KR101988920B1 - Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof - Google Patents

Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR101988920B1
KR101988920B1 KR1020190035102A KR20190035102A KR101988920B1 KR 101988920 B1 KR101988920 B1 KR 101988920B1 KR 1020190035102 A KR1020190035102 A KR 1020190035102A KR 20190035102 A KR20190035102 A KR 20190035102A KR 101988920 B1 KR101988920 B1 KR 101988920B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
clock
signal
data
pattern
burst
Prior art date
Application number
KR1020190035102A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
박성훈
서인식
백준현
Original Assignee
(주)자람테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)자람테크놀로지 filed Critical (주)자람테크놀로지
Priority to KR1020190035102A priority Critical patent/KR101988920B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101988920B1 publication Critical patent/KR101988920B1/en
Priority to PCT/KR2019/013048 priority patent/WO2020197013A1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/60Receivers
    • H04B10/66Non-coherent receivers, e.g. using direct detection
    • H04B10/69Electrical arrangements in the receiver
    • H04B10/695Arrangements for optimizing the decision element in the receiver, e.g. by using automatic threshold control
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

The present invention relates to a multilevel optical reception device with an increased burst mode clock and data recovery performance, which enables an optical line terminal (OLT) optical reception device to quickly recover a clock of a multilevel optical signal received in a burst mode, increase reception performance, and fit a processing clock of media access control (MAC) to a communication speed, and a method thereof. According to the present invention, when receiving an uplink multilevel optical signal transmitting data of a plurality of bits as a multilevel optical signal at a time, a preamble of an uplink burst signal frame formed with a pattern for clock recovery and a pattern for adjusting a reception unit is received, such that clock synchronization is quickly performed and the performance of the reception unit is optimized to a corresponding burst signal based on the synched clock through a preset reception unit adjustment pattern, thereby providing an effect of increasing data recovery performance without using a precise device while remarkably increasing a clock recovery speed in a burst mode. According to the present invention, the multilevel optical reception device comprises a photodiode, a burst mode transimpedance amplifier, a limiting amplifier, a burst clock recovery unit, and a clock multiplication unit.

Description

버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법{Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-level optical receiving apparatus and method for improving burst mode clock and data recovery performance,

본 발명은 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 OLT(Optical Line Terminal) 광수신 장치가 버스트 모드로 수신되는 멀티레벨 광신호의 클럭을 신속하게 복원하고, 수신 성능을 높임과 아울러 MAC(Media Access Control)의 처리 클럭을 통신 속도에 맞출 수 있도록 한 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multilevel optical receiving apparatus and method for enhancing a burst mode clock and data restoration performance, and more particularly, to an optical line terminal (OLT) optical receiving apparatus that quickly restores a clock of a multilevel optical signal received in a burst mode And more particularly, to a multilevel optical receiving apparatus and method for enhancing a burst mode clock and data restoration performance that can improve reception performance and match a processing speed of a MAC (Media Access Control) to a communication speed.

수동형 광네트워크(PON) 기술은 고속 가입자망을 구성하기 위한 것으로, 시분할 방식이나 파장 분할 방식을 통해서 복수 가입자의 동시 접속을 처리할 수 있도록 구성된다. 이러한 방식들 중에서 비용 대비 효율이 높은 시분할 방식이 주로 사용되는데, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av/ah에 따른 EPON(Ethernet PON)이나 10G-EPON(10Gigabit EPON), ITUT(International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector) G.984/7에 따른 GPON(Gigabit PON) 이나 XGPON(10Gigabit PON), G.989에 따른 NGPON2(Next Generation PON) 등이 대표적이다.The passive optical network (PON) technology is configured to configure a high-speed subscriber network and can process simultaneous access of a plurality of subscribers through a time division scheme or a wavelength division scheme. Among these methods, a cost-effective time-sharing method is mainly used, and EPON (Ethernet PON) or 10G-EPON (10Gigabit EPON) according to IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3av / ah, International Telecommunication Union -Telecommunication Standardization Sector Gigabit PON, XGPON (10Gigabit PON) according to G.984 / 7 and NGPON2 (Next Generation PON) according to G.989 are representative.

이러한 PON의 구성을 보면, 기본적으로 전화국사에 설치된 하나의 OLT(Optical Line Terminal)와 복수 가입자의 ONT(Optical Network Terminal) 혹은 ONU(Optical Network Unit)가 수동 광분기 장치인 리모트 노드(Remote Node)(광스플리터 이용)를 통해 일대다(Point to Multipoint) 네트워크 구조를 가진다.In the configuration of such a PON, a single optical line terminal (OLT) installed in the telephone company and an ONT (Optical Network Terminal) or an ONU (Optical Network Unit) of a plurality of subscribers are connected to a remote node, (Point-to-Multipoint) network structure through an optical splitter (using an optical splitter).

도 1은 일반적인 PON의 구성을 보인 것으로, 도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광트랜시버(1a)를 구비한 OLT(1)는 리모트 노드(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(2)와 연결되는데, 각 ONT(2)에도 각각 광트랜시버(2a)가 구성된다. 이러한 구성을 통해 복수의 가입자 ONT(2)에 대한 고속 통신 서비스를 제공할 수 있다.FIG. 1 shows a configuration of a general PON. As shown in the figure, an OLT 1 having an optical transceiver 1a for converting an electric signal into an optical signal is connected to a plurality of subscriber ONTs 2 Each ONT 2 is also provided with an optical transceiver 2a. With this configuration, it is possible to provide a high-speed communication service for a plurality of subscriber ONTs 2.

도 2는 PON의 하향 신호 전송 방식 및 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2a는 수동형 광네트워크의 하향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 OLT(1)가 ONT(2)에 전송할 하향 프레임 데이터를 연속적으로 보내면 복수의 ONT(2_1, 2_2)는 이러한 하향 프레임 데이터 중에서 자신에 대한 프레임 데이터를 선별하여 수신한다. 따라서, 이러한 하향 신호는 OLT(1)가 자신의 클럭으로 변조한 신호를 연속적으로 전송하는 것만으로 신호 충돌 없는 연속 데이터 전송이 가능하다. 또한, 이러한 연속 데이터로 이루어진 하향 신호는 모두 OLT(1)의 클럭을 이용하므로 각 ONT(2)는 이러한 하향 신호에 대한 클럭을 한번 만 복원하여 동기화 하면 된다.2 is a conceptual diagram for explaining a downlink signal transmission method and an uplink signal transmission method of a PON. 2A is a conceptual diagram for explaining a downlink signal transmission method of a passive optical network. As shown in the figure, when the OLT 1 continuously transmits downstream frame data to be transmitted to the ONT 2, a plurality of ONTs 2_1 and 2_2 are Frame data for itself among the downlink frame data is selectively received. Accordingly, this downstream signal can be continuously transmitted without signal collision only by continuously transmitting a signal modulated by the OLT 1 with its own clock. Also, since all of the downstream signals including the continuous data use the clock of the OLT 1, the ONTs 2 need to recover and synchronize the clock for the downstream signals only once.

하지만, ONT(2)가 OLT(1)로 상향 프레임 데이터를 전송하는 상향 신호의 경우 복수의 ONT(2_1, 2_2)가 임의로 상향 신호를 전송하게 되면 신호가 충돌할 가능성이 있기 때문에 ONT(2)에 대한 정보(개수, 거리 등)를 알고 있는 OLT(1)가 하향 신호를 통해 개별 ONT(2)에 대한 상향 신호의 전송 시점과 데이터량에 대한 제어 정보를 전달하면 각 ONT(2_1, 2_2)는 해당 제어 정보를 기반으로 다양한 크기의 상향 버스트 신호를 생성하여 충돌 없이 전달하게 된다.However, in the case of an upstream signal in which the ONT 2 transmits upstream frame data to the OLT 1, if a plurality of ONTs 2_1 and 2_2 arbitrarily transmit upstream signals, The ONTs 2_1 and 2_2 transmit the control information about the transmission time point and the data amount of the upstream signal to the individual ONTs 2 through the downstream signal, Generates an uplink burst signal of various sizes based on the corresponding control information and transmits the burst signal without collision.

도 2b는 수동형 광네트워크의 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 ONT(2_1, 2_2)는 각각 상이한 시점에 정해진 데이터량의 상향 신호를 생성하여 OLT(1)에 전송하게 되는데, 각 상향 신호는 충돌을 방지하기 위하여 가드 구간(a)으로 구분된다.2B is a conceptual diagram for explaining an uplink signal transmission method of a passive optical network. As shown in FIG. 2B, the ONTs 2_1 and 2_2 generate uplink signals of predetermined amounts of data at different time points and transmit them to the OLT 1 , And each uplink signal is divided into a guard interval (a) to prevent collision.

이러한 상향 신호의 경우 도시된 바와 같이 신호가 계속하여 분절되는 버스트 신호이며, 각 신호는 개별 ONT(2_1, 2_2)의 자체 클럭을 이용하기 때문에 상향 버스트 신호의 클럭들은 상호 혹은 OLT 클럭과 동기화되어 있지 않아 이를 수신하는 OLT(1)의 클럭과는 편차가 존재하게 된다. As shown in the figure, the upstream signal is a burst signal in which the signal is continuously divided. Since each signal uses its own clock of the ONTs 2_1 and 2_2, the clocks of the upstream burst signals are synchronized with each other or with the OLT clock And there is a deviation from the clock of the OLT 1 receiving it.

즉, 도시된 경우 상향 버스트 신호의 개별 시작 시점인 t1, t2, t3는 OLT(1)의 클럭과 편차가 존재하므로 OLT(1)는 상향 버스트 신호 각각에 대해서 매번 클럭을 복원하고 그에 따라 데이터를 복원해야만 한다.That is, in the illustrated case, since the individual start timings t1, t2 and t3 of the upstream burst signal are different from the clock of the OLT 1, the OLT 1 restores the clock for each of the upstream burst signals, It must be restored.

특히 서로 다른 위치의 ONT(2)에서 전송되는 상향 버스트 신호는 각각 상이한 크기 및 신호 세기로 단절되면서 OLT나 OLT 리피터의 광 트랜시버 내부 포토 다이오드로 수신되기 때문에 포토 다이오드가 생성하는 전류를 전압으로 변환하여 증폭하는 트랜스임피던스 증폭기(TIA)의 증폭률이 가변되어야 할 뿐만 아니라 10Gbps 혹은 25Gbps 고속신호는 매우 짧기 때문에 회로 내부 커패시턴스의 방전이나 충전이 완벽하게 이루지지 않은 문제가 있다. 따라서 이러한 기생커패시턴스 값은 회로내부에 상당시간 잔류하게 되고, 이러한 잔류 전류로 인하여 노이즈 신호가 많이 포함된 트랜스임피던스 증폭기의 출력을 이용하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 과정은 상당히 어려우며 시간도 오래 걸리게 된다.In particular, since the upstream burst signals transmitted from the ONTs 2 at different positions are received by the photodiodes inside the optical transceiver of the OLT or the OLT repeater, respectively, with different sizes and signal strengths, the currents generated by the photodiodes are converted into voltages In addition to the amplification of the amplifying transimpedance amplifier (TIA), the 10 Gbps or 25 Gbps high-speed signal is very short, so that the discharge or charging of the internal capacitance of the circuit is not completed. Therefore, the parasitic capacitance value remains in the circuit for a considerable time, and the burst mode clock and data recovery process using the output of the trans-impedance amplifier including a large number of noise signals due to the residual current are considerably difficult and time-consuming.

따라서, 상용 제품의 경우 상향 버스트 신호 간 가드 시간을 오래 설정하게 되고, 전송 프레임의 프리앰블을 과도할 정도로 반복 삽입(예를 들어, 64비트 프리앰블을 수십~수백 회 반복)하여 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원을 위해 충분한 트레이닝 기회를 제공하도록 하므로 대역폭이 줄어드는 원인이 되고 있다.Therefore, in the case of a commercial product, the guard time between the upstream burst signals is set longer, and the burst mode clock and data restoration are repeatedly inserted (for example, by repeating a 64-bit preamble several tens to several hundred times) To provide sufficient training opportunities for the user, thereby reducing bandwidth.

한편, 5세대 이동통신의 도입과 고품질 서비스의 확산, IoT(Internet of Things) 장비의 보급에 따라 가입자망과 매트로망에 사용되는 광통신에 요구되는 대역폭 역시 가파르게 증가하고 있는 실정이다 .On the other hand, as the introduction of the fifth generation mobile communication, the spread of high quality services, and the spread of the Internet of Things (IoT) equipment, the bandwidth required for the optical communication used for the subscriber network and the metro network is also increasing steeply.

이렇듯 가파르게 요구 대역폭이 증가하는 광통신 방식이지만 아직까지 대부분은 광신호의 세기를 2단계, '1' 또는 '0'으로 구분하는 NRZ(NonReturn to Zero) 변조 방식을 사용하고 있다. 하지만 25Gbps, 50Gbps 및 100Gbps 초광대역 통신에 NRZ통신을 사용할 경우에는 펨토초 수준의 극초단위의 비트전환시간으로 인하여 개발에 어려움이 있다. 이러한 배경으로 인하여 최근 한 번의 신호 전달을 통해 복수의 데이터를 전송할 수 있는 멀티레벨 광신호를 이용하는 변조 방식(예를 들어, PAM(Pulse Amplitude Modulation) 4나 PAM 8 등)을 적용하고자 하는 여러 연구들이 진행되고 있다.In this way, the optical communication system that requires a steep increase in the required bandwidth is used. However, the NRZ (NonReturn to Zero) modulation method is used, in which the intensity of the optical signal is divided into two levels of '1' or '0'. However, when NRZ communication is used for 25Gbps, 50Gbps, and 100Gbps ultra-wideband communication, it is difficult to develop due to bit switching time of the femtosecond level. Due to this background, various studies to apply a modulation scheme (for example, PAM (Pulse Amplitude Modulation) 4 or PAM 8) using a multilevel optical signal capable of transmitting a plurality of data through one signal transmission It is progressing.

이러한 멀티레벨 광신호를 이용할 경우, 앞서 설명했던 OLT가 상향 버스트 신호에 대한 클럭을 매번 동기화하고 데이터를 복원해야 하는 상황이 극단적으로 악화될 수 있다. When such a multi-level optical signal is used, the situation in which the OLT synchronizes the clock for the upstream burst signal every time and restores the data may be extremely deteriorated.

