KR102654982B1 - 수신기, 광 회선 단말기 및 수동 광 네트워크 시스템 - Google Patents

수신기, 광 회선 단말기 및 수동 광 네트워크 시스템 Download PDF

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Abstract

광검출기, 제1 증폭기, 제2 증폭기 및 제어기를 포함하는 수신기가 제공되는데, 여기서 광검출기는 제1 증폭기에 결합되고, 제1 증폭기는 제2 증폭기에 결합되고, 제1 증폭기 및 제2 증폭기는 제어기에 개별적으로 결합된다. 제어기는 광 신호의 미리 설정된 도달 시간 및 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성되고, 광검출기는 광 신호를 수신하고 광 신호를 전류 신호로 변환하도록 구성되고, 제1 증폭기는 전류 신호를 제1 전압 신호로 변환하도록 구성되고, 제2 증폭기는 제1 전압 신호를 제2 전압 신호로 변환하도록 구성된다.

Description

수신기, 광 회선 단말기 및 수동 광 네트워크 시스템
본 출원은 2019년 11월 12일자로 중국 국가지식재산관리국에 출원되고 발명의 명칭이 "RECEIVER, OPTICAL LINE TERMINAL, AND PASSIVE OPTICAL NETWORK SYSTEM"인 중국 특허출원 번호 201911101778.0에 대한 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참조에 의해 본원에 통합된다.
기술분야
본 출원은 통신 분야에 관한 것으로, 특히, 수신기, 광 회선 단말기 및 수동 광 네트워크 시스템에 관한 것이다.
수동 광 네트워크(passive optical network, PON) 시스템에서, 광 회선 단말기(optical line terminal, OLT)는 광 스플리터(optical splitter)를 사용하여 네트워크 내의 모든 광 네트워크 유닛(optical network unit, ONU)과의 통신 접속을 수립한다. 업링크 전송 동안, ONU는 시분할 다중화 방식으로 OLT와 통신하며, 각 ONU의 통신 신호는 버스트 광 신호(이하 "광 신호"로 지칭됨)로 지칭된다. OLT와 ONU 사이의 링크의 삽입 손실이 상이하기 때문에, 상이한 ONU에서 OLT 측에 도달하는 버스트 광 신호의 광 전력도 상이하다. 따라서, OLT 측의 수신기는, 특정 동적 범위에서 버스트 광 신호를 빠르게 캡처하고, 캡처된 버스트 광 신호를 광검출기를 사용하여 전압 신호로 변환하고, 전압 신호를 동일한 레벨로 증폭하는 기능을 갖춰야 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해, 현재 일반적으로 사용되는 솔루션이 도 1에 도시되어 있다. OLT 측 수신기는 반도체 광 증폭기(semiconductor optical amplifier, SOA)와 광검출기(photodetector, PD)로 구성된다. SOA는 업링크 전송 시 수신된 버스트 광 신호를 전치증폭한 후, 광-전기 변환을 위해 버스트 광 신호를 PD로 전송한다. SOA의 이득은 펌프 전류 등을 조절함으로써 조정될 수 있다. PD는 구체적으로 애벌랜치 포토다이오드(avalanche photodiode, APD)일 수 있다. SOA의 펌프 전류 또는 APD의 전압을 조절함으로써 수신기의 전체 동적 범위가 향상될 수 있다. 이 솔루션에서는, 서로 다른 버스트 광 신호가 PD를 통해 전압 신호로 변환되고, 그런 다음 전압 신호는 후속 증폭 회로에 의해 동일한 레벨로 증폭된다. 이 과정에서, 전압 신호는 자동 수렴을 통해 안정화되어야 한다. 자동 수렴은 시간이 오래 걸린다. 따라서, 이 솔루션의 단점은 빠른 수렴이 구현될 수 없고 업링크 대역폭 효율성이 비교적 낮다는 것이다.
본 출원의 실시예는, 수신기에서 업링크 버스트 광 신호에 대한 비교적 긴 수렴 시간이라는 기존의 문제를 해결하고, 넓은 동적 범위에서 광 신호의 수신을 구현하고, 수렴 시간을 감소시키며, 업링크 대역폭 효율성을 향상시키는, 수신기, 광 회선 단말기 및 수동 광 네트워크 시스템을 제공한다.
