的限幅放大器101有输入均衡功能，能够对输入信号进行补偿，以达到提高信号质量和接收灵敏度的目的。所述光收发驱动芯片100内设置有温补查找表，所述光收发驱动芯片100 能够根据所述温补查找表进行输入均衡、输出加重调整，以满足温度变化下对输入均衡、输出加重的不同需求。

请参阅图1，所述光收发驱动芯片100还具备突发使能引脚BENP，用于接收突发使能信号，且所述突发使能引脚BENP在连接至光发射器件109时，其外围电路中预留了上下拉电阻，使得该突发使能引脚BENP 在默认状态下电平状态可配置，更改引脚BENP的电平极性，使得 XGPON\XEPON模块能够向下兼容GPON\EPON应用的目的。因此能够在同个单板上实现XGPON\XEPON、GPON\EPON，有很好的硬件兼容性。

在该实施例中，所述光收发驱动芯片100包括直流引脚和高频引脚，所述直流引脚用于接收或输出直流信号，包括偏置电流正极引脚以及输出电流负极引脚，其中所述偏置电流正极引脚用于连接至所述光发射器件109，并给所述光发射器件109提供直流偏置。所述高频引脚用于接收或输出高频信号。

在一些实施例中，所述直流引脚，如偏置电流正极引脚以及输出电流负极引脚，通过15欧～33欧的电阻连接至所述光发射器件109。选用15欧～33欧的电阻是因为，若用更小的电阻，则发射眼图差；若用大一点的电阻，则电流增大后电阻的压降大，容易造成芯片引脚电压不足，影响正常使用。

在使用电阻连接所述光发射器件109时，若光发射器件109处于高温、需求的电流较大时，光发射器件109的偏置电流在开启时有明显的“爬坡”，在关断时有明显的“拖尾”。这样将导致突发开启和关断时间超时序要求。

因此，在图4所示的实施例中，将所述偏置电流正极引脚以及输出电流负极引脚通过小阻抗的磁珠，或者电感并电阻的形式连接到所述光发射器件109的两端，其中电感并电阻的形式可以参看图5中的第九电感L9和第七电感L7与第三十七电阻R37的并联形式。

PON模块的上行是突发的，发射突发开启的频率范围在1KHZ～ 3.3MHZ。所述光收发驱动芯片100的BIASP管脚(即PIN17)和IOUTN 管脚(即PIN18)，作为提供光发射器件109偏置电流的通路，用磁珠或者电感并联电阻的形式，连接到光发射器件109。所述磁珠在所述光模块上行突发开启的频率(1KHZ～3.3MHZ)下呈现感性。采用阻抗小的磁珠是由PON模块上行突发开启的频率下，所述磁珠的ZRX特性曲线决定的。由ZRX特性曲线可知，磁珠需要选择为小阻抗的，以满足突发时序的要求。

上行信号的速率在1.25Gbps(XEPON)\2.488Gbps(XGPON)，因此光发射器件109两端都是有这个高频信号。而对所述光收发驱动芯片100的BIASP管脚(即PIN17)和IOUTN管脚(即PIN18)，是提供直流电流的通路，这些高频信号对这两个管脚来说是噪声。采用所述磁珠可以滤除这些噪声，因此能够起到一定的改善发射眼图的作用。并且，使用磁珠的连接方式，不会引起相应引脚的电压变低，能够提高所述管脚电平，因此能更好的兼容不同的光发射器件109。

例如在图4所示的实施例中，使用阻抗为120欧的磁珠，及82nh 的电感并联电阻的形式。

所述光收发驱动芯片100内部集成了激光驱动器102、限幅放大器 101、控制器104以及数字监控器，采用成熟的CMOS工艺将这些模块集成到一个芯片内，相比于现有技术中多个分立芯片集合成光模块的技术方案，具有更高的集成度，并且无需针对各个芯片一一进行生产调试，只需调试单个芯片，简化了光模块的生产调试流程，进一步降低了生产成本。

所述光收发系统建立起了光收发驱动芯片100与光接收器件108、光发射器件109的连接关系，形成了一个完整的光信号收发系统，并且，对光收发驱动芯片100与光接收器件108、光发射器件109之间进行了外围电路的改造，使得所述光收发驱动芯片100能兼容更多应用场景，如突发使能信号引脚的上拉电阻和下拉电阻的给出，就能够使所述光收发驱动芯片100处于XEPON\XGPON便捷的切换到EPON\GPON。这时，只需更改突发使能信号引脚的外围连接，更改BENP引脚的电平极性，就能切换突发使能信号的使能电平，达到向下兼容GPON和EPON 应用的目的，能够在同个单板上实现XGPON\XEPON、GPON\EPON，拓宽了所述光收发系统的硬件兼容性。

并且，进一步的，所述光收发驱动芯片100的直流引脚与光发射器件109间通过磁珠或者电感并联电阻电路实现连接，以滤除直流信号中的高频噪声，并使得发射输出眼图和发射突发开启时间得到优化，具有突发时序快、发射眼图上升下降时间短、眼图模板余量高的优点，并对突发开启关断时间超的问题有很好的改善作用，从而起到减少丢包、降低掉线几率等功能，并且使得所述光收发系统对不同的光发射器件109 有更好的兼容性。