즉, 현재의 NRZ 방식의 버스트 신호라 하더라도 25Gbps 수준 이상의 초광대역 통신의 경우 펨토초 수준의 극초단위의 비트전환시간이 사용되고 있는데, 이를 적어도 4개 레벨 이상의 서로 다른 수신 신호를 이용하여 클럭을 동기화하고, 데이터를 복원하는 것이 쉽지 않다. 특히, 버스트 신호의 특성상 ONT 별로 신호의 크기와 세기가 모두 다르고 데이터 간 지연도 다르기 때문에 이를 적절히 증폭한 후 멀티레벨 신호를 통해서 클럭을 복원하는데 시간이 오래 걸리고, 각각 상이한 멀티레벨 신호를 구분 가능하도록 복원하는 것도 쉽지 않아 정밀한 송수신 소자가 필요할 뿐만 아니라 복원 품질에도 한계가 있다.That is, even in the case of the current NRZ burst signal, a bit switching time of a femtosecond level is used for ultra-wideband communication of a level of 25 Gbps or more. This is achieved by synchronizing clocks using at least four different levels of received signals, It is not easy to restore the data. In particular, due to the characteristics of the burst signal, it takes a long time to amplify the clock signal through the multi-level signal after appropriately amplifying it, since the signal size and intensity are different for each ONT and the delay between data is different. It is not easy to restore it, so a precise transmission / reception device is required and restoration quality is also limited.

나아가 현재의 버스트모드 클럭 데이터 복원부의 구성의 경우 복원된 데이터를 OLT MAC(Media Access Control)에 직렬 신호를 직접 제공하는 방식이기 때문에 예를 들어, 25Gbps 속도로 한 번에 적어도 2비트의 데이터(PAM4의 경우)를 수신한다면 이를 직렬화하여 처리하기 위해서 OLT MAC은 적어도 2배 이상의 클럭(25Gbps->50Ghz 클럭)이 필요하게 되어 구현이 어려워지게 된다.Further, in the case of the configuration of the current burst mode clock data restoration unit, since the restored data is a method of directly providing a serial signal to the OLT MAC (Media Access Control), for example, at least two bits of data (PAM4 The OLT MAC requires at least twice the clock (25Gbps-> 50Ghz clock) in order to serialize and process it, which makes implementation difficult.

따라서, 하향 신호는 멀티레벨을 이용하고, 상향 신호는 기존의 NRZ 방식을 이용하는 비대칭 통신 방식은 서비스 사업자의 정책과 맞지 않는 방식이다. 최근 들어 사용자 상향 데이터 폭증에 따라 상하향 동일 속도를 적용하는 요구가 증대되고 있을 뿐만 아니라 상하향을 비대칭으로 구현하기 위해 서로 다른 변조방식을 적용한다는 것은 현실적으로 사업자의 호응을 받지 못하는 기술이다.Accordingly, the asymmetric communication scheme using the existing NRZ scheme is not compatible with the policy of the service provider, while the downlink signal uses multi-level and the uplink signal uses the existing NRZ scheme. In recent years, there has been an increasing demand for applying the same speed up and down according to user data uptake, and different modulation schemes are applied to realize uplink and downlink asymmetry.

결국, 하향은 물론이고 상향 신호까지도 멀티레벨 광신호를 이용할 수 있도록 하는 새로운 광 수신 장치에 대한 필요성이 높아지고 있으며, 이러한 광신호 송수신을 위해서 고가의 정밀한 송수신 소자를 사용하지 않고서도 그 수신 품질을 높일 수 있도록 하는 방안에 대한 대안이 절실한 실정이다.As a result, there is an increasing need for a new optical receiver that can utilize multilevel optical signals, not only downlinks but also uplink signals. In order to transmit and receive optical signals, it is necessary to increase the reception quality without using expensive, There is an urgent need for an alternative method.

한국등록특허 제10-1541975호 [발명의 명칭: 광통신 수신기 및 이에 사용되는 칩]Korean Patent No. 10-1541975 [Title of the invention: Optical communication receiver and chip used therein] 한국 등록특허 제10-1078052호 [수동 광 통신 망에서의 수신 데이터 복원 장치 및 방법]Korean Patent No. 10-1078052 [Apparatus and method for restoring received data in a passive optical communication network]

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수 비트의 데이터를 멀티레벨 광신호로 한 번에 전송하는 상향 멀티레벨 광신호를 수신함에 있어, 클럭 복원을 위한 패턴과 수신부 조정용 패턴을 순차적으로 구성한 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블을 수신하여 신속한 클럭 동기화를 수행하고, 동기화된 클럭을 기준으로 미리 약속된 수신부 조정용 패턴을 통해서 수신부 성능을 각각의 ONT마다 서로 다른 버스트 신호에 최적화함으로써 고가의 정밀 소자를 이용하지 않더라도 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for receiving an upstream multilevel optical signal for transmitting data of a plurality of bits to a multilevel optical signal at a time, By performing a fast clock synchronization by receiving the preamble of the configured uplink burst signal frame and by optimizing the receiving section performance for different burst signals for each ONT through a predefined pattern for adjusting the reception section based on the synchronized clock, And a multilevel optical receiving apparatus and method that improves the burst mode clock and data restoration performance without using the multilevel optical receiving apparatus.

본 발명의 다른 목적은 실제 설치 환경에서 매번 다르게 수신되는 상향 버스트 신호를 수신함에 있어 클럭 동기 속도를 크개 개선하고, 데이터 복원은 별도로 수행한 후 멀티레벨에 대응되는 복수 비트의 데이터를 병렬로 처리하도록 함으로써 MAC의 인터페이스 및 동작 속도를 데이터 전송 속도 수준으로 유지하도록 하여 개발 부담을 경감시킬 수 있도록 한 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to improve a clock synchronization speed in receiving an upstream burst signal received differently each time in an actual installation environment, to separately perform data restoration, and then to process a plurality of bits of data corresponding to a multi level in parallel And to provide a multilevel optical receiving apparatus and method capable of improving the burst mode clock and data restoration performance by reducing the development burden by maintaining the MAC interface and operation speed at a data transmission rate level.

본 발명의 또 다른 목적은 매번 다르게 수신되는 상향 버스트 모드 신호의 멀티레벨 신호의 구분 기준에 대해서 약속된 테스트 패턴을 프리앰블의 수신부 조정용 패턴으로 수신하여 수신 광신호에 따른 전압을 테스트 패턴 별로 분류한 후 각 분류를 구분하기 위한 기준 전압 세트를 추정함으로써 수신 광전력에 따라 상이한 특성을 보이는 개별 애벌런치 포토다이오드의 실제 사용 환경에 따른 최적화를 통해 수신 성능을 개선할 수 있도록 한 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method and apparatus for receiving a different test pattern for a discrimination criterion of a multi-level signal of an upstream burst mode signal received each time as a pattern for adjusting a receiving section of a preamble, A burst mode clock and data restoration performance for improving the reception performance by optimizing the individual avalanche photodiodes showing different characteristics according to the received optical power by estimating a reference voltage set for classifying each classification Level light receiving apparatus and method.

본 발명의 일 실시예에 따른 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치는 약속된 클럭 복원용 패턴이 포함된 프리앰블을 가지는 멀티레벨 상향 버스트 신호 프레임을 수신하여 클럭과 데이터를 복원하여 MAC(Media Access Control)을 통해 처리하는 멀티레벨 광수신 장치로서, 멀티레벨 광신호를 수신하는 포토다이오드와, 포토다이오드의 전류를 전압으로 변환하는 버스트 모드 트랜스임피던스 증폭기와, 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하고, 구분에 대응되는 복수 비트를 병렬로 출력하여 MAC에 제공하는 리미팅 증폭기와, 리미팅 증폭기에서 구분 증폭된 신호 중 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴을 통해 클럭을 복원하는 버스트 클럭 복원부와, 버스트 클럭 복원부에서 복원한 클럭을 전송 속도에 맞추어 배수로 증가시키는 클럭 배수부를 포함한다.The multilevel optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance according to an embodiment of the present invention receives a multilevel upstream burst signal frame having a preamble including a predetermined clock recovery pattern and restores the clock and data A multilevel optical receiving apparatus for processing through a MAC (Media Access Control), comprising: a photodiode for receiving a multilevel optical signal; a burst mode transimpedance amplifier for converting the current of the photodiode into a voltage; A limiting amplifier for selectively amplifying a plurality of bits corresponding to the division in parallel according to a set reference voltage and providing the plurality of bits in parallel to the MAC, A clock composed of binary patterns consecutively slowed to less than half of the transmission speed It comprises a distance from the pattern burst clock to restore the clock recovery unit, a clock unit for draining the recovered clock from the clock recovery unit bursts in increments in accordance with the transmission rate.

일례로서, 멀티레벨 광신호가 PAM(Pulse Amplitude Modulation)-N인 경우 상기 클럭 복원용 패턴은 N종류의 신호 중에서 최소 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하고, 최대 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하는 신호 세트를 여러번 구성하여 전송속도를 임시로 낮춘 것일 수 있다.For example, when the multilevel optical signal is PAM (Pulse Amplitude Modulation) -N, the clock recovery pattern repeats the signal corresponding to the minimum data among the N types of signals a plurality of times and repeats the signal corresponding to the maximum data a plurality of times And the transmission rate may be temporarily lowered by constructing the signal set several times.

여기서, 리미팅 증폭기는 클럭 배수부를 통해 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 수신 프레임의 데이터에 대응되는 신호를 기준 전압 세트를 통해 N종류 중 하나로 구분한 후 Log2N개 비트의 병렬 신호를 클럭마다 MAC에 제공하는 것일 수 있다.Here, the limiting amplifier is then separated signal corresponding to the data of the received frame by using the recovered clock signals according to the transmission speed through the clock drain to one of the N type with a reference voltage set the clock for parallel signal from the Log 2 N bits To the MAC every time.

일례로서, 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블은 클럭 복원용 패턴 이후에 약속된 수신부 조정용 패턴을 더 포함하며, 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압 중 수신된 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 각 패턴 별로 분류하여 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기에 적용하는 제어부를 포함할 수 있다.For example, the preamble of the upstream burst signal frame further includes a receiving section adjustment pattern promised after the clock recovery pattern, and the receiving voltage according to the receiving section adjusting pattern included in the received preamble of the receiving voltage of the transimpedance amplifier And a control unit for estimating a reference voltage set capable of classifying each pattern and applying the same to the limiting amplifier.

여기서, 제어부는 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 약속된 수신부 조정용 패턴의 데이터를 기준으로 상이한 데이터에 대응되는 수신 전압을 구분하여 저장하면서 데이터별로 저장된 수신 전압들의 분포 범위를 기준으로 각 데이터를 구분할 수 있는 기준 전압을 각 데이터별 수신 전압 분포 범위 사이에서 각각 추정할 수 있다.Here, the controller may divide the reception voltage corresponding to the different data based on the data of the predetermined receiving section adjustment pattern, and divide the received voltage of the transimpedance amplifier based on the distribution range of the reception voltages stored for each data, The reference voltage can be estimated between the reception voltage range of each data.

또한, 제어부는 상향 버스트 신호 프레임이 수신될 때마다 기준 전압 세트 추정을 수행하거나, 상기 MAC으로부터 상향 버스트 신호의 스케줄 정보를 수신하여 이전에 기준 전압 세트를 추정한 단말로부터 수신되는 상향 버스트 신호 프레임의 경우 기준 전압 세트 추정을 생략하고 해당 단말에 대해서 이전에 추정된 기준 전압 세트를 이용할 수 있다.In addition, the controller may perform a reference voltage set estimation each time an uplink burst signal frame is received, or receive scheduling information of an uplink burst signal from the MAC, and transmit the uplink burst signal frame received from the terminal, The reference voltage set estimation may be omitted and a previously estimated reference voltage set for the terminal may be used.

본 발명의 다른 실시예에 따른 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 방법은 약속된 클럭 복원용 패턴이 포함된 프리앰블을 가지는 멀티레벨 상향 버스트 신호 프레임을 수신하여 클럭과 데이터를 복원하여 MAC을 통해 처리하는 멀티레벨 광수신 방법으로서, 포토다이오드를 통해 수신한 멀티레벨 광신호의 전류를 트랜스임피던스 증폭기를 통해 전압으로 변환하는 단계, 리미팅 증폭기를 통해 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하는 단계, 버스트 클럭 복원부가 리미팅 증폭기에서 구분 증폭된 신호 중 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴을 통해 클럭을 복원하고, 클럭 배수부를 통해 복원한 클럭을 전송 속도에 맞추어 배수로 증가시키는 단계, 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 상기 리미팅 증폭기가 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하고, 구분에 대응되는 복수 비트를 병렬로 출력하여 MAC에 제공하는 단계를 포함한다.The multilevel optical receiving method of improving the burst mode clock and data recovery performance according to another embodiment of the present invention receives a multilevel uplink burst signal frame having a preamble including a promised clock recovery pattern and restores the clock and data Level optical signal received through a photodiode to a voltage through a transimpedance amplifier, a step of converting a reception voltage of the transimpedance amplifier through a limiting amplifier to a set reference voltage And a clock recovery pattern composed of a binary pattern in which a minimum value and a maximum value of a multi-level signal among the signals classified and amplified by the burst clock restoring unit are successively reduced to less than half of the transmission speed, Clock, and through the clock divider Increasing the desired clock by a factor corresponding to the transmission rate, amplifying the received voltage according to the set reference voltage using the clock recovered according to the transmission rate, and outputting a plurality of bits corresponding to the division in parallel To the MAC.

일례로서, 멀티레벨 광신호가 PAM-N인 경우 상기 클럭 복원용 패턴은 N종류의 신호 중에서 최소 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하고, 최대 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하는 신호 세트를 여러번 구성하여 전송속도를 임시로 낮춘 것일 수 있다.For example, in the case where the multi-level optical signal is PAM-N, the clock recovery pattern repeats the signal corresponding to the minimum data among the N kinds of signals a plurality of times, and sets the signal set for repeating the signal corresponding to the maximum data a plurality of times And temporarily lowering the transmission speed.

여기서, 리미팅 증폭기가 상기 클럭 배수부를 통해 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 수신 프레임의 데이터에 대응되는 신호를 기준 전압 세트를 통해 N종류 중 하나로 구분한 후 Log2N개 비트의 병렬 신호를 클럭마다 MAC에 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Here, the limiting amplifier is a parallel signal of the clock to evacuate through the reference voltage set, a signal corresponding to the data of the received frame by using the recovered clock signals according to the transmission speed through the then separated by one of the N types Log 2 N bits And providing the MAC to each clock.