제1 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 수신기를 제공하는데, 수신기는, 광검출기, 제1 증폭기, 제2 증폭기, 및 제어기를 포함하고, 광검출기는 제1 증폭기에 결합되고, 제1 증폭기는 제2 증폭기에 결합되고, 제1 증폭기 및 제2 증폭기는 제어기에 개별적으로 결합되고, 제어기는 광 신호의 미리 설정된 도달 시간 및 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성되고, 광검출기는 광 신호를 수신하고 광 신호를 전류 신호로 변환하도록 구성되고, 제1 증폭기는 제1 증폭기의 이득에 기초하여 전류 신호를 제1 전압 신호로 변환하도록 구성되고, 제2 증폭기는 제2 증폭기의 이득에 기초하여 제1 전압 신호를 제2 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 서로 다른 광 신호가 수신기에 도달할 때, 제어기는 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 각각의 광 신호에 기초한 대응하는 이득 값으로 제어 및 조정하여 넓은 동적 범위에서 광 신호의 수신을 구현할 수 있다. 제1 증폭기와 제2 증폭기가 서로 다른 광 신호에 대해 서로 다른 이득 값 조합을 사용하는 경우, 각각의 출력 제2 전압 신호는 필요한 안정 값에 가까워져서, 전압 신호를 안정화하는 데 필요한 수렴 시간을 감소시키고 업링크 대역폭 효율성을 향상시킬 수 있다.
가능한 설계에서, 제어기는 구체적으로, 미리 설정된 GGC(Global Gain Control) 제어 테이블에 기초하여 광 신호에 대응하는 이득 강도를 검색하고, 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 적어도 하나의 리셋 신호를 포함하는 타겟 리셋 신호 조합을 생성하고, 타겟 리셋 신호 조합에 기초하여 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하고, 제1 제어 신호를 사용하여 제1 증폭기의 이득을 제어하고, 제2 제어 신호를 사용하여 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성된다.
가능한 설계에서, 제1 증폭기는 트랜스-임피던스 증폭기를 포함한다.
가능한 설계에서, 제2 증폭기는 차동 증폭기를 포함한다.
가능한 설계에서, 광검출기는 애벌랜치 포토다이오드(Avalanche Photodiode, APD)이고 APD는 제어기에 결합된다. 제어기는 또한 구체적으로, 타겟 리셋 신호 조합에 기초하여 제3 제어 신호를 생성하고, 제3 제어 신호를 사용하여 APD의 이득을 제어하도록 구성된다.
가능한 설계에서, 본 출원의 이 실시예에서 제공된 수신기는 반도체 광 증폭기(SOA)를 더 포함하고, 광검출기는 PIN 광전 검출기(photoelectric detector)이고, SOA는 PIN 광전 검출기 및 제어기에 결합된다. SOA는 PIN 광전 검출기가 광 신호를 수신하기 전에 PIN 광전 검출기에 의해 수신된 광 신호를 증폭하도록 구성된다. 제어기는 또한 구체적으로, 타겟 리셋 신호 조합에 기초하여 제4 제어 신호를 생성하고, 제4 제어 신호를 사용하여 SOA의 이득을 제어하도록 구성된다.
가능한 설계에서, 본 출원의 이 실시예에서 제공된 수신기는 버퍼를 더 포함하는데, 버퍼는 제2 증폭기에 결합되고, 제2 증폭기에 의해 변환된 제2 전압 신호를 출력하도록 구성된다.
가능한 설계에서, 본 출원의 이 실시예에서 제공되는 수신기는 제1 트랜스-임피던스 및 제2 트랜스-임피던스를 더 포함하는데, 제1 트랜스-임피던스는 제1 증폭기에 결합되고, 제2 트랜스-임피던스는 제2 증폭기에 결합되고, 제1 트랜스-임피던스의 임피던스 값 및 제2 트랜스-임피던스의 임피던스 값은 제어 가능하고, 제1 제어 신호와 제2 제어 신호는 제1 트랜스-임피던스와 제2 트랜스-임피던스에 각각 인가되어 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 제어한다.
제2 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 OLT를 제공하는데, OLT는 제1 양태의 가능한 설계들 중 어느 하나에 따른 수신기를 포함한다.
제3 양태에 따르면, 본 출원의 실시예는 PON 시스템을 제공하는데, PON 시스템은 OLT를 포함하고 OLT는 제1 양태의 가능한 설계들 중 어느 하나에 따른 수신기를 포함한다. 수동 광 네트워크 시스템은 ONU 및 광 분배 네트워크(optical distribution network, ODN)를 더 포함한다.