并且，进一步的，所述光收发驱动芯片100以及所述光接收器件108 之间的输入网络200，使得所述光收发驱动芯片100能够给所述光接收器件提供足够的升压后电信号，并且对该升压后的电信号有反馈监控作用，还通过所述监控电路202获取所述雪崩光电二极管205的第二背光电流，来监控接收光功率。

本方案通过对外围器件的精简、对内置寄存器的固化，达到雪崩光电二极管205工作电压稳定、准确、调试简化的目的。

以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，例如各实施例之间技术特征的相互结合，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种光收发驱动芯片，其特征在于，包括：

激光驱动器，用于连接至光发射器件，并产生驱动电信号以驱动所述光发射器件发射光信号；

限幅放大器，用于连接至光接收器件，以对预设范围内的输入信号进行线性放大，并对预设范围外的输入信号进行限幅放大；

数字监控器，用于监控所述光收发驱动芯片内的相关参数；

控制器，连接至所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器，用于对所述激光驱动器、限幅放大器以及所述数字监控器进行控制；

所述激光驱动器、限幅放大器、数字监控器以及所述控制器集成于同一芯片内。

2.根据权利要求1所述的光收发驱动芯片，其特征在于，所述相关参数包括发射光功率、接收光功率、芯片温度、提供给所述光发射器件的偏置电流以及所述光收发驱动芯片的工作电压。

3.根据权利要求1所述的光收发驱动芯片，其特征在于，还包括主集成电路总线以及从集成电路总线，其中，

所述主集成电路总线一端连接至所述控制器，另一端用于连接至外挂存储器；

所述从集成电路总线一端连接至所述控制器，另一端用于连接至外接的可插拔器件，以通过所述可插拔器件连接至外接器件。

4.根据权利要求1所述的光收发驱动芯片，其特征在于，所述激光驱动器内集成有第一输出预加重单元，用于对所述激光驱动器输出至所述光发射器件的电信号进行输出预加重；

所述限幅放大器内集成有第二输出预加重单元，对所述限幅放大器将要输出的电信号进行输出预加重。

5.一种光收发系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的光收发驱动芯片，以及：

光发射器件，连接至所述激光驱动器，用于将所述激光驱动器提供的驱动电信号转换为上行光信号，并出射所述上行光信号；

光接收器件，连接至所述限幅放大器，用于接收下行光信号，并将所述下行光信号转换为电信号；

信号源，连接至所述光收发驱动芯片，用于为所述光收发驱动芯片提供信号源。

6.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，所述光收发驱动芯片包括直流引脚和高频引脚，所述直流引脚用于接收或输出直流信号，包括偏置电流正极引脚以及输出电流负极引脚；所述高频引脚用于接收或输出高频信号。

7.根据权利要求6所述的光收发系统，其特征在于，所述直流引脚通过磁珠连接至外界直流信号，所述磁珠的阻抗小于预设阻抗，以减少接收或输出的信号中的高频部分。

8.根据权利要求6所述的光收发系统，其特征在于，所述直流引脚通过电感电阻并联电路连接至外界直流信号，以减少接收或输出的信号中的高频部分，所述电感电阻并联电路包括电感和电阻，且所述电感的第一端连接至所述电阻的第一端以及所述直流引脚；所述电感的第二端连接至所述电阻的第二端，并用于接收外界直流信号。

9.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，所述光收发驱动芯片包括突发使能信号引脚，连接至所述光发射器件，用于为所述光发射器件提供突发使能信号，且所述突发使能信号引脚通过一上拉电阻连接至一高电平，并通过一下拉电阻连接至一低电平。

10.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，还包括自动光功率功控制回路，一端连接所述光收发驱动芯片，一端连接所述光发射器件，用于获取所述光发射器件的第一背光电流，并将所述第一背光电流反馈回所述数字监控器，供所述数字监控器根据所述第一背光电流监控发射光功率。

11.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，所述光接收器件包括依次连接的雪崩光电二极管以及跨阻放大器，其中所述雪崩光电二极管用于接收所述下行光信号，并将所述下行光信号转换为第一电信号；所述跨阻放大器连接至所述雪崩光电二极管的输出端，用于对所述雪崩光电二极管输出的第一电信号进行转换放大，输出放大后的第二电信号。

12.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，还包括输出网络，所述输出网络包括：

升压电路，一端连接所述光收发驱动芯片，一端连接所述光接收器件的雪崩光电二极管，用于为所述雪崩光电二极管提供升压后的电信号；

反馈电路，一端连接所述升压电路，一端连接所述光收发驱动芯片，用于将所述升压电路输出的升压后的电信号反馈至所述光收发驱动芯片；

监控电路，一端连接至所述雪崩光电二极管，一端连接所述光收发驱动芯片，还有一端连接至所述升压电路，用于获取所述雪崩光电二极管的第二背光电流，供所述数字监控器根据所述第二背光电流获取接收光功率。

13.根据权利要求5所述的光收发系统，其特征在于，还包括外挂存储器，连接至所述控制器，用于为所述控制器提供数据存储空间。

Images