일례로서, 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블은 클럭 복원용 패턴 이후에 약속된 수신부 조정용 패턴을 더 포함하며, 제어부가 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압 중 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 각 패턴 별로 분류하여 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기에 적용하는 단계를 포함할 수 있다.For example, the preamble of the upstream burst signal frame further includes a receiving section adjustment pattern promised after the clock recovery pattern, and the control section controls the receiving voltage according to the pattern for adjusting the receiving section included in the preamble among the receiving voltages of the transimpedance amplifier, Estimating a set of reference voltages capable of classifying each pattern, and applying the same to the limiting amplifier.

본 발명의 실시예에 따른 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법은 복수 비트의 데이터를 멀티레벨 광신호로 한 번에 전송하는 상향 멀티레벨 광신호를 수신함에 있어, 클럭 복원을 위한 패턴과 수신부 조정용 패턴을 순차적으로 구성한 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블을 수신하여 신속한 클럭 동기화를 수행하고, 동기화된 클럭을 기준으로 미리 약속된 수신부 조정용 패턴을 통해서 수신부 성능을 각각의 ONT마다 서로 다른 버스트 신호에 최적화함으로써 버스트 모드에서의 클럭 복원 속도를 비약적으로 높이면서 정밀 소자를 이용하지 않더라도 데이터 복원 성능을 높일 수 있는 효과가 있다.The multilevel optical receiving apparatus and method for improving the burst mode clock and data restoration performance according to the embodiment of the present invention may be configured such that in receiving an upward multilevel optical signal for transmitting a plurality of bits of data to a multilevel optical signal at a time, A preamble of an uplink burst signal frame in which a pattern for restoration and a pattern for adjusting a reception unit are sequentially formed is received to perform a fast clock synchronization and a reception unit performance is preliminarily determined according to a synchronized clock, It is possible to increase the clock recovery speed in the burst mode dramatically and optimize the other burst signals, thereby improving the data recovery performance without using the precision device.

본 발명의 실시예에 따른 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법은 실제 설치 환경에서 매번 다르게 수신되는 상향 버스트 신호를 수신함에 있어 클럭 동기 속도를 크개 개선하고, 데이터 복원은 별도로 수행한 후 멀티레벨에 대응되는 복수 비트의 데이터를 병렬로 처리하도록 함으로써 MAC의 인터페이스 및 동작 속도를 데이터 전송 속도 수준으로 유지하도록 하여 개발 부담을 경감시킬 수 있는 효과가 있다.The multilevel optical receiving apparatus and method for improving the burst mode clock and data restoration performance according to the embodiment of the present invention improves the clock synchronization speed in receiving an upstream burst signal that is received differently each time in actual installation environment, Bit data corresponding to the multi-level is processed in parallel so that the interface and the operation speed of the MAC are maintained at the data transfer rate level, thereby reducing development burden.

본 발명의 실시예에 따른 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치 및 방법은 매번 다르게 수신되는 상향 버스트 모드 신호의 멀티레벨 신호의 구분 기준에 대해서 약속된 테스트 패턴을 프리앰블의 수신부 조정용 패턴으로 수신하여 수신 광신호에 따른 전압을 테스트 패턴 별로 분류한 후 각 분류를 구분하기 위한 기준 전압 세트를 추정함으로써 수신 광전력에 따라 상이한 특성을 보이는 개별 애벌런치 포토다이오드의 실제 사용 환경에 따른 최적화를 통해 수신 성능을 개선할 수 있는 효과가 있다.A multi-level optical receiving apparatus and method for enhancing burst mode clock and data restoration performance according to an exemplary embodiment of the present invention includes a step of adjusting a test pattern predicted for a discrimination criterion of a multilevel signal of an upstream burst mode signal, Pattern of the received optical signal is classified according to the test pattern and the reference voltage set for classifying each classification is estimated so that the optimization according to the actual use environment of the individual avalanche photodiode showing different characteristics according to the received optical power So that the reception performance can be improved.

도 1은 일반적인 수동형 광네트워크의 구성 예.
도 2는 수동형 광네트워크의 하향 및 상향 신호 전송 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 3은 수동형 광네트워크의 상향 신호 복원 방식을 설명하기 위한 개념도.
도 4는 수동형 광네트워크의 상하향 신호 송수신을 위한 구성도.
도 5는 OLT에서 수신되는 상향 신호의 수신 상태를 설명하기 위한 개념적 신호 그래프도.
도 6은 NRZ 변조 방식과 PAM 4 변조 방식에 따른 레이저 다이오드 출력 해상도를 비교한 예시도.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 멀티레벨 광신호 송수신 시스템의 구성을 보인 구성도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 PAM4 광신호 송수신 장치의 구성을 보인 구성도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블 구성의 일부를 보인 예시도.
도 10은 테스트 패턴과 그에 따른 복수 레벨 신호 및 이를 수신한 멀티레벨 광수신 장치의 기준 전압 세트 추정 방식을 설명하기 위한 예시적 개념도.
도 11은 본 발명의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도.
도 12는 SFP 장치의 구성 개념도.
도 13은 SFP 장치의 표준 20핀 장비 연결 인터페이스 구성도.
도 14는 SFP 장치의 변형된 20핀 장비 연결 인터페이스 구성도.
1 is a configuration example of a general passive optical network.
2 is a conceptual diagram for explaining a downlink and uplink signal transmission method of a passive optical network;
3 is a conceptual diagram for explaining an upstream signal restoration method of a passive optical network.
4 is a configuration diagram for transmitting and receiving signals in up and down directions of a passive optical network;
FIG. 5 is a conceptual signal graph for explaining a reception state of an upstream signal received in the OLT; FIG.
FIG. 6 is a diagram for comparing laser diode output resolution according to the NRZ modulation method and the PAM 4 modulation method; FIG.
7 is a configuration diagram showing a configuration of a multi-level optical signal transmission / reception system according to an embodiment of the present invention.
8 is a configuration diagram showing a configuration of a PAM4 optical signal transmitting / receiving apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 illustrates an example of a preamble structure of an uplink burst signal frame according to an embodiment of the present invention.
10 is an exemplary conceptual diagram for explaining a test pattern, a corresponding multi-level signal, and a reference voltage set estimation method of a multi-level optical receiving apparatus that receives the multi-level signal.
11 is a flowchart for explaining an operation procedure of the present invention.
12 is a conceptual diagram showing the configuration of an SFP device;
Figure 13 is a block diagram of a standard 20-pin equipment connection interface for an SFP device.
14 is a modified 20 pin equipment connection interface configuration diagram of an SFP device;

본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used in the present invention are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. In addition, the technical terms used in the present invention should be construed in a sense generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined in the present invention, and an overly comprehensive It should not be construed as meaning or overly reduced. In addition, when a technical term used in the present invention is an erroneous technical term that does not accurately express the concept of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art can be properly understood. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or context, and should not be construed as being excessively reduced.

또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서 "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Furthermore, the singular expressions used in the present invention include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. The term "comprising" or "comprising" or the like in the present invention should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the invention, Or may include additional components or steps.

또한, 본 발명에서 사용되는 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성 요소는 제 2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성 요소도 제 1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms including ordinals such as first, second, etc. used in the present invention can be used to describe elements, but the elements should not be limited by terms. Terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.

또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.

특히, 본 발명의 실시예로서 수동형 광네트워크(PON) 장비에 적용되는 트랜스미터를 예로 들어 설명하고 있지만, 본 발명의 실시예에 따른 광수신 장치는 PON 뿐만 아니라 다양한 광통신 시스템의 수신측 포토다이오드의 특성을 추정하고 이를 통해 광수신 해상도를 높이는 용도로 활용될 수 있으므로, 그 기술 범주는 PON을 위한 트랜스미터의 수신 장치로 한정되지 않으며 다양한 광 통신용 광수신 장치를 포괄한다.Particularly, although a transmitter applied to a passive optical network (PON) apparatus is described as an example of the present invention, the optical receiver according to an embodiment of the present invention can be used not only for a PON, And thus the technology category is not limited to the receiving device of the transmitter for the PON and covers various optical receiving devices for optical communication.

먼저, 도 3 내지 도 6을 통해서 본 발명이 적용되는 수동형 광네트워크의 환경을 설명한다.First, an environment of a passive optical network to which the present invention is applied will be described with reference to FIG. 3 to FIG.

도 3은 수동형 광네트워크의 상향 신호 복원 방식을 설명하기 위한 개념도로서, 도시된 바와 같이 전기 신호와 광신호를 상호 변환하는 광 트랜시버(1a)를 구비한 OLT(Optical Line Terminal)(1)가 리모트 노드(RN)를 통해서 복수의 가입자 ONT(Optical Network Terminal)(2)와 광 트랜시버(2a)를 통해 연결된다. 이들 사이의 하향 신호와 상향 신호는 단일 광선로를 이용한 1:N 통신이기 때문에 서로 다른 방식의 신호 관리 및 동기화가 필요하며, 이러한 특성에 의해 상향 신호는 N개의 ONT(2) 간 신호 충돌을 회피하기 위한 고려가 필요하다.FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining an uplink signal restoration method of a passive optical network. As shown in FIG. 3, an optical line terminal (OLT) 1 having an optical transceiver 1a for converting an electric signal and an optical signal, And is connected to a plurality of subscriber ONTs (Optical Network Terminals) 2 through a node RN through an optical transceiver 2a. Since the downlink signal and the uplink signal between them are 1: N communication using a single optical line, different types of signal management and synchronization are required. Due to this characteristic, the uplink signal avoids signal collision between the N ONTs 2 Consideration is needed.

따라서, 상향 신호는 각각 ONT(2) 마다 할당된 스케줄에 따라 순차적으로 전송되며 각 ONT(2)별 신호 사이에는 신호 충돌을 회피하기 위해 가드 시간이 적용된다. Therefore, the uplink signals are sequentially transmitted according to the schedule allocated to each ONT 2, and the guard time is applied to avoid a signal collision between the signals of the ONTs 2.

이렇게 상향 신호는 버스트 신호로 전송되며, OLT(1)가 사용하고 있는 내부 클럭과 각각의 ONT(2)의 내부 클럭은 서로 다를 뿐만 아니라 전송 선로에 의해 각각 지연시간도 다르기 때문에 OLT(1)는 수신되는 상향 버스트 신호에 적용된 임의의 ONT 클럭을 복원하여 수신 프레임 데이터를 확인하기 위해서 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원(BCDR)부(1b)를 이용한다.Since the upstream signal is transmitted as a burst signal and the internal clock used by the OLT 1 and the internal clock of each ONT 2 are different from each other and the delay time is also different by the transmission line, A burst mode clock and data recovery (BCDR) unit 1b is used to recover an arbitrary ONT clock applied to a received upstream burst signal and confirm received frame data.

이러한 BCDR부(1b)는 매번 다른 클럭을 사용하는 상향 데이터를 복원해야 하기 때문에 클럭 복원에 소정의 시간을 소비하게 되는데, 보통 상향 신호에 포함되는 프리앰블들(보통 32비트 혹은 64비트 프리앰블 수십~수백개)을 트레이닝 정보로 이용하여 클럭 복원을 진행하게 된다. 따라서, 클럭 복원(locking)을 위한 BCDR부(1b)의 동작 이후에야 제어 및 신호처리를 담당하는 제어부(1c), 예컨데 ASIC (Application Specific Integrated Circuit) 혹은 FPGA(Field Programmable Gate Array)에서 상향 프레임 데이터를 수신할 수 있다.Since the BCDR unit 1b must recover the uplink data using the different clock every time, it takes a predetermined time to recover the clock. Usually, the BCDR unit 1b uses preambles (usually 32 bits or 64 bits preamble, ) Is used as the training information to perform clock recovery. Therefore, the control unit 1c, for example, an application specific integrated circuit (ASIC) or an FPGA (Field Programmable Gate Array), which takes charge of control and signal processing only after the operation of the BCDR unit 1b for clock recovery, Lt; / RTI >

이러한 BCDR부(1b)의 성능은 수신되는 상향 신호의 노이즈가 적을 수록 향상되는데, 현실적으로 1:N 방식의 원거리 ONT로부터 제공되는 클럭 복원을 담보하기 위해서 상당히 많은 수의 프리앰블들을 반복하여 보내야 하고 각 ONT 신호가 중첩되지 않도록 하는 가드 시간도 충분히 설정해야하므로 하향 신호에 비해 상향 신호의 대역폭은 크게 줄어들 수 밖에 없다.The performance of the BCDR unit 1b is improved as the noise of the received upstream signal is decreased. In practice, it is necessary to repeatedly transmit a relatively large number of preambles to guarantee the clock recovery provided from the 1: N remote ONT, The guard time for preventing the signals from overlapping must be set sufficiently, so that the bandwidth of the uplink signal can not be significantly reduced compared to the downlink signal.

도 4는 수동형 광네트워크의 상하향 신호 송수신을 위한 구성도로서, 도시된 바와 같이 OLT측 광 트랜시버(10)는 내부적으로 하향 신호를 광신호로 변환하기 위한 레이저 다이오드 드라이버(14) 및 레이저 다이오드(15)와 상향 신호를 광신호에서 전류 신호로 변환하는 포토 다이오드(11), 포토 다이오드(11)의 출력 전류를 전압으로 변환 및 증폭하는 버스트 모드 트랜스임피던스 증폭기(Burst mode Transimpedance Amplifier:TIA)(12), 원하는 스윙만큼 출력되도록 증폭하는 리미팅 증폭기(Limiting Amplifier:LA)(13)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the OLT-side optical transceiver 10 includes a laser diode driver 14 and a laser diode 15 for internally converting a downstream signal into an optical signal, as shown in FIG. A burst mode transimpedance amplifier (TIA) 12 for converting an output current of the photodiode 11 into a voltage and amplifying the output current, a photodiode 11 for converting an upstream signal into a current signal from an optical signal, And a Limiting Amplifier (LA) 13 that amplifies the amplified signal so as to output as much as a desired swing.

상향 버스트 신호의 경우 광 트랜시버(10)의 리미팅 증폭기(13)를 통해 증폭된 신호가 BCDR부(20)로 전달되고, 해당 BCDR부(20)는 수신 신호로부터 반복되는 프리앰블 정보를 이용하여 클럭을 복원한 후 해당 클럭에 맞추어 데이터를 복원하여 제어부에 해당하는 OLT MAC(Media Access Control) 처리부(30)에 제공한다.In the case of the upward burst signal, the signal amplified by the limiting amplifier 13 of the optical transceiver 10 is transmitted to the BCDR unit 20. The BCDR unit 20 uses the repeated preamble information from the received signal to transmit the clock Restores the data according to the clock, and provides the restored data to the OLT MAC (Media Access Control) processing unit 30 corresponding to the control unit.