본 출원의 실시예에 제공된 수신기를 위한 기술 솔루션에서, 수신기는 광검출기, 제1 증폭기, 제2 증폭기 및 제어기를 포함하는데, 광검출기는 제1 증폭기에 결합되고, 제1 증폭기는 제 2 증폭기에 결합되고, 제 1 증폭기 및 제 2 증폭기는 제어기에 개별적으로 결합되고, 제어기는 광 신호의 미리 설정된 도달 시간 및 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성되고, 광검출기는 광 신호를 수신하고 광 신호를 전류 신호로 변환하도록 구성되고, 제1 증폭기는 전류 신호를 제1 전압 신호로 변환하도록 구성되고, 제2 증폭기는 제1 전압 신호를 제2 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 서로 다른 광 신호가 수신기에 도달할 때, 제어기는 제 1 증폭기의 이득 및 제 2 증폭기의 이득을 각각의 광 신호에 기초한 대응하는 이득 값으로 제어 및 조정하여, 넓은 동적 범위에서 광 신호의 수신을 구현하고, 광 신호 수신에 필요한 수렴 시간을 감소시키고, 업링크 대역폭 효율성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술의 OLT 수신기 구조의 개략도이다.
도 2는 본 출원의 실시예에 따른 애플리케이션 시나리오의 개략도이다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 수신기의 실시예의 개략도이다.
도 4는 본 출원의 실시예에 따른 수신기의 이득 조정 프로세스의 개략도이다.
도 5는 본 출원의 실시예에 따른 수신기의 다른 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 출원의 실시예에 따른 수신기의 다른 실시예의 개략도이다.
다음은 본 출원의 실시예의 첨부 도면을 참조하여 본 출원의 실시예의 기술적 솔루션을 설명한다. 설명된 실시예는 본 출원의 실시예의 전부가 아니라 일부일 뿐임이 명백하다. 창의적인 노력 없이 본 출원의 실시예에 기초하여 당업자에 의해 획득된 다른 모든 실시예는 본 출원의 보호 범위에 속할 것이다.
본 출원의 실시예들은 도 2에 도시된 수동 광 네트워크(passive optical network, PON) 시스템에 적용될 수 있다. PON 시스템은 광 회선 단말기(optical line terminal, OLT), 광 분배 네트워크(optical distribution network, ODN), 광네트워크 유닛(optical network unit, ONU)을 포함한다. PON 시스템에서, OLT에서 ONU 방향으로의 전송은 다운링크 전송으로 지칭되고, ONU에서 OLT 방향으로의 전송은 업링크 전송으로 지칭된다. 다운링크 전송에서, OLT는 다운링크 데이터를 각각의 ONU에 방송한다. 업링크 전송에서는 시분할 다중화가 사용되며, 각각의 ONU는 OLT에 의해 할당된 전송 타임슬롯에 기초하여 업링크 데이터를 OLT로 전송한다. 업링크 데이터와 다운링크 데이터는 모두 광 신호를 데이터 캐리어로 사용한다. ONU는 PON 시스템에 사용자측 인터페이스를 제공하며 ODN에 접속된다. ODN은 수동 광 분할 디바이스이며, 일반적으로, 수동 광 스플리터(스플리터로도 지칭됨), 피더 섬유 및 분배 섬유를 포함한다. ODN은 복수의 ONU의 업링크 데이터를 요약하여 OLT로 전송할 수 있고, OLT의 다운링크 데이터를 각각의 ONU로 전송할 수도 있다.
본 출원의 실시예는 수신기를 제공하는데, 수신기는 PON 시스템의 OLT에 적용될 수 있다. 수신기는 넓은 동적 범위와 짧은 수렴 시간을 특징으로 하여, 넓은 동적 범위에서 광 신호의 수신을 구현하고, 광 신호를 전압 신호로 변환하는 과정에서 필요한 수렴 시간을 감소시킨다.
도 3은 본 출원의 실시예에 따른 수신기의 실시예의 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 출원의 이 실시예에 제공된 수신기(30)는 광검출기(301), 제1 증폭기(302), 제2 증폭기(303), 및 제어기(304)를 포함할 수 있는데, 광검출기(301)는 제1 증폭기(302)에 결합되고, 제1 증폭기(302)는 제2 증폭기(303)에 결합되고, 제1 증폭기(302) 및 제2 증폭기(303)는 제어기(304)에 개별적으로 결합된다.
제어기(304)는, 광 신호의 미리 설정된 도달 시간 및 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하고, 제1 제어 신호를 사용하여 제1 증폭기(302)의 이득을 제어하고, 제2 제어 신호를 사용하여 제2 증폭기(303)의 이득을 제어한다.
광검출기(301)는 광 신호를 수신하고 광 신호를 전류 신호로 변환하도록 구성된다.
제1 증폭기(302)는 제어기(304)에 의해 제어된 제1 증폭기의 이득에 기초하여 광검출기(301)에 의해 출력된 전류 신호를 제1 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 제1 전압 신호는 직류 전압 신호이고 직류 전압 신호는 불안정하다.
제2 증폭기(303)는, 제어기(304)에 의해 제어된 제2 증폭기의 이득에 기초하여 제1 증폭기(302)에 의해 출력된 제1 전압 신호를 제2 전압 신호로 변환하도록 구성된다. 제2 전압 신호는 제1 전압 신호의 이득 증폭 후 출력되는 안정적인 차동 교류 전압이다.
선택적으로, 수신기(30)는 버퍼(305)를 더 포함할 수 있는데, 버퍼(305)는 제2 증폭기(303)에 결합되고, 제2 증폭기(303)에 의해 변환된 제2 전압 신호를 출력하도록 구성될 수 있다.
서로 다른 광 신호가 수신기에 도달할 때, 제어기는 제1 증폭기의 이득 및 제2 증폭기의 이득을 각각의 광 신호에 기초한 대응하는 이득 값으로 제어 및 조정하여 넓은 동적 범위에서 광 신호의 수신을 구현할 수 있다. 제1 증폭기와 제2 증폭기가 서로 다른 광 신호에 대해 서로 다른 이득 값 조합을 사용할 때, 각각의 출력 제2 전압 신호는 필요한 안정 값에 가까워져서, 전압 신호를 안정화하는 데 필요한 수렴 시간을 감소시키고 업링크 대역폭 효율성을 향상시킬 수 있다.
선택적으로, 특정 실시예에서, 제1 증폭기(302)는 구체적으로 트랜스-임피던스 증폭기이고, 제2 증폭기(303)는 구체적으로 차동 증폭기이다.
선택적으로, 특정 실시예에서, 제1 증폭기(302) 및 제2 증폭기(303)는 동일한 타겟 칩에 집적될 수 있다. 타겟 칩은 리셋 핀을 포함하고, 제어기(304)는 구체적으로, 미리 설정된 글로벌 이득 제어(Global Gain Control, GGC) 제어 테이블에 기초하여 광 신호에 대응하는 이득 강도를 검색하고, 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 타겟 리셋 신호 조합을 생성하도록 구성되는데, 타겟 리셋 신호 조합은 적어도 하나의 리셋 신호를 포함할 수 있다. 타겟 리셋 신호 조합이 적어도 하나의 리셋 신호를 포함할 때, 타겟 리셋 신호 조합은 하이 레벨 신호와 로우 레벨 신호의 임의의 조합 형태이거나 광범위하게 상이한 펄스 신호의 임의의 조합 형태일 수 있으며, 서로 다른 조합 모드는 서로 다른 정보를 나타낼 수 있다. 타겟 리셋 신호 조합이 하나의 리셋 신호만을 포함할 때, 리셋 신호는 펄스 신호일 수 있으며, 서로 다른 폭의 펄스 신호는 서로 다른 정보를 나타낼 수 있다. 타겟 리셋 신호 조합은 리셋 핀에 입력되어 타겟 칩이 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하도록 한다. 이 때, 타겟 칩은 제1 제어 신호를 사용하여 제1 증폭기(302)의 이득을 제어하고, 제2 제어 신호를 사용하여 제2 증폭기(303)의 이득을 제어할 수 있다.
GGC 제어 테이블은 서로 다른 ONU에 의해 전송된 광 신호가 동일한 수신기에 도달할 때의 평균 업링크 수신 전력에 기초하여 미리 설정된다.
구체적으로, 서로 다른 ONU에 의해 전송된 광 신호가 수신기에 도달할 때의 평균 업링크 수신 전력은 광 신호에 대한 평균 다운링크 수신 전력 및 평균 업링크 송신 전력과, 광 신호에 대한 수신기 자체의 평균 다운링크 송신 전력에 기초하여 계산될 수 있다. 구체적인 계산식은 다음과 같다:
여기서, Purx는 업링크 수신 전력을 나타내고, Pdtx는 다운링크 송신 전력을 나타내고, Putx는 업링크 송신 전력을 나타내고, Pdrx는 다운링크 수신 전력을 나타낸다. 평균 업링크 수신 전력은 광 신호의 복수의 계산을 통해 획득될 수 있다.
각각의 ONU에 의해 전송되는 광 신호에 사용되는 이득 설정 솔루션은 각각의 ONU에 대응하는 평균 업링크 수신 전력이 위치하는 수신 전력 범위에 기초하여 결정될 수 있다. 상이한 수신 전력 범위에 대해, 상이한 이득 설정 솔루션이 설정될 수 있으며, 이득 설정 솔루션에 대응하는 이득 강도는 구체척으로 표 1에 나와 있는 바와 같이 상이하다.