이러한 구성을 이용하는 상향 신호 처리 과정을 좀 더 구체적을 살펴보면, 광 트랜시버(10)의 포토 다이오드(11)가 수신하는 상향 신호는 도 5에 도시된 개념적 그래프도에 나타나 있는 것 처럼 여러 ONT로부터 수신되는 상이한 스케일의 분절된 버스트 신호 형태를 가진다. 도 6에 예시된 신호는 개념을 설명하기 위한 것으로 실제 프레임에 해당되는 신호 부분을 크게 줄여서 표현하는 등 실제와 달리 과장되거나 축소되어 있다. 더불어 상단에 표시된 비트 값은 참고를 위하여 수신 신호의 실제 발신 비트 값을 보인 것이다.The upstream signal received by the photodiode 11 of the optical transceiver 10 is received from several ONTs as shown in the conceptual graph of FIG. And has a different scale of the segmented burst signal form. The signal illustrated in FIG. 6 is used to explain the concept, and the signal portion corresponding to the actual frame is largely shortened to be exaggerated or reduced. In addition, the bit value shown at the top shows the actual transmitted bit value of the received signal for reference.

도시된 바와 같이 복수의 ONT로부터 수신되는 광 신호는 그 크기(스케일, 비율)가 상이하며, 서로 단절되어 있고, 각 신호는 앞뒤에 노이즈가 포함되는 형태를 가진다. As shown in the figure, optical signals received from a plurality of ONTs have different sizes (scales, ratios), are disconnected from each other, and each signal has a shape including noise before and after.

각각의 신호 앞뒤에 노이즈가 포함되는 이유는 상향 버스트 프레임 데이터의 전기 신호를 광신호로 변환하는 ONT 광 트랜시버의 레이저 다이오드 턴온 시간(LD Turn On time)과 이를 수신하는 OLT 광 트랜시버(10)의 포토 다이오드(11)가 광 신호를 전기신호로 변환하기 위한 턴온 시간(PD Turn On time)에 의한 처음 노이즈 구간과 ONT 광 트랜시버의 레이저 다이오드 턴오프 시간(LD Turn Off time) 및 OLT 광 트랜시버(10)의 포토 다이오드(11) 턴오프 시간(PD Turn Off time)에 의한 마지막 노이즈 구간을 포함하기 때문이다.The reason why noise is included before and after each signal is that the laser turn-on time (LD Turn On time) of the ONT optical transceiver that converts the electrical signal of the upstream burst frame data into the optical signal and the photo of the OLT optical transceiver 10 A diode turn-off time (LD Turn-off time) of the ONT optical transceiver and an OLT optical transceiver (10) due to a PDT turn-on time for converting the optical signal into an electrical signal, (PD Turn Off Time) of the photodiode 11 of the first embodiment.

이렇게 상이한 크기를 가지며 앞 뒤로 노이즈가 포함된 신호들이 단절된 상태로 수신되기 때문에 버스트 TIA(12)는 이러한 신호를 가변적으로 증폭해야 하며, 이렇게 증폭된 신호를 LA(13)를 통해 구분 가능한 스윙 폭으로 증폭하여 BCDR(20)에 제공하며, BCDR(20)은 해당 신호를 1과 0으로 구분하여 약속되어 있는 프리앰블을 찾아 클럭을 복원한 다음 해당 클럭으로 데이터의 비트 정보를 복원하게 된다.Since the signals having different sizes and including back and forth noise are received in a disconnected state, the burst TIA 12 must variably amplify such a signal, and the amplified signal is amplified by the swing width The BCDR 20 divides the signal into 1's and 0's to find an appointed preamble, restores the clock, and then restores the bit information of the data using the corresponding clock.

이와 같이 통신 속도의 증가에 따라 전송 속도가 25Gbps, 50Gbps, 100Gbps로 높아짐에 따라 이러한 상향 버스트 신호를 신속하게 수신하여 클럭과 데이터를 복원하는 것이 점점 더 어려워지고 있는 실정이다. As the transmission speed increases to 25 Gbps, 50 Gbps, and 100 Gbps as the communication speed increases, it is becoming increasingly difficult to quickly receive the upward burst signal and restore the clock and data.

이와 같은 통신 속도 증가에 대한 요구 때문에, 한 번의 신호 전달을 통해 복수의 데이터를 전송할 수 있는 멀티레벨 광신호를 이용하는 변조 방식(예를 들어, PAM(Pulse Amplitude Modulation) 4나 PAM 8 등)을 적용하고자 하는 연구가 이루어지고 있는데, 이러한 멀티레벨 광신호의 경우에도 PON의 특성상 상향 버스트 신호에 대해서는 매번 클럭 복원과 데이터 복원이 필요하게 되며, 0과 1로 이루어진 NRZ 방식의 기존 버스트 신호에 대해서도 그 클럭 복원이 쉽지 않았던 것을 고려하면 멀티레벨 광신호를 기반으로 하는 상향 버스트 신호의 클럭을 복원하는 것은 더욱 어려워질 수 밖에 없어 클럭 복원 시간이 오래 걸리고 복원에 실패함에 따른 수신 성능이 저하 문제가 발생할 수 밖에 없다.Due to the demand for such a communication speed increase, a modulation scheme (for example, PAM (Pulse Amplitude Modulation) 4 or PAM 8) using a multilevel optical signal capable of transmitting a plurality of data through one signal transmission is applied However, even in the case of such a multi-level optical signal, clock recovery and data restoration are required for the upstream burst signal due to the characteristics of the PON. For the NRZ-type conventional burst signal composed of 0 and 1, It is difficult to restore the clock of the upward burst signal based on the multilevel optical signal. Therefore, the clock recovery time is long, and the reception performance due to the failure of the recovery is deteriorated. none.

도 6은 NRZ 변조 방식과 PAM 4 변조 방식에 따른 레이저 다이오드 출력 해상도를 비교한 예시도로서, 통상 광트랜시버의 송신부는 전송할 데이터를 아날로그 신호로 변환하는 디지털 아날로그 변환기(DAC:Digital Analog Converter)와 레이저 다이오드를 구동하는 레이저 다이오드 구동부(LDD:Laser Diode Driver) 및 레이저 다이오드(LD)를 포함하며, 레이저 다이오드의 출력을 모니터링하기 위한 모니터링 포토다이오드(MPD)가 구성된다.FIG. 6 is a diagram for comparing laser diode output resolution according to the NRZ modulation method and the PAM 4 modulation method. In general, the transmitter of the optical transceiver includes a digital-to-analog converter (DAC) A monitoring diode (MPD) for monitoring the output of the laser diode is constructed, which includes a laser diode driver (LDD) and a laser diode (LD) for driving the diode.

광트랜시버의 송신부에 구성되는 레이저 다이오드는 원거리 디지털 광통신을 위한 것이므로 환경적인 변화나 자체적인 열화가 존재하더라도 그 신호를 구분할 수 있어야 하는데, 예를 들어 입력이 0과 1인 NRZ 변조를 사용하는 경우 레이저 다이오드에서 제공되는 0의 출력과 1의 출력을 명확하게 구분할 수 있어여 한다. 이렇게 0 레벨의 광세기 대비 1 레벨의 광세기의 비를 소광비(Extinction Ratio)라 한다. 예컨대 소광비가 3dB라면 0 레벨의 광세기와 1 레벨의 광세기의 차이가 2배라는 것을 의미한다.Since the laser diode constituting the transmitter of the optical transceiver is for remote digital optical communication, even if there is environmental change or deterioration of its own, it is necessary to be able to distinguish the signal. For example, in the case of using NRZ modulation with input 0 and 1, The output of 0 and the output of 1 provided from the diode can be clearly distinguished from each other. The ratio of the light intensity of the first level to the light intensity of the zero level is referred to as an extinction ratio. For example, if the extinction ratio is 3 dB, it means that the difference between the light intensity at the 0 level and the light intensity at the 1 level is doubled.

이러한 소광비가 클수록 전송 데이터에 대한 BER(Bit Error Rate)이 작아지게 되며 이는 거의 완전한 반비례 관계를 가지게 되므로 레이저 다이오드를 동작시킬 때 소광비를 유지하기 위해서 모니터링 포토다이오드를 통한 피드백으로 제어 전류를 가변하여 설정된 사용 구간에 대한 소광비를 유지하도록 하고 있다. The larger the extinction ratio is, the smaller the BER (Bit Error Rate) of the transmitted data becomes, and this is almost completely inversely proportional. Therefore, in order to maintain the extinction ratio when operating the laser diode, the control current is varied by feedback through the monitoring photodiode And maintains the extinction ratio for the use period.

다만, 이러한 모니터링 포토다이오드는 피드백 용도이고 이러한 포토다이오드에서도 특성과 편차가 존재하므로 이를 레이저 다이오드의 특성을 파악하기 위한 용도로 활용하기는 어렵다.However, such a monitoring photodiode is used for feedback, and since there is a characteristic and a deviation in such a photodiode, it is difficult to use it as a purpose for grasping the characteristics of the laser diode.

도시된 도 3a와 도 3b에 나타난 그래프는 레이저 다이오드의 특성 곡선 예시도로서, 도시된 바와 같이 문턱 전류(출력이 변화되기 시작하는 시점의 전류)와 포화 전류(출력이 증가하지 않게 되는 시점의 전류) 사이의 제어 영역 중에서 선형성이 높은 일정 구간(I0~I1)을 사용 구간으로 선택한다.3A and 3B illustrate characteristic curves of the laser diode. As shown in the graph, the threshold current (the current at the time when the output starts changing) and the saturation current (the current at the time when the output does not increase) (I0 to I1) having high linearity are selected as the usable period.

도 3a에 도시된 레이저 다이오드는 예시적인 것으로 제어 영역 중 상당한 영역이 선형 특성을 가지는 고품질 레이저 다이오드로서, 사용 구간의 출력 차이(P0과 P1의 차이)가 상당하다. 즉 소광비가 높아 NRZ 변조 방식의 통신에서 높은 신뢰성을 제공할 수 있다.The laser diode shown in FIG. 3A is an exemplary high-quality laser diode in which a substantial region of the control region has a linear characteristic, and the output difference (difference between P0 and P1) of the use region is significant. That is, since the extinction ratio is high, it is possible to provide high reliability in the NRZ modulation type communication.

이러한 고품질 레이저 다이오드라 하더라도 도 3b에 도시된 바와 같이 그 제어 영역을 복수 레벨로 구분할 경우 제어 전류(I0 내지 I3)에 따른 출력들(P0 내지 P3) 간 출력 차이는 크게 줄어들게 되며, 이는 이를 수신하는 광수신 장치에서 이들을 서로 다른 신호로 명확하게 구분하기 위해 상당히 높은 해상도를 가져야 함을 의미한다. 즉, 2레벨 광출력을 제공하는 경우라면 P0과 P3의 출력 비로 소광비가 결정되겠지만 이를 4레벨로 세분화할 경우 소광비는 1/3로 줄어들게 된다.3B, when the control region is divided into a plurality of levels, the output difference between the outputs P0 to P3 according to the control currents I0 to I3 is greatly reduced, Which means that the optical receiver must have a fairly high resolution to clearly distinguish them from each other. That is, in case of providing 2-level optical output, the extinction ratio will be determined by the output ratio of P0 and P3. However, when the level is divided into 4 levels, the extinction ratio is reduced to 1/3.

한편, 도시된 경우는 제어 영역 중 상당한 영역이 선형 특성을 가지는 고품질 레이저 다이오드의 예로서, 이러한 경우라 하더라도 광선로 전송을 통해 그 전달 광량이 다르게 전달되므로 수신측이 고정된 기준으로 수신할 경우 수신 품질이 낮아질 수 밖에 없고, 사용되는 레이저 다이오드의 품질이 좋지 않을 경우, 이러한 문제는 더욱 심화될 수 밖에 없다.On the other hand, the illustrated case is an example of a high-quality laser diode in which a considerable region of the control region has a linear characteristic. Even in this case, since the transmitted light amount is transmitted through the light ray transmission differently, If the quality is inevitably lowered and the quality of the laser diode used is not good, this problem will become even more serious.

이와 더불어, 이러한 신호를 수신하는 포토 다이오드의 경우 역시 각각 개별적인 특성이 있기 때문에 이러한 특성에 의해 수신 성능에 편차가 발생하게 되는데, 특히 상향 버스트 신호와 같이 각각의 연결 단말마다 수신되는 신호의 크기가 다를 경우 수신 대역의 선형성에 의해 수신 오차가 발생할 수 있으며, 멀티레벨 광신호의 경우 이러한 문제가 더욱 커지게 된다. In addition, in the case of a photodiode receiving such a signal, there is also a variation in the reception performance due to the individual characteristics thereof. Particularly, as in the case of the upstream burst signal, The reception error may occur due to the linearity of the reception band, and in the case of the multi-level optical signal, such a problem becomes larger.

특히, 원거리 통신을 위해서 광 수신부는 일반 포토다이오드가 아닌 애벌런치 포토다이오드를 이용는데, 이는 광증배 영역을 두어 입사 광자에 대한 2차적인 캐리어를 생성함으로써 효율과 감도가 높아지도록 한 것으로, 높은 광전 변화 효율과 고속 동작에 의해 Gbps 이상의 광수신 장치는 대부분 애벌런치 포토다이오드를 사용하게 된다. 이러한 애벌런치 포토다이오드의 동작 특성 상 수신 신호의 광전력 범위에 따라 수신 특성이 크게 변화하기 때문에 멀티레벨 광신호를 수신할 경우 수신 광량에 따른 광전류의 비선형성에 의해 수신 신호에 대한 해상도가 낮아질 수 있다.Particularly, for the long distance communication, the optical receiving unit uses an avalanche photodiode rather than a general photodiode, which increases the efficiency and sensitivity by forming a secondary carrier for an incident photon by placing a region of light leakage, Due to the changing efficiency and high-speed operation, optical receiving devices of Gbps or more will mostly use the avalanche photodiodes. Due to the operation characteristics of such avalanche photodiode, the reception characteristic greatly changes according to the optical power range of the received signal. Therefore, when receiving the multilevel optical signal, the resolution of the received signal may be lowered due to nonlinearity of the photocurrent depending on the amount of received light .

이와 같이 고속의 전송 속도에 더불어 멀티레벨 광신호를 상이한 단말로부터 버스트하게 수신하여 매번 클럭을 복원해야 하는 수신부는 앞서 도 4를 통해 보인 기존의 일반적인 방식으로 구성할 경우 클럭 복원의 속도가 느려지고, 데이터 복원 성능이 낮아지며, 복원된 데이터가 복수 비트라는 점에서 이를 직렬로 MAC에 전달할 경우 MAC의 동작 클럭이 복원된 클럭의 2배로 높아져야 하므로 개발이 어렵다는 문제가 발생하게 된다. In addition to the high-speed transmission rate, the receiver that receives the multi-level optical signal bursts from different terminals and restores the clock every time has a slower speed of clock recovery when configured in the conventional manner as shown in FIG. 4, The restoration performance is low and the restored data is a plurality of bits. Therefore, when the serial data is transmitted to the MAC, the operation clock of the MAC must be twice as high as that of the restored clock.

따라서, 본 발명은 도 7 내지 도 10에 도시된 구성을 통해서 이러한 문제들을 해결하고자 한다.Therefore, the present invention attempts to solve these problems through the configuration shown in Figs. 7 to 10.

도 7 및 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 멀티레벨 광신호 송수신 시스템의 구성을 보인 구성도로서, 도시된 바와 같이 멀티레벨 광수신 장치(200) 및 대응되는 상대측 광송신 장치(100)를 보인 것이다. 도시된 멀티레벨 광수신 장치(200)는 상향 버스트 신호를 수신하기 위한 OLT측 광수신 장치에 해당한다.7 and 8 are views illustrating a configuration of a multilevel optical signal transmission / reception system according to an exemplary embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a multilevel optical transmission apparatus 200 and a corresponding optical transmission apparatus 100 . The illustrated multi-level optical receiving apparatus 200 corresponds to an OLT-side optical receiving apparatus for receiving an upstream burst signal.

기본적으로 PAM 4를 예로 들어 설명하지만 그 보다 높은 해상도의 PAM 8 변조 방식을 이용할 수도 있고, 기술 발전에 따라 그 이상의 해상도가 적용될 수도 있다.Basically, PAM 4 is described as an example, but a higher resolution PAM 8 modulation scheme may be used, or a higher resolution may be applied depending on the technology.

우선, 상대측(ONT) 광송신 장치(100)는 미리 약속된 테스트 패턴을 저장하는 테스트 패턴 저장부(140)와, 해당 테스트 패턴 저장부(140)에 저장된 테스트 패턴을 제어부(130)가 구동부(110)를 통해 레이저 다이오드(120)로 전송하는 구성을 가지는데, 해당 테스트 패턴의 경우 실제 전송될 데이터 프레임의 프리앰블 대신 적용되는 것이므로, 기존의 MAC(미도시)을 통해서 제공되는 일반적인 프레임의 프리앰블 대신 해당 제어부(130)가 테스트 패턴을 대체하는 구성일 수도 있고, 이러한 테스트 패턴이 미리 MAC(미도시)에 반영되어 상향 버스트 신호 프레임을 구성할 때 적용될 수도 있다. The ONT optical transmission apparatus 100 includes a test pattern storage unit 140 for storing a predetermined test pattern and a control unit 130 for controlling the test pattern stored in the test pattern storage unit 140 110 to the laser diode 120. In the case of the test pattern, instead of the preamble of the data frame to be actually transmitted, instead of the preamble of a general frame provided through a conventional MAC (not shown) The control unit 130 may replace the test pattern or may be applied when the test pattern is reflected in the MAC (not shown) before forming the uplink burst signal frame.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블 구성의 일부를 보인 예시도이다. 9 is a diagram illustrating a part of a preamble structure of an uplink burst signal frame according to an embodiment of the present invention.

기존의 단순한 NRZ 방식의 프리앰블은 0과 1로만 이루어진 것이지만, 멀티레벨(도시된 예시에서는 PAM 4)의 경우 2비트의 데이터를 하나의 광신호로 변조하여 전송하기 때문에 프리앰블은 단순히 00 11 00 11..의 반복으로 구성될 수 있다. In the case of a multilevel (PAM 4 in the illustrated example), the conventional simple NRZ preamble is composed of 0 and 1. However, since 2 bits of data are modulated into one optical signal, the preamble is simply 00 11 00 11. It can be composed of repetitions of.

하지만, 본 발명의 경우 이러한 상향 버스트 신호를 위한 프레임의 프리앰블로서 도시된 바와 같은 클럭 복원용 패턴과 수신부 조정용 패턴으로 구분된 구성을 포함시킨다.However, in the case of the present invention, the clock recovery pattern and the reception unit adjustment pattern as shown in the preamble of the frame for the uplink burst signal are included.

도시된 바와 같이 클럭 복원용 패턴의 경우 단순히 전송 신호의 최저값(00에 대응되는 출력)과 최대값(11에 대응되는 출력)의 반복을 이용하는 것이 아니라 고속 신호이며 다양한 거리에서 버스트 신호를 수신해야 한다는 점에서 그 클럭 복원 속도를 높이기 위해서 클럭 복원용 패턴을 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성한다.As shown in the figure, in the case of the clock recovery pattern, it is not a merely repetition of the lowest value (output corresponding to 00) and the maximum value (output corresponding to 11) of the transmission signal but a high-speed signal and a burst signal must be received at various distances The clock recovery pattern is formed of a binary pattern in which the minimum value and the maximum value of the multilevel signal are successively plural and are slowed to less than half of the transmission rate in order to increase the clock recovery speed.

도시된 예와 같은 PAM 4의 경우 00 00 11 11의 반복으로 클럭 복원용 패턴을 구성함으로써 그 체감 전송 속도를 절반으로 줄일 수 있고, 만일 00 00 00 11 11 11의 반복으로 구성할 경우 그 체감 전송 속도를 1/3으로 줄일 수 있다. 다만, 이렇게 체감 전송 속도를 줄일수록 필요로 하는 프리앰블의 길이가 길어지기 때문에, NRZ에서 검증된 클럭 복원 속도 수준으로 결정하는 것이 바람직하다.In the case of PAM 4 as shown in the illustrated example, by configuring a clock restoration pattern by repetition of 00 00 11 11, the perceived transmission rate can be reduced to half. If the repetition of 00 00 00 11 11 11 is configured, The speed can be reduced to 1/3. However, since the required preamble length becomes longer as the bit rate is lowered, it is desirable to determine the clock recovery rate level verified by NRZ.

한편, 이와 같이 저속으로 속도를 낮추어 버스트 신호에 대한 클럭 복원 성능을 개선하더라도 매번 상이한 크기와 시작 시점을 가지는 버스트 신호로부터 데이터를 복원하고자 할 경우 앞서 설명했던 레이저 다이오드의 특성과 애벌런치 포토다이오드의 특성에 의해 멀티레벨 광신호에 대한 수신 품질이 낮아질 수 있으므로, 이를 매 버스트 신호마다(혹은 적어도 개별 ONT 단말 별 상향 프레임 별로 한번씩은) 수신 성능 개선을 위한 테스트 패턴(도시된 수신부 조정용 패턴)을 포함시킬 수 있다. 이러한 수신부 조정용 패턴은 광송신 장치(100)와 광수신 장치(200)가 약속한 데이터로 구성된 패턴으로 이루어질 수 있다. In order to recover the data from the burst signal having different sizes and starting points each time even if the clock recovery performance for the burst signal is improved by lowering the speed at such a low speed, the characteristics of the laser diode and the characteristics of the avalanche photodiode The level of the reception quality for the multi-level optical signal may be lowered. Therefore, it is necessary to include a test pattern (a reception unit adjustment pattern shown in the figure) for improving the reception performance for every burst signal (or at least once for each upstream frame for each ONT terminal) . Such a reception unit adjustment pattern may be a pattern formed by the data that the optical transmitter 100 and the optical receiver 200 promise.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 새로운 프리앰블을 가지는 상향 버스트 신호를 수신하는 광수신 장치(200)는 멀티레벨 광신호를 수신하는 애벌런치 포토다이오드(210)와, 애벌런치 포토다이오드(210)의 전류를 전압으로 변환하는 버스트 모드 트랜스임피던스 증폭기(220)와, 트랜스임피던스 증폭기(220)의 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하고, 구분에 대응되는 복수 비트를 병렬로 출력하여 MAC(Media Access Control)(280)에 제공하는 리미팅 증폭기(230)와, 리미팅 증폭기(230)에서 구분 증폭된 신호 중 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴을 통해 클럭을 복원하는 버스트 클럭 복원부(240)와, 버스트 클럭 복원부(240)에서 복원한 클럭을 전송 속도에 맞추어 배수로 증가시키는 클럭 배수부(250)와, 클럭 배수부(250)에서 복원된 클럭을 이용하여 리미팅 증폭기(230)로부터 제공되는 복수 비트의 병령 신호를 클럭당 수신하여 처리하는 MAC(280)을 포함한다.The optical receiving apparatus 200 for receiving the upstream burst signal having the new preamble according to the present invention includes an avalanche photodiode 210 for receiving a multilevel optical signal, A burst mode transimpedance amplifier 220 for converting a current into a voltage, a differential amplifier 220 for amplifying the received voltage of the transimpedance amplifier 220 in accordance with a set reference voltage, outputting a plurality of bits corresponding to the division in parallel, A limit amplifier 230 for providing a binary signal and a maximum value of a multilevel signal among the signals amplified by the limiting amplifier 230 to the access control circuit 280, A burst clock recovery unit 240 for recovering a clock through a clock recovery pattern configured by a burst clock recovery unit 240, And a MAC 280 for receiving and processing a plurality of bits of the counterpart signal supplied from the limiting amplifier 230 per clock by using the clock recovered by the clock divider 250, .

이를 다소 일반화 하면, 멀티레벨 광신호가 PAM(Pulse Amplitude Modulation)-N인 경우 클럭 복원용 패턴은 N종류의 신호 중에서 최소 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하고, 최대 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하는 신호 세트를 여러번 구성하여 전송속도를 임시로 낮추고, 버스트 클럭 복원부(240)는 클럭 복원용 패턴을 통해 임시로 낮아진 전송속도에 대응되는 클럭을 검출하고, 클럭 배수부(250)를 통해 검출된 클럭을 실제 전송속도에 대응되는 클럭으로 복원한다. 리미팅 증폭기(230)는 클럭 배수부(250)를 통해 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 수신 프레임의 데이터에 대응되는 신호를 기준 전압 세트를 통해 N종류 중 하나로 구분한 후 Log2N개 비트의 병렬 신호를 클럭마다 MAC에 제공하도록 구성할 수 있다.If the multi-level optical signal is PAM (Pulse Amplitude Modulation) -N, the clock restoration pattern repeats the signal corresponding to the minimum data among the N types of signals a plurality of times and outputs the signal corresponding to the maximum data a plurality of times The burst clock recovery unit 240 detects a clock corresponding to a temporarily lowered transmission rate through the clock recovery pattern, and outputs the clock to the clock divider 250 through the clock divider 250 And restores the detected clock to a clock corresponding to the actual transmission rate. Limiting amplifier 230 and then to one of the N type with a reference voltage set, a signal corresponding to the data of the received frame by using the recovered clock signals according to the transmission rate via a clock drain portion (250) Description Log 2 N bits To the MAC for each clock.

도시된 예시에서는 25Gbps 전송 속도의 PAM 4 버스트 신호를 수신하는 경우 클럭 복원용 패턴으로 00 00 11 11의 반복을 이용함으로써 실제 버스트 클럭 복원부(240)는 늦추어진 12.5Gbps의 속도에 대응하여 클럭을 복원하는데, 25Gbps의 클럭을 복원하는 경우에 비해 그 복원 속도를 상당히 높일 수 있다. 이렇게 복원된 임시 클럭 12.5GHz은 클럭 배수부(250)에 의해 2배로 증폭된 후 데이터 복원을 위해서 사용될 수 있다.In the illustrated example, when receiving the PAM 4 burst signal of the 25 Gbps transmission rate, the actual burst clock recovery unit 240 uses the repetition of 00 00 11 11 as the pattern for restoring the clock, The recovery speed can be significantly increased as compared with the case of restoring the clock of 25 Gbps. The recovered temporary clock 12.5 GHz may be amplified twice by the clock divider 250 and then used for data recovery.

한편, 도시된 구성과 같이 멀티레벨 광신호를 수신하기 위한 광수신 장치(200)의 경우 리미팅 증폭기(230)와 MAC(280) 사이가 병렬 데이터 전송이 가능하도록 구성되는 것이 바람직한데, 리미팅 증폭기(230)는 PAM 4의 경우 2비트 병렬 데이터, PAM 8의 경우 3비트 병렬 데이터를 MAC으로 클럭 당 제공하도록 구성된다. 만일 리미팅 증폭기(230)가 구분한 한 클럭의 데이터들을 직렬로 MAC(280)에 전달할 경우 PAM 4에서는 전송속도에 대응되는 클럭의 2배, PAM 8에서는 3배의 별도 클럭이 필요하게 되며, 이렇게 고속에서 동작하도록 리미팅 증폭기(230)와 MAC(280)의 인터페이스를 구성할 경우 개발이 어려워지게 된다. Meanwhile, in the optical receiver 200 for receiving a multilevel optical signal as shown in the figure, it is preferable that the limiting amplifier 230 and the MAC 280 are capable of parallel data transmission. 230) is configured to provide 2-bit parallel data for PAM 4 and 3-bit parallel data for PAM 8 to the MAC per clock. If the data of one clock separated by the limiting amplifier 230 is transmitted to the MAC 280 in series, a separate clock is required for the PAM 4 twice the clock corresponding to the transmission rate and three times for the PAM 8, If the interface between the limiting amplifier 230 and the MAC 280 is configured to operate at high speed, development becomes difficult.

수신되는 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블에는 클럭 복원용 패턴 이후에 약속된 수신부 조정용 패턴이 더 포함되며, 도시된 구성과 같이, 트랜스임피던스 증폭기(220)의 수신 전압 중 수신된 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 약속된 수신부 조정용 패턴이 저장된 테스트 패턴 저장부(270)를 참고하여 각 패턴 별로 분류한 후 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기(230)에 적용하는 제어부(260)를 포함한다.The preamble of the received upstream burst signal frame further includes a pattern for adjustment of the reception part after the clock restoration pattern. As shown in the figure, the reception part adjustment pattern included in the received preamble of the reception voltage of the transimpedance amplifier 220 And a reference voltage set capable of distinguishing each pattern is estimated and applied to the limiting amplifier 230. The reference voltage set is divided into a plurality of patterns by referring to the test pattern storage unit 270, And a control unit 260.