이득 강도 수신 전력 범위(μA) 제어 신호 1 제어 신호 2 제어 신호 N 총 이득
1 3 0 0 … 83
30
2 30 0 1 … 70
100
3 100 1 0 … 60
400
4 400 1 1 … 43
3000
표 1에서, 광 신호의 수신 전력은 광검출기에 의해 변환된 전류 신호의 전류값으로 나타낼 수 있다. 더 낮은 수신 전력 범위에서 ONU에 의해 전송된 광 신호의 경우, 수신기에 의해 수신된 광 신호의 총 이득은 더 크다. 더 높은 수신 전력의 범위에서 ONU에 의해 전송된 광 신호의 경우, 수신기에 의해 수신된 광 신호의 총 이득은 더 작다.타겟 리셋 신호 조합을 타겟 칩 상의 리셋 핀에 입력함으로써, 제어기는 제1 증폭기 및 제2 증폭기에 서로 다른 제어 신호를 전송할 수 있다. 수신기가 시간축 상에서 서로 인접한 두 개의 광 신호를 수신할 때, 수신기가 광 신호를 수신하지 않는 타임슬롯이 존재한다. 타임슬롯의 시작 순간과 종료 순간에 리셋 핀을 통해 서로 다른 타겟 리셋 신호 조합이 입력될 때, 서로 다른 이득 강도가 설정될 수 있다. 타겟 리셋 신호 조합에 대한 특정 솔루션은 다음 표에 나와 있다.
테일 리셋 신호 헤드 리셋 신호 이득 강도
저레벨(예: 1.8V) 저레벨 1
저레벨(예: 1.8V) 고레벨(예: 3.3V) 2
고레벨(예: 3.3V) 저레벨 3
고레벨(예: 3.3V) 고레벨 4
테일 리셋 신호 헤드 리셋 신호 이득 강도
좁은 펄스(예: 12.8ns) 좁은 펄스 1
좁은 펄스(예: 12.8ns) 넓은 펄스(예: 25.6ns) 2
넓은 펄스(예: 25.6ns) 좁은 펄스 3
넓은 펄스(예: 25.6ns) 넓은 펄스 4
테일 리셋 신호 헤드 리셋 신호 이득 강도
좁은 펄스(예: 12.8ns) 저레벨(예: 1.8V) 1
좁은 펄스(예: 12.8ns) 고레벨(예: 3.3V) 2
넓은 펄스(예: 25.6ns) 저레벨 3
넓은 펄스(예: 25.6ns) 고레벨 4
헤드 리셋 신호 이득 강도
좁은 펄스(예: 6.4ns) 1
좁은 펄스(예: 12.8ns) 2
넓은 펄스(예: 19.2ns) 3
넓은 펄스(예: 25.6ns) 4
표 2, 표 3 및 표 4의 3가지 솔루션은 단일 수신율을 갖는 수신기에 적용될 수 있다. 테일 리셋 신호 및 헤드 리셋 신호에 의해 형성된 타겟 리셋 신호 조합은 제1 증폭기(302)와 제2 증폭기(303)를 통합하는 타겟이 대응하는 제1 제어 신호 및 대응하는 제2 제어 신호를 생성할 수 있게 하는데, 이는 대응하는 이득 강도를 사용할 것을 제1 증폭기(302) 및 제 2 증폭기(303)에 각각 지시한다.표 5에 나와 있는 솔루션도 단일 수신율을 갖는 수신기에 적용될 수 있다. 타겟 리셋 신호 조합은 헤드 리셋 신호만을 포함하고, 리셋 신호는 펄스 신호이다. 상이한 폭의 펄스 신호는 제1 증폭기(302)와 제2 증폭기(303)를 통합하는 타겟이 대응하는 제1 제어 신호 및 대응하는 제2 제어 신호를 생성할 수 있게 하는데, 이는 대응하는 이득 강도를 사용할 것을 제1 증폭기(302) 및 제 2 증폭기(303)에 각각 지시한다.
복수의 수신율을 갖는 수신기의 경우, 표 6에 나와 있는 솔루션이 사용될 수 있다.
테일 리셋 신호 헤드 리셋 신호 수신율 및 이득 강도
좁은 펄스(예: 6.4ns) 좁은 펄스(예: 6.4ns) 수신율 1, 강도 1
좁은 펄스(예: 12.8ns) 좁은 펄스(예: 12.8ns) 수신율 2, 강도 2
넓은 펄스(예: 19.2ns) 넓은 펄스(예: 19.2ns) 수신율 3, 강도 3
넓은 펄스(예: 25.6ns) 넓은 펄스(예: 25.6ns) 수신율 4, 강도 4
표 6에 나와 있는 솔루션에서, 테일 리셋 신호는 수신율을 나타내는 데 사용되고, 헤드 리셋 신호는 이득 강도를 나타내는 데 사용된다.테일 리셋 신호는 수신기가 광 신호를 수신하지 않는 타임슬롯의 시작 순간, 즉, 이전 광 신호의 수신이 완료되는 순간에 입력되는 리셋 신호이고, 헤드 리셋 신호는 수신기가 광 신호를 수신하지 않는 타임슬롯의 종료 순간, 즉, 다음 광 신호의 수신이 시작되는 순간에 입력되는 리셋 신호이다.
타겟 리셋 신호 조합이 도 4에 도시된 바와 같이 테일 리셋 신호 및 헤드 리셋 신호를 포함하는 간단한 예에서, 서로 다른 광 신호 수신 타임슬롯에서, 리셋 핀에 타겟 리셋 신호 조합을 입력하면 제1 증폭기의 이득과 제2 증폭기의 이득을 조정되도록 제어하여 수신기의 총 이득을 조정할 수 있다. 이와 같이, 수신기는 서로 다른 광 신호를 수신할 때 광 신호를 동일한 레벨의 전압 신호로 변환할 수 있다. 동일한 레벨의 전압 신호는 모든 전압 신호의 전압 값이 동일해야 함을 의미하는 것이 아니라 동일한 편차 범위 내에 있어야 함을 의미한다는 것에 유의한다.
선택적으로, 수신기(30)는 제1 트랜스-임피던스(306) 및 제2 트랜스-임피던스(307)를 더 포함하는데, 제1 트랜스-임피던스(306)는 제1 증폭기(302)에 결합되고, 제2 트랜스-임피던스(307)는 제2 증폭기(303)에 결합되고, 제1 트랜스-임피던스의 임피던스 값 및 제2 트랜스-임피던스의 임피던스 값은 제어될 수 있다. 표 1의 제어 신호 1 및 제어 신호 2는 본 출원의 이 실시예에 제공된 수신기(30)에서 제1 트랜스-임피던스(306) 및 제2 트랜스-임피던스(307)를 제어함으로써 제1 증폭기(302)의 이득 및 제2 증폭기(303)의 이득을 제어하는 데 각각 사용될 수 있다. 제어 신호 1 및 제어 신호 2는 전술한 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호에 대응할 수 있다.
수신기(30)가 이득 효과를 갖는 다른 이득 성분을 더 포함하는 경우, 제어 신호 N은 또한 이러한 이득 성분의 이득을 제어하는 데 사용될 수 있다. 상이한 제어 신호 조합을 사용함으로써 복수의 상이한 총 이득 설정 효과가 달성될 수 있음을 이해해야 한다. 표 1은 제1 증폭기(302)의 이득 및 제2 증폭기(303)의 이득을 제어함으로써 구현된 4가지 이득 설정 솔루션만을 보여준다. 수신기(30)가 이득 효과를 갖는 다른 이득 성분을 더 포함할 때, 이득 설정 솔루션의 양은 증가될 수 있다.
서로 다른 ONU는 OLT에 의해 할당된 타임슬롯에 기초하여 광 신호를 전송하기 때문에, 서로 다른 ONU에 의해 전송된 광 신호가 OLT에 도달하는 시간은 OLT에 의해 제어된다. 표 1에 나와 있는 이득 설정 솔루션 및 OLT에 의해 제어되는 서로 다른 광 신호의 도달 시간에 기초하여 GGC 제어 테이블이 미리 생성될 수 있는데, 여기서는 서로 다른 도달 시간을 갖는 광 신호에 대해 대응하는 이득 강도가 미리 설정된다.
따라서, 수신기(30)의 동작 중에 제어기(304)는 광 신호가 도달하기 전에 미리 설정된 GGC 제어 테이블에 기초하여 각각의 광 신호에 대응하는 이득 강도를 검색하고, 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 대응하는 제어 신호를 생성하여, 제어 신호를 사용함으로써 각각의 이득 노드(예를 들어, 제1 증폭기(302) 및 제2 증폭기(303))의 이득을 미리 설정할 수 있다. 이것은 광 신호가 도달할 때 광 신호가 광-전기 변환과 같은 처리를 거침으로써 빠른 수렴을 구현하는 것을 보장한다.
특정 실시예에서, 제어기(304)는 OLT의 매체 액세스 제어(media access control, MAC) 칩일 수 있고, GGC 제어 테이블은 MAC 칩에 통합될 수 있다.
특정 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 광검출기(301)는 애벌랜치 포토다이오드(avalanche photodiode, APD)일 수 있고, APD는 제어기(304)에 결합될 수 있다.
제어기(304)는 보다 구체적으로, 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제3 제어 신호(즉, 도 5의 제어 신호 3)를 생성하고, 제3 제어 신호를 사용하여 APD의 이득을 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제3 제어 신호는 APD의 전압을 제어하여 APD의 이득을 제어할 수 있다. 제3 제어 신호는 표 1의 제어 신호 N에 대응할 수 있다.
특정 실시예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 수신기(30)는 반도체 광 증폭기(308)(semiconductor optical amplifier, SOA)를 더 포함할 수 있다. 광검출기(301)는 구체적으로 PIN 광전 검출기일 수 있고, SOA는 PIN 광전 검출기 및 제어기(304)에 결합된다. SOA는 PIN 광전 검출기가 광 신호를 수신하기 전에 PIN 광전 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다.
제어기(304)는 보다 구체적으로, 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 제4 제어 신호(즉, 도 6의 제어 신호 4)를 생성하고, 제4 제어 신호를 사용하여 SOA의 이득을 제어하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 제4 제어 신호는 SOA의 펌프 전류를 제어하여 SOA의 이득을 제어할 수 있다. 제4 제어 신호는 표 1의 제어 신호 N에 대응할 수 있다.
본 출원의 실시예는 OLT를 제공하는데, OLT는 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 수신기를 포함한다.
본 출원의 실시예는 PON 시스템을 제공하는데, PON 시스템은 OLT 및 ONU를 포함하고, OLT는 전술한 실시예들 중 어느 하나에 따른 수신기를 포함한다.
본 명세서에서, 특정 예는 본 출원의 원리 및 구현을 설명하기 위해 사용되며, 실시예의 설명은 단지 본 출원의 방법 및 핵심 사상의 이해를 돕기 위한 것이다. 또한, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 출원의 사상에 기초하여 특정 구현 및 적용 범위에 대한 수정을 할 수 있다. 따라서, 본 명세서의 내용은 본 출원에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (10)

  1. 수신기로서,
    광검출기, 제1 증폭기, 제2 증폭기 및 제어기를 포함하되,
    상기 광검출기는 상기 제1 증폭기에 결합되고, 상기 제1 증폭기는 상기 제2 증폭기에 결합되고, 상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기는 상기 제어기에 개별적으로 결합되고,
    상기 제어기는 광 신호의 미리 설정된 도달 시간 및 상기 광 신호에 대응하는 이득 강도에 기초하여 상기 제1 증폭기의 이득 및 상기 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성되고,
    상기 광검출기는 상기 광 신호를 수신하고 상기 광 신호를 전류 신호로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 증폭기는 상기 제1 증폭기의 이득에 기초하여 상기 전류 신호를 제1 전압 신호로 변환하도록 구성되고,
    상기 제2 증폭기는 상기 제2 증폭기의 이득에 기초하여 상기 제1 전압 신호를 제2 전압 신호로 변환하도록 구성되고,
    상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기는 타겟 칩에 집적되고, 상기 타겟 칩은 리셋 핀을 포함하고,
    상기 제어기는 구체적으로,
    상이한 광 네트워크 유닛들에 의해 전송된 광 신호들이 동일한 수신기에 도달할 때의 평균 업링크 수신 전력에 기초하여 미리 설정된 GGC(Global Gain Control) 제어 테이블을 기초로 상기 광 신호에 대응하는 이득 강도를 검색하고,
    상기 광 신호에 대응하는 상기 이득 강도에 기초하여 적어도 하나의 리셋 신호를 포함하는 타겟 리셋 신호 조합을 생성하고,
    상기 타겟 리셋 신호 조합을 상기 리셋 핀에 입력하여 상기 타겟 칩이 제1 제어 신호 및 제2 제어 신호를 생성하도록 하고,
    상기 제1 제어 신호를 사용하여 상기 제1 증폭기의 이득을 제어하고, 상기 제2 제어 신호를 사용하여 상기 제2 증폭기의 이득을 제어하도록 구성되는,
    수신기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 증폭기는 트랜스-임피던스 증폭기를 포함하는,
    수신기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 증폭기는 차동 증폭기를 포함하는,
    수신기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광검출기는 애벌랜치 포토다이오드(avalanche photodiode, APD)이고, 상기 APD는 상기 제어기에 결합되고,
    상기 제어기는 또한 구체적으로,
    상기 광 신호에 대응하는 상기 이득 강도에 기초하여 제3 제어 신호를 생성하고,
    상기 제3 제어 신호를 이용하여 상기 APD의 이득을 제어하도록 구성되는,
    수신기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 수신기는 반도체 광 증폭기(semiconductor optical amplifier, SOA)를 더 포함하고, 상기 광검출기는 PIN 광전 검출기(photoelectric detector)이고, 상기 SOA는 상기 PIN 광전 검출기 및 상기 제어기에 결합되고,
    상기 SOA는 상기 PIN 광전 검출기가 상기 광 신호를 수신하기 전에 PIN 광전 검출기에 의해 수신되는 광 신호를 증폭하도록 구성되고,
    상기 제어기는 또한 구체적으로,
    상기 광 신호에 대응하는 상기 이득 강도에 기초하여 제4 제어 신호를 생성하고,
    상기 제4 제어 신호를 사용하여 상기 SOA의 이득을 제어하도록 구성되는,
    수신기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수신기는 버퍼를 더 포함하고, 상기 버퍼는 상기 제2 증폭기에 결합되고,
    상기 버퍼는 상기 제2 증폭기에 의해 변환된 상기 제2 전압 신호를 출력하도록 구성되는,
    수신기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수신기는 제1 트랜스-임피던스 및 제2 트랜스-임피던스를 더 포함하고, 상기 제1 트랜스-임피던스는 상기 제1 증폭기에 결합되고, 상기 제2 트랜스-임피던스는 상기 제2 증폭기에 결합되며, 상기 제1 트랜스-임피던스의 임피던스 값 및 상기 제2 트랜스-임피던스의 임피던스 값은 제어 가능하고,
    상기 제1 제어 신호 및 상기 제2 제어 신호는 상기 제1 트랜스-임피던스 및 상기 제2 트랜스-임피던스에 각각 인가되어, 상기 제1 증폭기의 이득 및 상기 제2 증폭기의 이득을 제어하는,
    수신기.
  9. 제1항에 따른 수신기를 포함하는 광 회선 단말기(optical line terminal).
  10. 광 회선 단말기를 포함하는 수동 광 네트워크 시스템으로서,
    상기 광 회선 단말기는 제1항에 따른 수신기를 포함하는,
    수동 광 네트워크 시스템.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116418400A (zh) * 2021-12-29 2023-07-11 华为技术有限公司 一种控制方法、装置、芯片、光线路终端及无源光网络

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130108278A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Mohammad Azadeh Data Signal Detection in Optical and/or Optoelectronic Receivers and/or Transceivers

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3463656B2 (ja) * 2000-07-12 2003-11-05 日本電気株式会社 送信電力増幅装置及びその方法
JP2005020417A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光通信ネットワークに使用される受信増幅器及び受信利得の制御方法
EP1845626A1 (en) * 2005-01-14 2007-10-17 NEC Corporation Communication device, multi-band reception device, and reception device
CN101350670B (zh) * 2007-07-20 2012-07-04 华为技术有限公司 一种用于无源光网络中光信号的放大装置和方法以及光线路终端
CN101651497B (zh) * 2008-08-13 2013-10-09 华为技术有限公司 光接收机增益控制方法和的光接收装置
JP5305932B2 (ja) * 2009-01-14 2013-10-02 三菱電機株式会社 前置増幅器
JP2010199697A (ja) * 2009-02-23 2010-09-09 Hitachi Ltd バースト受信機およびバースト受信方法
US8213002B2 (en) * 2009-03-04 2012-07-03 Fluke Corporation PON tester
JP4965607B2 (ja) * 2009-07-27 2012-07-04 日本電信電話株式会社 利得可変増幅器および光受信装置
US8842990B2 (en) * 2010-08-13 2014-09-23 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method and apparatus for detecting rogue optical network unit in passive optical network
JP5731615B2 (ja) * 2013-10-25 2015-06-10 日本電信電話株式会社 トランスインピーダンスアンプ回路
US9882539B1 (en) * 2016-07-31 2018-01-30 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Multi-data rate, burst-mode transimpedance amplifier (TIA) circuit
CN110785949B (zh) * 2017-01-24 2021-05-28 华为技术有限公司 一种光接收机
CN113472450B (zh) * 2018-01-26 2024-10-18 华为技术有限公司 一种olt、onu、pon系统和pon系统中的信息传输方法
US10171057B1 (en) * 2018-03-21 2019-01-01 Elenion Technologies, Llc Automatic gain control loop
US10644652B2 (en) * 2018-09-10 2020-05-05 Elenion Technologies, Llc Reconfigurable optical receivers for extended maximum input signals
CN109510598A (zh) * 2018-11-16 2019-03-22 淮阴工学院 一种高灵敏度宽动态范围光接收机前置放大电路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130108278A1 (en) * 2011-10-26 2013-05-02 Mohammad Azadeh Data Signal Detection in Optical and/or Optoelectronic Receivers and/or Transceivers

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