즉, 제어부(260)는 트랜스임피던스 증폭기(220)의 수신 전압을 약속된 수신부 조정용 패턴의 데이터를 기준으로 상이한 데이터에 대응되는 수신 전압을 구분하여 저장하면서 데이터별로 저장된 수신 전압들의 분포 범위를 기준으로 각 데이터를 구분할 수 있는 기준 전압을 각 데이터별 수신 전압 분포 범위 사이에서 각각 추정한다. That is, the control unit 260 divides the reception voltage of the transimpedance amplifier 220 into different reception voltages corresponding to different data on the basis of the data of the predetermined reception unit adjustment pattern, The reference voltage capable of distinguishing each data is estimated between the reception voltage range of each data.

이를 좀 더 상세히 설명한다.This will be explained in more detail.

애벌런치 포토다이오드는 멀티레벨 광신호의 세기에 따라 고유한 특성에 따른 광전류를 출력하는데, 이러한 광전류는 수신되는 광신호의 세기마다, 애벌런치 포토다이오드마다 상이하며 예측하기도 어렵기 때문에 실제 수신되는 멀티레벨 광신호에 대응되는 현재 구성된 애벌런치 포토다이오드의 특성을 확인해야만 한다. 특히 1:N으로 구성되는 OLT측 애벌런치 포토다이오를 통해 수신되되는 버스트 신호의 경우 연결된 ONT 단말마다 상이한 수신 광신호 세기를 가지며, 이를 멀티레벨로 구분해야만 한다.The avalanche photodiode outputs a photocurrent according to the characteristic of the multilevel optical signal. Since the photocurrent differs for each avalanche photodiode and is hard to predict for each intensity of the received optical signal, The characteristics of the currently configured avalanche photodiode corresponding to the level optical signal must be confirmed. In particular, in the case of a burst signal received through an OLT side avalanche photodiode comprising 1: N, the ONT terminals have different received optical signal intensities and should be classified into multi levels.

따라서, 제어부(260)는 애벌런치 포토다이오드(210)의 광전류를 전압으로 변환하는 트랜스임피던스 증폭기(220)로부터 수신 전압을 테스트 패턴 저장부(270)에 저장된 수신부 조정용 패턴에 따라 구분하는데, 이번에 수신되는 멀티레벨 광신호는 테스트 패턴 상 데이터 '00'에 해당하는 것이면 해당 수신 전압을 데이터 '00'에 대응하여 분류하고, 수신되는 광신호가 테스트 패턴상 데이터 '01'에 해당하는 것이면 해당 수신 전압을 데이터 '01'에 대응하는 것으로 분류하는 식으로 각 패턴을 의미하는 데이터 '00', '01', '10', '11'에 대해서 수신 전압을 구분한다. Accordingly, the control unit 260 divides the received voltage from the transimpedance amplifier 220, which converts the photocurrent of the avalanche photodiode 210 into a voltage, in accordance with the pattern for adjusting the receiving unit stored in the test pattern storage unit 270, If the received optical signal corresponds to the data '01' on the test pattern, the multi-level optical signal corresponding to the data '00' on the test pattern is classified according to the data '00' 00 ',' 01 ',' 10 ', and' 11 ', which represent each pattern, by dividing the received voltage into data corresponding to data' 01 '.

도 10은 테스트 패턴에 해당하는 수신부 조정용 패턴과 그에 따른 복수 레벨 신호 및 이를 수신한 멀티레벨 광수신 장치의 기준 전압 세트 추정 방식을 설명하기 위한 예시적 개념도로서, 도 10c는 수십~수백개 정도의 수신부 조정용 패턴에 따라 수신 전압을 구분하여 나타낸 것(같은 데이터에 대한 수신 전압을 모아서 선으로 연결한 것)이다.10 is an exemplary conceptual diagram for explaining a receiving section adjusting pattern corresponding to a test pattern and a corresponding multi-level signal and a reference voltage set estimating method of the multi-level optical receiving apparatus receiving the multi-level signal. The received voltage is classified according to the pattern for adjusting the receiver section (the received voltage for the same data is collected and connected by a line).

이는 현재 멀티레벨 광수신 장치(200)에 구성된 애벌런치 포토다이오드의 특성을 기반으로 현재 수신한 멀티레벨 버스트 신호의 패턴별 수신 전압의 실제 수신 범위를 의미하며, 달리 말하면 수신 레벨을 구분할 수 있는 범위를 의미한다.This means an actual reception range of the received voltage of each pattern of the currently received multi-level burst signal based on the characteristics of the avalanche photodiode configured in the current multi-level optical receiving apparatus 200. In other words, .

결국, 도 10b와 같이 패턴 데이터별로 저장된 수신 전압들의 분포 범위를 기준으로 각 패턴 데이터를 구분할 수 있는 기준 전압(LV2 내지 LV4)을 각 데이터별 수신 전압 분포 범위 사이에서 추정할 수 있는데, 예를 들어 각 패턴 데이터별 수신 전압 분포 영역 사이에 수신 전압이 없는 영역을 검출한 후 해당 영역의 중간으로 기준 전압을 추정할 수 있다. 나아가, 수신 전압들의 분포 범위를 참조하여 추가적인 기준 전압(LV1, LV5)도 추정할 수 있다. 10B, the reference voltages LV2 to LV4 that can distinguish each pattern data based on the distribution range of the reception voltages stored for each pattern data can be estimated between the reception voltage distribution ranges for the respective data. For example, It is possible to estimate a reference voltage in the middle of a corresponding area after detecting an area having no reception voltage between reception voltage distribution areas for each pattern data. Further, it is possible to estimate the additional reference voltages LV1 and LV5 by referring to the distribution range of the reception voltages.

이러한 기준 전압 세트(LV1 내지 LV5)는 현재 수신되는 멀티레벨 버스트 신호에 대한 애벌런치 포토다이오드의 광전류를 트랜스임피던스 증폭기로 변환 증폭한 수신 전압을 어떤 패턴 데이터로 구분할 것인지를 판단하는 기준이 되며, 그에 따라 수신 전압을 '00', '01', '10', '11' 중 하나로 구분할 수 있으며, 필요에 따라 LV1 이하이거나 LV5 이상인 경우 노이즈로 간주할 수도 있다.The reference voltage sets LV1 to LV5 are used as a criterion for determining which pattern data the received voltage obtained by converting and amplifying the photocurrent of the avalanche photodiode with respect to the currently received multilevel burst signal is amplified by the transimpedance amplifier, Accordingly, the reception voltage can be divided into one of '00', '01', '10' and '11'. If necessary, it may be regarded as noise if it is LV1 or less or LV5 or more.

이와 같은 과정을 통해 제어부(260)가 추정한 기준 전압 세트(실시예에서는 LV1 내지 LV5)를 리미팅 증폭기(230)가 참조하여 동작하는데, 리미팅 증폭기(260)는 특정 범위에 속하는 전압을 목표 전압으로 증폭하는 것으로서, 이와 같은 기준 전압 세트를 참조하여 동작하게 되면 트랜스임피던스 증폭기(220)의 수신 전압이 LV1과 LV2 사이라면 데이터 '00'을 나타내는 출력 전압으로 증폭하여 출력하고, LV2와 LV3 사이라면 데이터 '01'을 나타내는 출력 전압으로 증폭하여 출력하며, LV3와 LV4 사이라면 데이터 '10'을 나타내는 출력 전압으로 증폭하여 출력하고, LV4와 LV5 사이라면 데이터 '11'을 나타내는 출력 전압으로 증폭하여 출력한다. 나아가, 내부에 구성된 병렬신호 생성부를 통해서 이러한 데이터 자체를 병렬로 생성하여 MAC(280)에 제공한다. 만일 트랜스임피던스 증폭기(220)의 수신 전압이 LV1 이하이거나 LV5 이상이면 리미팅 증폭기(230)는 노이즈로 간주하여 동작하지 않을 수 있다. The limiting amplifier 230 operates with the reference voltage set (LV1 to LV5 in the embodiment) estimated by the control unit 260 through the above process. The limiting amplifier 260 outputs the voltage belonging to the specific range as the target voltage When the reception voltage of the transimpedance amplifier 220 is between LV1 and LV2, the reference voltage set is amplified. When the received voltage is between LV1 and LV2, And amplifies and outputs the amplified data to an output voltage indicating '10' if it is between LV3 and LV4 and amplifies and outputs the amplified data to an output voltage that indicates data '11' if it is between LV4 and LV5 . In addition, the parallel data generating unit generates parallel data through the parallel signal generating unit, and provides the data to the MAC 280 in parallel. If the reception voltage of the transimpedance amplifier 220 is equal to or lower than LV1 or equal to or higher than LV5, the limiting amplifier 230 may be regarded as noise and may not operate.

한편, 제어부(260)는 상향 버스트 신호 프레임이 수신될 때마다 기준 전압 세트 추정을 수행하거나, MAC(280)으로부터 상향 버스트 신호의 스케줄 정보(각 ONT 단말에 대한 버스트 신호 수신 스케줄)를 수신하여 이전에 기준 전압 세트를 추정한 단말로부터 수신되는 상향 버스트 신호 프레임의 경우 기준 전압 세트 추정을 생략하고 해당 단말에 대해서 이전에 추정된 기준 전압 세트를 이용할 수 있다. 물론, 이러한 기준 전압 세트 추청은 주기적으로 혹은 필요에 따라 수행될 수 있다.The control unit 260 performs a reference voltage set estimation each time an uplink burst signal frame is received or receives schedule information of an uplink burst signal from the MAC 280 (a burst signal reception schedule for each ONT terminal) The reference voltage set estimation may be omitted in the case of the uplink burst signal frame received from the terminal that estimates the reference voltage set in the terminal and the reference voltage set previously estimated for the terminal may be used. Of course, such reference voltage set-up can be performed periodically or as needed.

일례로서, 상향 버스트 신호의 경우 새로운 ONT가 OLT에 등록할 수 있도록 다른 ONT가 모두 상향 신호를 보내지 않는 무음 윈도우(Quiet window) 구간이 2개 프레임 길이로 존재하며, 새로운 ONT는 이러한 무음 윈도우 구간 임의의 시간에 등록을 위한 상향 버스트 신호를 OLT로 전송하게 된다. 이와 같이 OLT의 MAC은 이러한 무음 윈도우를 통해서 신규 ONT를 확인할 수 있으며, 제어부(260)는 이러한 신규 ONT 등록을 위한 상향 버스트 프레임의 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴을 이용하여 신규 등록 시점에 기준 전압 세트 추정을 실시하고, 이후 해당 ONT에 대해서는 기준 전압 세트 추정을 생략할 수 있다. 이 경우 기 등록된 ONT로부터의 상향 버스트 신호의 프리앰블에서 기준 전압 세트 추정을 위한 부분을 생략하여 프리앰블의 길이를 줄일 수 있다. As an example, in the case of the upward burst signal, a silent window section in which no other upstream ONT sends an upstream signal exists in two frame lengths so that a new ONT can register in the OLT. The BS transmits an uplink burst signal for registration to the OLT. In this way, the MAC of the OLT can confirm the new ONT through the silent window. The control unit 260 uses the reception unit adjustment pattern included in the preamble of the upstream burst frame for registration of the new ONT, Estimation can be performed, and then reference voltage set estimation can be omitted for the corresponding ONT. In this case, the length of the preamble can be reduced by omitting the portion for estimating the reference voltage set in the preamble of the upstream burst signal from the ONT.

한편, 도 8에 도시된 바와 같이 MAC(280)은 멀티레벨을 통해 한 번에 전송하는 데이터 크기에 대응되는 병렬 입출력 구성을 가질 수 있는데, PAM 4의 경우 2비트 병렬 데이터를 리미팅 증폭기(230)를 통해 클럭마다 수신하고, 이를 처리한 후 실제 데이터를 이용하는 외부 장치 등과 2비트 신호로 송수신할 수 있다. 나아가, 전송을 위한 신호 역시 2비트 신호로 수신한 후 처리하여 이를 상대측(ONT)에 전송하고자 할 경우에도 2비트 데이터를 레이저 다이오드 구동부(290)에 제공하여 PAM 4로 변조한 후 레이저 다이오드(295)를 통해서 전송할 수 있다.8, the MAC 280 may have a parallel input / output configuration corresponding to the data size to be transmitted at one time through the multilevel. In the case of PAM4, the 2-bit parallel data may be input to the limiting amplifier 230, And transmits and receives the 2-bit signal to / from an external device or the like that uses actual data after processing it. Further, when a signal for transmission is also received as a 2-bit signal and then processed and transmitted to the other party (ONT), the 2-bit data is supplied to the laser diode driver 290 and modulated into PAM 4, ). ≪ / RTI >

이를 통해서 광수신 장치(200)의 경우 실제 통신 속도와 동일한 내부 클럭을 이용하며 클럭 복원 과정에서는 적어도 통신 속도의 절반 이하의 속도를 이용할 수 있도록 한다. 이는 통상 한 번의 클럭을 통해 복수 데이터에 송수신되는 멀티레벨신호를 이용하는 경우 직병렬 변환을 위해 통신 속도보다 높은 클럭을 이용해야 하는 문제를 감안한 것으로, 광수신 장치(200)의 내부 클럭은 모두 통신 속도 이하의 클럭을 이용하도록 하여 개발 편의성을 높일 수 있다.In this case, the optical receiving apparatus 200 uses an internal clock equal to the actual communication speed, and at least a speed less than half of the communication speed can be used in the clock recovery process. In this case, when a multilevel signal transmitted / received to / from a plurality of data is used through a single clock, a clock higher than the communication speed is required for serial / parallel conversion. The internal clocks of the optical receiving apparatus 200, It is possible to improve the convenience of development by using the following clocks.

도 11은 본 발명의 동작 과정을 설명하기 위한 순서도를 보인 것으로 PAM 4로 변조된 멀티레벨 버스트 신호 프레임 수신 과정을 예로 든 것이다. FIG. 11 is a flow chart illustrating the operation of the present invention, and illustrates an example of a process of receiving a multi-level burst signal frame modulated with PAM 4.

도시된 바와 같이 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 2번씩 연속되어 전송 속도의 절반으로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴이 포함된 프리앰블을 가지는 멀티레벨 상향 버스트 신호 프레임을 포토다이오드를 통해 수신하고, 이를 트랜스임피던스 증폭기를 통해 증폭한 후 버스트 클럭 복원부가 클럭 복원용 패턴을 이용하여 동기화를 수행한다. 이렇게 느려진 임시 클럭을 복원한 후 클럭 배수부를 통해 이를 2배로 증폭하여 실제 클럭을 복원한다.As shown in the figure, a multilevel upstream burst signal frame having a preamble including a clock recovery pattern composed of binary patterns consecutively having a lowest value and a maximum value of a multi-level signal successively twice and being slowed by half of a transmission rate is received through a photodiode And amplifies it through a transimpedance amplifier. Then, the burst clock recovery unit performs synchronization using a clock recovery pattern. After restoring the slower temporary clock, it is amplified twice by the clock divider to restore the actual clock.

이러한 클럭 복원 과정 이후에 프리앰블에 포함되는 약속된 테스트 패턴(수신부 조정용 패턴)을 통해서 제어부가 해당 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 각 패턴 별로 분류하여 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기에 적용한다.After the clock recovery process, the controller estimates a reference voltage set that can distinguish each pattern by classifying the reception voltage according to the reception unit adjustment pattern through the promised test pattern (reception unit adjustment pattern) included in the preamble, This is applied to the limiting amplifier.

이러한 수신 프레임에서 프리앰블 수신이 완료되고 실제 데이터에 대한 수신이 시작될 경우, 복원된 클럭을 이용하고, 해당 버스트 신호 프레임에 대응하여 설정된 기준 전압 세트를 이용하여 리미팅 증폭기가 수신 데이터를 복원하되, 매 클럭마다 2개의 데이터를 생성하여 MAC에 병렬로 제공한다.When the reception of the preamble is completed in the reception frame and the reception of the actual data is started, the limiting amplifier restores the reception data by using the recovered clock and using the set reference voltage corresponding to the burst signal frame, And provides the data to the MAC in parallel.

이러한 과정을 통해서 매번 수신 신호의 길이와 크기가 다른 Gbps 속도 이상의 버스트 신호가 멀티레벨 광신호로 수신되더라도 신속한 클럭 동기화가 가능하며, 매 버스트 신호마다 상이한 리미팅 증폭기의 최적화된 기준 전압 세트를 통해 데이터 복원 성능을 개선할 수 있게 된다.Through this process, even if a burst signal having a Gbps speed or more, which is different in the length and the magnitude of the received signal, is received by the multilevel optical signal, it is possible to perform a fast clock synchronization and the data restoration The performance can be improved.

한편, 최근의 다양한 네트워크 구성 방식에 따라 네트워크 장치들을 광 채널이나 기가비트 이더넷과 같은 광섬유 기반 전송 시스템에 부착하기 위한 인터페이스로 SFP(Small Form Factor Pluggable), SFP+(10Gbps), SFP28(25Gbps) 장치를 이용하고 있다. 즉, 이더넷 스위치 장비에 광섬유 기반 전송을 위한 SFP를 체결하고 해당 SFP에 광섬유를 연결하여 기가비트 이더넷이나 PON(수동형 광 네트워크)과 같은 고속 채널을 제공하도록 하는 구성은 일반적으로 사용되고 있는 실정이다. 하지만, 아직까지 멀티레벨을 지원하는 광통신용 SFP는 등장하고 있지 않는데, 기존의 SFP의 경우 장비와 통신하기 위한 송수신 데이터 채널로서 각 1개씩의 직렬 통신을 이용하도록 규정되어 있어, 앞서 설명했던 멀티레벨 광신호를 송수신하기 위해서는 한 클럭에 수신되는 복수 데이터를 다시 직렬 신호로 변환해야 하며, 이를 위해서 리미팅 증폭기나 MAC의 클럭이 전송 속도의 배수가 되어야만 한다. SFP (Small Form Factor Pluggable), SFP + (10Gbps), and SFP28 (25Gbps) devices are used as interfaces for attaching network devices to fiber-based transmission systems such as optical channels or Gigabit Ethernet according to recent various network configuration methods. . That is, a configuration in which an SFP for a fiber-based transmission is connected to an Ethernet switch device and a fiber is connected to the SFP to provide a high-speed channel such as a Gigabit Ethernet or a PON (passive optical network) is generally used. However, SFPs for optical communication that support multi-level are not yet available. In the case of the existing SFP, it is prescribed to use one serial communication for each of the transmission and reception data channels for communication with the equipment. Thus, In order to transmit / receive optical signals, a plurality of data received at one clock must be converted into a serial signal again. For this purpose, the clock of the limiting amplifier or the MAC must be a multiple of the transmission speed.

도 12는 SFP 장치의 구성 개념도로서 도시된 바와 같이 SFP 장치(60)는 외형적 결합 부분을 기준으로 볼 때 장비에 구성된 표준 SFP 포트에 삽입되어 장비와 연결되는 장비 연결 인터페이스(61)와, PON 통신 방식에 따른 광선로와 연결되기 위한 선로 연결 인터페이스(62)를 포함한다. 12, the SFP device 60 includes a device connection interface 61 inserted into a standard SFP port formed in the device and connected to the device when viewed from the external coupling portion, And a line connection interface 62 for connection with an optical line according to a communication scheme.

장비 연결 인터페이스(61)는 표준 20핀 인터페이스로 구성되어 핀이 노출된 기판 형태로 제공되며, 선로 연결 인터페이스(62)는 SFP 장치가 지원하는 통신 방식에 따라 광선로 연결 트랜시버 구성을 포함한다.The equipment connection interface 61 is comprised of a standard 20-pin interface and is provided in the form of a pin exposed substrate, and the line connection interface 62 includes a lighted line transceiver configuration according to the communication method supported by the SFP device.

여기서, 장비 연결 인터페이스(61)는 장비에 구성되는 표준 SPF 포트에 삽입 체결되어 장비로부터 전원을 제공 받고, 장비와 정보를 교환하고, 송수신 데이터를 SPF 장치 내부에 구성된 PON 통신 방식의 MAC 처리부와 연결하기 위한 단자들을 포함한다.Here, the equipment connection interface 61 is inserted into a standard SPF port included in the equipment, receives power from the equipment, exchanges information with the equipment, and transmits / receives data to / from the MAC processing unit of the PON communication system Lt; / RTI >

도 13은 SFP 장치의 표준 20핀 장비 연결 인터페이스 구성도로서, 도시된 바와 같이 도시된 핀들 중 18, 19번 핀들(RD-, RD+)은 SFP 장치 간 데이터 전송을 위해 장비로부터 데이터를 수신하기 위한 핀들이고, 12, 13번 핀들(TD+, TD-)은 SFP 장치 간 수신 데이터를 장비로 제공하기 위한 핀들이며, 4, 5번 핀들(MOD_DEF(2), MOD_DEF(1))은 SFP 장치와 연결 장비 간 정보 교환을 위한 I2C 통신 핀(SDA_Data, SCL_Clk 대응)에 해당한다. 여기서 I2C 통신 핀들을 이용한 통신은 SFP 장치 내의 내부 제어부와 연결 장비 간에 설정을 확인 및 갱신하고, SFP 장치가 연결 장비에 정보를 요청하며, 연결 장비가 SFP 장치 제어부의 내부 레지스터에 접근하여 저장 정보를 확인하는 등의 작업에 활용될 수 있다.13 is a block diagram of a standard 20-pin equipment connection interface of the SFP device. As shown in FIG. 13, pins 18 and 19 (RD- and RD +) among the illustrated pins are used for receiving data from the equipment Pins 12 and 13 (TD +, TD-) are pins for providing the received data between the SFP devices to the device. Pins 4 and 5 (MOD_DEF (2), MOD_DEF It corresponds to I2C communication pin (SDA_Data, SCL_Clk correspondence) for information exchange between devices. Here, the communication using the I2C communication pins confirms and updates the setting between the internal control unit and the connected equipment in the SFP device, requests the SFP device to send information to the connected equipment, accesses the internal register of the SFP device control unit, And the like.

도 14는 본 발명의 실시예에 따라 SFP 장치의 변형된 20핀 장비 연결 인터페이스를 보인 구성도로서, 도시된 바와 같이 기존에 중복되어 구성된 10번, 11번 및 14번 핀(VeeR), 17번핀(VeeT)을 추가적인 병렬 데이터 송수신을 위해서 사용하도록 변형한 예시이다.FIG. 14 is a view showing a modified 20-pin equipment connection interface of the SFP device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 14, the conventional 10 pin, 11 pin and 14 pin (VeeR) (VeeT) is used for additional parallel data transmission / reception.

앞서 도 8을 통해서 설명했던 바와 같이 본 발명의 실시예는 PAM 4 방식을 적용할 경우 하나의 클럭에 2 비트의 데이터를 송수신하기 때문에 이를 직렬로 처리하는 대신 MAC에서 2비트 병렬 데이터를 처리할 수 있도록 구성한다. 이와 같이 구성한 광송수신 장치를 SFP에 적용하기 위해서는 연결 장비와 2비트 데이터를 송수신할 수 있어야 하므로, 도시된 바와 같이 중복 구성된 핀들을 활용하여 추가적인 데이터 수신용 단자(RD2+, RD2-)와 추가적인 데이터 송신용 단자(TD2+, TD2-)를 할당할 수 있다. As described above with reference to FIG. 8, in the embodiment of the present invention, when 2 bits of data are transmitted / received on one clock when the PAM 4 scheme is applied, the MAC can process 2-bit parallel data . In order to apply the optical transceiver configured as described above to the SFP, it is necessary to be able to transmit and receive 2-bit data to and from the connected equipment. Therefore, additional data receiving terminals RD2 + and RD2- Credit terminals (TD2 +, TD2-) can be allocated.

도시된 예시에서는 핀 10번부터 핀 20번까지의 배치를 변경한 것으로서, 각 송수신 단자 세트 사이를 전원이나 접지를 이용하여 분리한 구성이다. 중복되지 않는 단자(VeeT, VccT, VccR)는 핀 배치를 달리하더라도 유지하면서 중복되는 핀들을 활용하여 추가적인 데이터 수신용 단자(RD2+, RD2-) 및 데이터 송신용 단자(TD2+, TD2-)를 순차적으로 배치한 것이다. 물론, 이러한 핀 배치는 필요에 따라 달라질 수 있다.In the illustrated example, the arrangement of the pins 10 to 20 is changed, and the transmission / reception terminal sets are separated from each other by using the power supply or the ground. The additional data receiving terminals RD2 + and RD2- and the data transmitting terminals TD2 + and TD2- are sequentially connected to the non-overlapping terminals VeeT, VccT and VccR by using the overlapping pins, Respectively. Of course, such pin arrangement may vary as needed.

이와 같이 본 발명의 실시예의 구성은 ONT 수신 장치로서 구성될 수 있으며, SFP 형태로도 구현이 가능하다.As described above, the configuration of the embodiment of the present invention can be configured as an ONT receiving apparatus and can also be implemented in the form of an SFP.

이와 같이 비교적 간단한 구성 만을 통해서 트랜스미터 수준에서 각 장치들 간 멀티레벨 클럭 복원 성능 향상 및 멀티레벨 수신 성능 최적화가 가능하므로 낮은 비용으로 통신 품질을 개선할 수 있게 된다.As a result, it is possible to improve the multi-level clock restoration performance and optimize the multi-level reception performance between the devices at the transmitter level through the relatively simple configuration, thereby improving the communication quality at a low cost.

한편, 앞서 언급된 광송신 장치나 광수신 장치의 제어부는 제어 기능을 가지는 능동 및 수동 소자의 조합을 포함하는 전자회로로 구성될 수 있고, 마이크로 콘트롤러나 그와 동등한 제어 수단을 포함하는 칩으로 구성될 수도 있는 등, 그 구체적인 구현 방식은 알려져 있는 다양한 방법들을 포괄할 수 있다. Meanwhile, the control unit of the above-mentioned optical transmitting apparatus or optical receiving apparatus may be composed of an electronic circuit including a combination of active and passive elements having a control function, and may be constituted by a chip including a microcontroller or equivalent control means And the concrete implementation method thereof may encompass various known methods.

전술된 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 멀티레벨 광송신 장치 110: 구동부
120: 레이저 다이오드 130: 제어부
140: 테스트 패턴 저장부 200: 멀티레벨 광수신 장치
210: 애벌런치 포토다이오드 220: 트랜스임피던스 증폭기
230: 리미팅 증폭기 240: 버스트 클럭 복원부
250: 클럭 배수부 260: 제어부
270: 테스트 패턴 저장부 280: MAC
290: 레이저 다이오드 구동부 295: 레이저 다이오드
100: Multilevel optical transmitter 110:
120: laser diode 130:
140: Test pattern storage unit 200: Multilevel optical receiver
210: avalanche photodiode 220: transimpedance amplifier
230: Limiting amplifier 240: Burst clock recovery unit
250: clock divider 260:
270: Test pattern storage unit 280: MAC
290: laser diode driver 295: laser diode

Claims (10)

약속된 클럭 복원용 패턴이 포함된 프리앰블을 가지는 멀티레벨 상향 버스트 신호 프레임을 수신하여 클럭과 데이터를 복원하여 MAC(Media Access Control)을 통해 처리하는 멀티레벨 광수신 장치로서,
멀티레벨 광신호를 수신하는 포토다이오드와;
포토다이오드의 전류를 전압으로 변환하는 버스트 모드 트랜스임피던스 증폭기와;
상기 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하고, 구분에 대응되는 복수 비트를 병렬로 출력하여 MAC에 제공하는 리미팅 증폭기와;
상기 리미팅 증폭기에서 구분 증폭된 신호 중 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴을 통해 클럭을 복원하는 버스트 클럭 복원부와;
버스트 클럭 복원부에서 복원한 클럭을 전송 속도에 맞추어 배수로 증가시키는 클럭 배수부를 포함하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
1. A multilevel optical receiving apparatus for receiving a multilevel upstream burst signal frame having a preamble including a predetermined clock recovery pattern, restoring a clock and data, and processing the data through a MAC (Media Access Control)
A photodiode for receiving a multilevel optical signal;
A burst mode transimpedance amplifier for converting the current of the photodiode into a voltage;
Amplifying the received voltage of the transimpedance amplifier in accordance with a set reference voltage, outputting a plurality of bits corresponding to the division in parallel, and providing the same to the MAC;
A burst clock recovery unit for recovering a clock through a clock recovery pattern composed of a binary pattern in which a minimum value and a maximum value of a multi-level signal among the amplified signals amplified by the limiting amplifier are successively plural and are slowed to less than half of a transmission rate;
And a clock divider for multiplying a clock recovered by the burst clock recovery unit to a multiple according to a transmission rate.
청구항 1에 있어서, 상기 멀티레벨 광신호가 PAM(Pulse Amplitude Modulation)-N인 경우 상기 클럭 복원용 패턴은 N종류의 신호 중에서 최소 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하고, 최대 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하는 신호 세트를 여러번 구성하여 전송속도를 임시로 낮춘 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
The method of claim 1, wherein when the multilevel optical signal is PAM (Pulse Amplitude Modulation) -N, the clock recovery pattern repeats a signal corresponding to minimum data among N kinds of signals a plurality of times, Wherein a plurality of signal sets to be repeated a plurality of times are constructed several times to temporarily lower a transmission speed, thereby enhancing the burst mode clock and data restoration performance.
청구항 2에 있어서, 상기 리미팅 증폭기는 클럭 배수부를 통해 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 수신 프레임의 데이터에 대응되는 신호를 기준 전압 세트를 통해 N종류 중 하나로 구분한 후 Log2N개 비트의 병렬 신호를 클럭마다 MAC에 제공하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
The method according to claim 2, wherein the limiting amplifier is a clock to evacuate through the reference voltage set, a signal corresponding to the data of the received frame by using the recovered clock signals according to the transmission speed through the then separated by one of the N types Log 2 N bits And a parallel signal is provided to the MAC for each clock. The multilevel optical receiving apparatus with improved burst mode clock and data recovery performance.
청구항 1에 있어서, 상기 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블은 클럭 복원용 패턴 이후에 약속된 수신부 조정용 패턴을 더 포함하며,
상기 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압 중 수신된 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 각 패턴 별로 분류하여 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기에 적용하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
2. The apparatus of claim 1, wherein the preamble of the uplink burst signal frame further comprises a pattern for adjusting a receiver portion after the clock recovery pattern,
And a controller for classifying a received voltage according to a pattern for adjusting a receiver included in a received preamble among the received voltages of the transimpedance amplifier according to each pattern to estimate a reference voltage set capable of distinguishing each pattern and applying the reference voltage set to the limiting amplifier Wherein the burst mode clock and the data recovery performance are improved.
청구항 4에 있어서, 제어부는 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 약속된 수신부 조정용 패턴의 데이터를 기준으로 상이한 데이터에 대응되는 수신 전압을 구분하여 저장하면서 데이터별로 저장된 수신 전압들의 분포 범위를 기준으로 각 데이터를 구분할 수 있는 기준 전압을 각 데이터별 수신 전압 분포 범위 사이에서 각각 추정하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
The control unit stores the received voltage of the transimpedance amplifier by dividing the received voltage corresponding to the different data based on the data of the predetermined pattern for adjusting the receiving unit, And estimating a reference voltage that can be discriminated between a reception voltage distribution range for each data, respectively.
청구항 4에 있어서, 상기 제어부는 상향 버스트 신호 프레임이 수신될 때마다 기준 전압 세트 추정을 수행하거나, 상기 MAC으로부터 상향 버스트 신호의 스케줄 정보를 수신하여 이전에 기준 전압 세트를 추정한 단말로부터 수신되는 상향 버스트 신호 프레임의 경우 기준 전압 세트 추정을 생략하고 해당 단말에 대해서 이전에 추정된 기준 전압 세트를 이용하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 장치.
The method of claim 4, wherein the controller performs a reference voltage set estimation each time an uplink burst signal frame is received, receives scheduling information of an uplink burst signal from the MAC, Wherein the reference voltage set estimation is omitted for the burst signal frame and the reference voltage set previously estimated for the corresponding terminal is used.
약속된 클럭 복원용 패턴이 포함된 프리앰블을 가지는 멀티레벨 상향 버스트 신호 프레임을 수신하여 클럭과 데이터를 복원하여 MAC을 통해 처리하는 멀티레벨 광수신 방법으로서,
포토다이오드를 통해 수신한 멀티레벨 광신호의 전류를 트랜스임피던스 증폭기를 통해 전압으로 변환하는 단계;
리미팅 증폭기를 통해 상기 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하는 단계;
버스트 클럭 복원부가 상기 리미팅 증폭기에서 구분 증폭된 신호 중 멀티레벨 신호의 최저값과 최대값이 각각 복수로 연속되어 전송 속도의 절반 이하로 느려진 이진 패턴으로 구성된 클럭 복원용 패턴을 통해 클럭을 복원하고, 클럭 배수부를 통해 복원한 클럭을 전송 속도에 맞추어 배수로 증가시키는 단계;
상기 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 상기 리미팅 증폭기가 수신 전압을 설정된 기준 전압 세트에 따라 구분 증폭하고, 구분에 대응되는 복수 비트를 병렬로 출력하여 MAC에 제공하는 단계를 포함하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 방법.
A multilevel optical reception method for receiving a multilevel upstream burst signal frame having a preamble including a promised clock recovery pattern, restoring a clock and data, and processing through a MAC,
Converting the current of the multilevel optical signal received through the photodiode to a voltage through the transimpedance amplifier;
Dividing and amplifying the reception voltage of the transimpedance amplifier according to a set reference voltage through a limiting amplifier;
The burst clock restoring unit restores a clock through a clock recovery pattern composed of a binary pattern in which a minimum value and a maximum value of a multi-level signal among the signals classified and amplified in the limiting amplifier are continuously a plurality of consecutive and slower than half of a transmission rate, Increasing the clock recovered through the divider to a multiple of the clock rate according to the transmission rate;
Wherein the limiting amplifier amplifies the reception voltage according to the set reference voltage using the recovered clock according to the transmission rate, and outputs the plurality of bits corresponding to the division in parallel to the MAC to provide the burst mode clock And a multilevel optical receiving method with improved data recovery performance.
청구항 7에 있어서, 상기 멀티레벨 광신호가 PAM-N인 경우 상기 클럭 복원용 패턴은 N종류의 신호 중에서 최소 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하고, 최대 데이터에 해당하는 신호를 복수회 반복하는 신호 세트를 여러번 구성하여 전송속도를 임시로 낮춘 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 방법.
8. The method of claim 7, wherein when the multilevel optical signal is PAM-N, the clock recovery pattern is a pattern for repeating a signal corresponding to minimum data among N kinds of signals a plurality of times, And the transmission speed is temporarily lowered by constructing the set at a plurality of times, thereby improving the burst mode clock and data restoration performance.
청구항 8에 있어서, 상기 리미팅 증폭기가 상기 클럭 배수부를 통해 전송 속도에 맞추어 복원된 클럭을 이용하여 수신 프레임의 데이터에 대응되는 신호를 기준 전압 세트를 통해 N종류 중 하나로 구분한 후 Log2N개 비트의 병렬 신호를 클럭마다 MAC에 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 방법.
The method according to claim 8, wherein the limiting amplifier is the clock drainage unit after separated by one of N type with a reference voltage set, a signal corresponding to the data of the received frame by using the recovered clock signals according to the transfer rate Log 2 N bits And providing a parallel signal of the clock signal to the MAC for each clock.
청구항 7에 있어서, 상기 상향 버스트 신호 프레임의 프리앰블은 클럭 복원용 패턴 이후에 약속된 수신부 조정용 패턴을 더 포함하며,
제어부가 상기 트랜스임피던스 증폭기의 수신 전압 중 프리앰블에 포함된 수신부 조정용 패턴에 따른 수신 전압을 각 패턴 별로 분류하여 각 패턴을 구분할 수 있는 기준 전압 세트를 추정하고, 이를 리미팅 증폭기에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스트 모드 클럭 및 데이터 복원 성능을 높인 멀티레벨 광수신 방법.
8. The method of claim 7, wherein the preamble of the uplink burst signal frame further comprises a receiver adjustment pattern promised after the clock recovery pattern,
The control unit classifies the received voltage according to the pattern for adjusting the receiving unit included in the preamble among the receiving voltages of the transimpedance amplifier according to each pattern to estimate a reference voltage set capable of distinguishing each pattern and applying the reference voltage set to the limiting amplifier Wherein the burst mode clock and the data restoration performance are improved.
KR1020190035102A 2019-03-27 2019-03-27 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof KR101988920B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190035102A KR101988920B1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof
PCT/KR2019/013048 WO2020197013A1 (en) 2019-03-27 2019-10-04 Multi-level optical receiving device and method with improved burst mode clock and data recovery performance

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190035102A KR101988920B1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101988920B1 true KR101988920B1 (en) 2019-06-13

Family

ID=66847808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190035102A KR101988920B1 (en) 2019-03-27 2019-03-27 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101988920B1 (en)
WO (1) WO2020197013A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102127263B1 (en) * 2019-12-30 2020-07-07 (주)자람테크놀로지 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance and method thereof
WO2020197013A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 (주)자람테크놀로지 Multi-level optical receiving device and method with improved burst mode clock and data recovery performance
KR102280120B1 (en) * 2020-12-29 2021-07-22 (주)자람테크놀로지 Multilevel passive optical network transceiver with multiple wavelength switching function and wavelength switching method thereof
US11443785B2 (en) 2020-09-02 2022-09-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory device for generating data strobe signal based on pulse amplitude modulation, memory controller, and memory system including the same
KR20230067229A (en) * 2021-11-09 2023-05-16 한국전자통신연구원 Burstmode optical transmitter
US11798495B2 (en) 2021-11-19 2023-10-24 Samsung Display Co., Ltd. Display device including a timing controller to supply an adjustment option value through a data clock signal line and a method of driving the same
US11869444B2 (en) 2021-11-19 2024-01-09 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a clock training with a plurality of signal levels and driving method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112312239B (en) * 2020-10-22 2022-08-02 武汉邮电科学研究院有限公司 Preamble design method and system for uplink burst mode in coherent PON

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196510A1 (en) * 2001-04-04 2002-12-26 Hietala Vincent Mark Method and system for decoding multilevel signals
US20110001531A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Kawasaki Microelectronics, Inc. Method and apparatus for receiving burst data without using external detection signal
KR101078052B1 (en) 2008-11-28 2011-10-31 한국전자통신연구원 Apparatus and Method for recovering of received data for PON system
KR101541975B1 (en) 2013-12-26 2015-08-06 한양대학교 산학협력단 Optical communication receiver and chip employed in the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100983053B1 (en) * 2008-06-26 2010-09-17 전자부품연구원 De-serializing Apparatus for Optical Receiving Data and the Producing Method
KR101988920B1 (en) * 2019-03-27 2019-06-13 (주)자람테크놀로지 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020196510A1 (en) * 2001-04-04 2002-12-26 Hietala Vincent Mark Method and system for decoding multilevel signals
KR101078052B1 (en) 2008-11-28 2011-10-31 한국전자통신연구원 Apparatus and Method for recovering of received data for PON system
US20110001531A1 (en) * 2009-07-01 2011-01-06 Kawasaki Microelectronics, Inc. Method and apparatus for receiving burst data without using external detection signal
KR101541975B1 (en) 2013-12-26 2015-08-06 한양대학교 산학협력단 Optical communication receiver and chip employed in the same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Faisal A. Musa et al., "CLOCK RECOVERY IN HIGH-SPEED MULTILEVEL SERIAL LINKS," Proceedings of the 2003 International Symposium on Circuits and Systems, (2003) *
Ming-ta Hsieh et al., "SiGe BiCMOS PAM-4 Clock and Data Recovery Circuit for High-speed Serial Communications," IEEE Proceedings on International Systems-on-Chip Conference, (2003) *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020197013A1 (en) * 2019-03-27 2020-10-01 (주)자람테크놀로지 Multi-level optical receiving device and method with improved burst mode clock and data recovery performance
KR102127263B1 (en) * 2019-12-30 2020-07-07 (주)자람테크놀로지 Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance and method thereof
WO2021137385A1 (en) * 2019-12-30 2021-07-08 (주)자람테크놀로지 Optical receiving device and method having improved burst mode clock and data recovery performance
US11443785B2 (en) 2020-09-02 2022-09-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Memory device for generating data strobe signal based on pulse amplitude modulation, memory controller, and memory system including the same
KR102280120B1 (en) * 2020-12-29 2021-07-22 (주)자람테크놀로지 Multilevel passive optical network transceiver with multiple wavelength switching function and wavelength switching method thereof
KR20230067229A (en) * 2021-11-09 2023-05-16 한국전자통신연구원 Burstmode optical transmitter
KR102639756B1 (en) 2021-11-09 2024-02-23 한국전자통신연구원 Burstmode optical transmitter
US11798495B2 (en) 2021-11-19 2023-10-24 Samsung Display Co., Ltd. Display device including a timing controller to supply an adjustment option value through a data clock signal line and a method of driving the same
US11869444B2 (en) 2021-11-19 2024-01-09 Samsung Display Co., Ltd. Display device having a clock training with a plurality of signal levels and driving method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020197013A1 (en) 2020-10-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101988920B1 (en) Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance for multilevel optical signal and method thereof
Harstead et al. Technology roadmap for time-division multiplexed passive optical networks (TDM PONs)
CN101542945B (en) Station-side terminator
KR102138731B1 (en) Reduced synchronization errors in Common Public Radio Interface (CPRI) passive optical networks (PONS)
US9225453B2 (en) Optimizing optical systems using code division multiple access and/or orthogonal frequency-division multiplexing
CN110036577B (en) Optical network unit and signal processing method in passive optical network
Qiu et al. Development of GPON upstream physical-media-dependent prototypes
KR102127263B1 (en) Optical receiving apparatus having improved burst mode clock and data recovery performance and method thereof
KR101846469B1 (en) Transimpedance amplifier reset apparatus for low power passive optical network equipment and method thereof
US11489622B2 (en) Probabilistically coded modulation for fronthaul networks
KR101854054B1 (en) Current-voltage conversion circuit, optical receiver, and optical terminator
JP5460253B2 (en) Base station side optical transceiver and optical subscriber transmission system
Nakagawa et al. Experimental investigation of AMCC superimposition impact on CPRI signal transmission in DWDM-PON network
Houtsma et al. Recent Progress on 25G EPON and beyond
CN102202245B (en) Method, device and system for processing signals
KR101953861B1 (en) Optical receiving apparatus having improved receiving performance for multilevel optical signal and method thereof
KR102375301B1 (en) Optical signal receiving apparatus for extending transmission distance and method thereof
Brandonisio et al. Burst-mode FEC performance for PON upstream channels with EDFA optical transients
Qiu et al. Evolution of burst mode receivers
JP5588814B2 (en) Burst receiver, burst reception control method, and system
Thoguluva et al. Frame-level OEO-regenerating GPON reach extender
Brandonisio et al. Forward error correction analysis for 10Gb/s burst-mode transmission in TDM-DWDM PONs
CN112740580B (en) Method and device for saving energy of optical network
EP2337254B1 (en) Digital multi-rate receiver
KR101023813B1 (en) Registration method for ONU or ONT

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant