TWI404352B - Optical transmitter to prevent the light to prevent the circuit - Google Patents
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Description
本發明係有關於誤發光防止電路,且特別有關於搭載於GEPON系統(Gigabit Ethernet-Passive Optical Network System/Ethernet為註冊商標)的加入者端光纖終端裝置(ONU:Optical Network Unit)內,用來防止光收發訊器誤發光的誤發光防止電路。
GEPON系統是FTTB(Fiber To The Building)等光加入者系統,或是FTTH(Fiber To The Home)等提供加入者最大傳輸速度1Gbit/秒或2.5Gbit/秒的網路服務之光加入者存取網路系統。此GEPON系統是由設置於中央局之局端光纖終端裝置(Optical Line Terminal,OLT)、將傳送路徑分為最大32條至64條之分光器、及設置於加入者家中之加入者端光纖終端裝置(ONU)所構成。加入者端光纖終端裝置(ONU)向局端光纖終端裝置(OLT)傳輸之上行數位資料信號被分配到1310nm帶的波長,局端光纖終端裝置(OLT)向加入者端光纖終端裝置(ONU)傳輸之下行的數位資料信號等(包含數位聲音資料)被分配到1490nm帶的波長,下行的映像用信號(包含類比影像信號)被分配到1550nm帶的波長。如此一來,GEPON系統使用可分割複數波長的分波多工(WDM:Wavelength Division Multiplexing)技術,進行在一條光纖傳送上行波長與下行波長的一芯雙向光通信。
在GEPON系統中,上行的1310nm波長帶光信號由各加入者端光纖終端裝置(ONU)傳送,並控制其送出的時間,使得以被稱為封包(packet或cell)的塊為單位的各個單位不互相重疊地在各個時間點到達局端光纖終端裝置(OLT)。然後各加入者端光纖中端裝置(ONU)的上行方向的光信號會透過分光器之類的合分波元件單純地疊加,最後輸入局端光纖終端裝置(OLT)。
因此在GEPON系統中,某個加入者端光纖終端裝置(ONU)在正規光信號發出時間以外發光的話,會跟其他加入者端光纖終端裝置(ONU)的上行光信號產生衝突,使得局端光纖終端裝置(OLT)發生無法接收正確信號的問題。特別是以一般形式發出的誤發光,會妨礙收容於同一個局端光纖終端裝置(OLT)的全部加入者端光纖終端裝置(ONU)的通信。
一般來說,用於GEPON系統的加入者端光纖終端裝置(ONU)中的光收發訊器會根據輸入的資料信號(即為要傳送的數位資料)及預偏信號(顯示加入者端光纖終端裝置(ONU)具有發訊權的期間的信號)等驅動信號,傳送出光信號。這些資料信號及預偏信號是由PON-LSI(Large Scale Integration)等控制LSI輸出,當控制LSI故障,即使資料信號及預偏信號的一者電位固定在「High」的狀態(以下稱為High固定狀態)或不定電位狀態,光收發訊器一般發光就會在錯誤的時間點送出光信號。
因此,為了防止上述加入者光纖終端裝置(ONU)的誤發光,例如專利文獻1揭露了誤發光防止電路。在此誤發光防止電路中,使用光輸出檢出用的監視光二極體等光檢出元件,檢測因驅動信號而發光的雷射二極體等發光元件的發光並送出發光檢出信號,藉由比較發光檢出信號與驅動信號來判斷兩者是否一致,將不一致的情況視為誤發光。
專利文獻1:特開2006-197447號公報。
習知的誤發光防止電路有如以上的構造,因此必須精密地配置能夠正確地監視從光收發訊器發出的光信號的高速光檢出元件,而產生昂貴零件的增加、必須實施精密組裝的問題。再加上,也需要使用判定發光檢出信號與驅動信號一致/不一致的複雜電路。
相對於此,為了將誤發光檢出電路成本降低,使用一般低速的光輸出檢出用的監視光二極體做為光檢出元件的情況下,因為發光檢出信號會是平均化的信號,所以無法區別一般發光狀態與未完成的發光位準的誤發光狀態,而有無法檢出誤發光的問題。
為了解決上述的問題,本發明的目的是使用較便宜且簡單的邏輯IC(Integrated Circuit)代替高價的光檢出元件及複雜的判定電路,來獲得檢出誤發光狀態的誤發光防止電路。
本發明的誤發光防止電路具備預偏用誤發光檢出電路,監視預偏信號,在既定期間不產生調變的情況下輸出異常檢出警告信號;以及強制停止裝置,在來自預偏用誤發光檢出電路的異常檢出警告信號輸入時,停止光發訊器的光輸出。
根據本發明,於預偏信號不在既定期間上升的情況下停止光發訊器的光輸出,因此不需要昂貴的光檢出元件及複雜的判定電路,能夠使用較便宜且簡單的邏輯IC來檢出及防止誤發光狀態。
以下為了詳細說明本發明,將參照圖式來說明用以實施本發明的實施例。
第1圖係顯示根據本發明實施例1的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖。第1圖特別顯示了控制LSI 10、誤發光防止電路20、光收發訊器30三者之間的組成架構。在這個例子中,GEPON系統的局端光纖終端裝置(OLT)授予發訊權給第1圖所示的加入者端光纖終端裝置(ONU)。加入者端光纖終端裝置(ONU)即使在沒有要傳送的資料的情況下,每隔一段時間仍會將顯示沒有要傳送資料的報告傳送給局端光纖終端裝置(OLT)。
第1圖中,控制LSI 10每隔一定的時間間隔會發出用來驅動搭載於光收發訊器30內的雷射二極體等發光元件(以下稱LD)33的驅動信號,該驅動信號為資料信號(第1圖的Data)及預偏信號(第1圖的Prebias)。在此,所謂資料信號是指要被傳送到局端光纖終端裝置(OLT)的數位資料信號;所謂預偏信號是指用來控制偏壓電流在加入者端光纖終端裝置(ONU)具有發送權期間流至LD 33的信號。如上所述,當沒有要傳送的資料的情況下,資料信號變成用來表示沒有傳送資料的信號。而控制LSI 10也輸出將光收發訊器30的發光強制停止的關閉信號(第1圖的ShutDown)至光收發訊器30。
光收發訊器30具備調變驅動電路31,供給LD 33因應資料信號的驅動電流,並使其發光;偏壓驅動電路32,供給因應預偏信號的偏壓電流給LD 33並使其發光;以及LD 33。光收發訊器30將為上行的數位資料信號的電信號轉換為1310nm波長帶的光信號,往局端光纖終端裝置(OLT)送出。當調變驅動電路31及偏壓驅動電路22被輸入關閉信號時,即使輸入資料信號或偏壓信號,也會強制地停止LD 33的發光。另外,雖然在第1圖中省略了,但光收發訊器30具有接收來自局端光纖終端裝置(OLT)的光信號並轉換為電信號的功能。
誤發光防止電路20具備第1誤發光檢出電路(資料用誤發光檢出電路)21,檢出資料信號的異常;第2誤發光檢出電路(預偏用誤發光檢出電路)22。檢出預偏信號的異常;以及OR元件(強制停止裝置)23,對第1及第2誤發光檢出電路21、22的各異常檢出警告信號進行邏輯運算,輸出關閉信號。
第1誤發光檢出電路21以分支的方式插入連接控制LSI 10與調變驅動電路31的資料信號用連接線。此第1誤發光檢出電路21具有單穩態複IC,此單穩態複IC在一定時間間隔檢測出被控制LSI 10所輸入的資料信號的調變上升邊緣,並輸出一定期間的信號。在此一定期間的信號中途斷掉時,第1誤發光檢出電路21會判斷資料信號因為故障或錯誤動作而變為High固定、Low固定、或任意不定電位固定狀態,而輸出異常檢出警報信號給OR元件23。
第2誤發光檢出電路22以分支的方式插入連接控制LSI 10與偏壓驅動電路32的預偏信號用連接線。此第2誤發光檢出電路22具有與第1誤發光檢出電路21相同的單穩態複IC,此單穩態複IC在一定時間間隔檢測出被控制LSI 10輸入的預偏信號的調變上升邊緣,並輸出一定期間的信號。在此一定期間的信號中途斷掉時,第2誤發光檢出電路22會判斷預偏信號因為故障或錯誤動作而變為High固定、Low固定、或任意不定電位固定狀態,而輸出異常檢出警報信號給OR元件23。
一般的單穩態複IC的話,可以用阻抗與電容組合的方式將輸出信號的脈衝寬度設定在系統請求開始直到預想的上升邊緣重複的最大時間,也就是GEPON系統的加入者端光纖終端裝置(ONU)往局端光纖終端裝置(OLT)傳送報告的最大時間。
其中也可將第1誤發光檢出電路21及第2誤發光檢出電路22的各單穩態複IC可以用能夠檢出資料信號及預偏信號的上升及下降的電路元件取代。
OR元件23插入連接控制LSI 10與光收發訊器30的關閉信號用連接線,使來自控制LSI 10的關閉信號輸入其中。此OR元件23也分別連接第1及第2誤發光檢出電路21、22的輸出線路,使異常檢出警報信號輸入其中。OR元件23在來自第1及第2誤發光檢出電路21、22之中任一者的異常檢出警報信號輸入時,會將關閉信號輸出至光收發訊器30以進行關閉控制。
接著說明誤發光防止電路20的動作。第2圖係顯示第1圖所示的加入者端光纖終端裝置(ONU)的各部分輸出波形圖。第2(a)圖~第(c)圖為資料信號與預偏信號都正常的情況,第2(d)圖~第(f)圖為預偏信號發生異常的情況,第2(g)圖~第(h)圖為預偏信號異常時誤發光防止電路20的動作情況。
如第2(a)圖及第2(b)圖所示,控制LSI 10每隔一定時間正常地輸出資料信號及預偏信號的情況下,光收發訊器30會根據這些信號如第2(c)圖所示一定間隔輸出正常的光信號。
如第2(d)圖及第2(e)圖所示,控制LSI 10雖在一定的時間間隔正常地輸出資料信號,但預偏信號的輸出在一定時間以上沒有調變而維持在High固定狀態時,若沒有誤發光防止電路20,光收發訊器30會如第2(f)圖所示持續輸出高位準的光信號。此誤發光是妨礙其他加入者端光纖終端裝置(ONU)的主因。
有誤發光防止路20的話,如第2(e)圖所示的預偏信號在High固定狀態時,因為一定時間以上沒有調變,單穩態複IC無法檢出上升邊緣而中斷一定時間的輸出,第2誤發光檢出電路22會在此時間點如第2(g)圖所示輸出異常警報信號至OR元件23。OR元件23由第2誤發光檢出電路22收到異常檢出信號後,會如第2(h)圖所示,將關閉信號輸出至光收發訊電路30。光收發訊電路30由OR元件23收到關閉信號後,會如第2(i)圖所示強制停止LD 33的發光,終止誤發光狀態。
誤發光防止電路20除了在第2(e)圖所例示的預偏信號在High固定狀態的異常時外,預偏信號在Low固定狀態或不定電位固定狀態時也同樣能強制停止誤發光狀態,甚至在資料信號異常時也同樣能夠強制停止。
根據上述實施例1,在具備以一定週期輸出資料信號及預偏信號的控制LSI 10及根據這些信號輸出光信號的光收發訊器30的加入者端光纖終端裝置(ONU)中,更具備誤發光防止電路20,包括:第1誤發光檢出電路21,監視資料信號,在既定間沒有調變時輸出異常檢出警報信號;第2誤發光檢出電路22,監視預偏信號,在既定間沒有調變時輸出異常檢出警報信號;以及OR元件,在第1及第2誤發光檢出電路21、22的至少一者輸出異常檢出警報信號時,輸出停止光收發訊器30的光輸出的關閉信號。
因此,第1誤發光檢出電路21與第2誤發光檢出電路22分別獨立監視資料信號及預偏信號,任一者的信號發生故障或錯誤動作時,能夠立刻關閉光收發訊電路30停止誤發光狀態。誤發光防止電路20不只能檢出資料信號及預偏信號的High固定及Low固定異常狀態,也能檢出任意的不定電位固定的異常狀態,因此能夠防止非正常位準的持續誤發光。更不需要高額的光檢出元件及複雜的判定電路,就能以低價且簡單的邏輯IC實現誤發光防止電路20。
又根據實施例1,第1誤發光檢出電路21具有檢出資料信號的上升後輸出一定時間的信號的單穩態複IC,此單穩態複IC輸出的信號中斷的話,第1誤發光檢出電路21就會輸出異常檢出警報信號。相同地,第2誤發光檢出電路22具有檢出預偏信號的上升後輸出一定時間的信號的單穩態複IC,此單穩態複IC輸出的信號中斷的話,第2誤發光檢出電路22就會輸出異常檢出警報信號。由於單穩態複IC低價且簡易,誤發光防止電路也因此能實現低價且簡易。
第3圖係顯示根據本發明實施例2的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖,與第1圖相同或相當的部分會標示同一符號並省略說明。本實施例2的誤發光防止電路20a具備OR元件23a來代替上述實施例1的誤發光防止電路20中的OR元件23。而控制LSI 10的關閉信號用連接線直接連接光收發訊器30。
第3圖中,OR元件23a分別連接至第1及第2誤發光檢出電路21、23的輸出線,讓異常檢出警報信號輸入。OR元件23a接收到第1及第2誤發光檢出電路21、23中至少一者的異常檢出警報信號後,會將誤發光檢出警報信號輸出至控制LSI 10。
控制LSI 10收到來自OR元件23a的誤發光檢出警報信號後,輸出關閉信號至光收發訊器30進行關閉控制。如此一來,當誤發光防止電路20a檢出誤發光的情況下藉由控制LSI 10來強制停止光輸出,能利用軟體等更詳細地設定關閉控制條件。在本實施例2中,OR元件23a及控制LSI 10構成強制停止裝置。
根據以上的實施例2,OR元件23a在第1及第2誤發光檢出電路21、22中至少一者的異常檢出警報信號輸入時,會將誤發光檢出警報信號輸出至控制LSI 10,LSI 10在此誤發光檢出警報信號輸入時停止光收發信器30的光輸出。
因此使用誤發光防止電路20a,除了上述實施例1的效果外,更能夠詳細地設定關閉控制條件。
第4圖係顯示根據本發明實施例3的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖,與第1圖相同或相當的部分會標示同一符號並省略說明。本實施例3的誤發光防止電路20b具備AND閘24來代替上述實施例1的誤發光防止電路20中的第1誤發光檢出電路21。OR元件23僅將第2誤發光檢出電路22的異常檢出警報信號做為輸入,當來自第2誤發光檢出電路22的異常檢出警報信號輸入後,OR元件23會輸出關閉信號至光收發訊器30。
在第4圖中,AND閘24插入連接控制LSI 10與調變驅動電路31的資料信號用連接線,並且將連接控制用LSI 10與偏壓驅動電路32的預偏信號用連接線取出分支做為輸入。此AND閘24只有在預偏信號輸入期間會輸出資料信號至調變驅動電路31。
本實施例3的具有誤發光防止電路20b的加入者端光纖終端裝置(ONU)中,即使資料信號因故障或錯誤動作而處於High固定、Low固定、或任意不定電位的固定狀態時,只要每隔一定時間由控制LSI 10輸出的預偏信號不在輸入AND閘24的時期,光收發訊器30就不會收到資料信號。因此,光收發訊器30僅會在表示局端光纖終端裝置(OLT)給予發訊權的期間進行光輸出。也因此不會影響其他全部連接至同一局端光纖終端裝置(OLT)下的加入者端光纖終端裝置(ONU)的通信。
過不久,局端光纖終端裝置(OLT)無法檢出此加入者端光纖終端裝置(ONU)間隔一定時間送出的報告,就會判斷故障發生,停止給予此加入者端光纖終端裝置(ONU)送訊權。
如此一來,加入者端光纖終端裝置(ONU)的控制LSI 10收到送訊權的停止,而停止光輸出。
但是,預偏信號因故障或錯誤動作而處於High固定、Low固定、或任意不定電位的固定狀態時,因為無法阻止AND閘24的資料信號輸出,第2誤發光檢出電路22檢出預偏信號的無調變,輸出異常檢出警報信號給OR元件23,OR元件23將關閉信號輸出至光收發訊器30停止誤發光。
根據上述實施例3,在具備以一定週期輸出資料信號及預偏信號的控制LSI 10及根據這些信號輸出光信號的光收發訊器30的加入者端光纖終端裝置(ONU)中,更具備誤發光防止電路20b,包括:第2誤發光檢出電路22,監視預偏信號並在既定期間沒有調變的情況下輸出異常檢出警報信號;OR元件23,當來自第2誤發光檢出電路22的異常檢出警報信號輸入時,輸出停止光收發訊器30的光輸出的關閉信號;以及AND閘24,在預偏信號輸入期間,將資料信號輸出至光收發訊器30。
因此,誤發光防止電路20b中,即使資料信號發生故障或錯誤動作,AND閘24僅在預偏信號輸入時輸出資料信號,因此能夠防止由於誤發光帶給其他加入者端光纖終端裝置(ONU)的通信影響。而在預偏信號發生故障或錯誤動作時,則能夠立即做關閉控制停止誤發光狀態。因此不需要高額的光檢出元件及複雜的判定電路,就能夠以更便宜且簡單的邏輯IC來實現誤發光防止電路20b。
上述實施例3中,誤發光防止電路20b具備AND閘24,但根據光收發訊器30的組成,也可以是光收發訊器30具備AND閘24。在這種架構的情況下,誤發光防止電路20b只要具備第2誤發光檢出電路22及OR元件23即可,能夠更簡單地獲得誤發光防止的效果。
而在上述實施例3中,OR元件23將關閉信號輸出至光收發訊器30,但也可以像上述實施例2的OR元件23a一樣,將誤發光檢出警報信號輸出至控制LSI 10,由控制LSI 10來輸出關閉信號至光收發訊器30。在這種架構的情況下,與上述實施例2相同地,能夠利用軟體等更詳細地設定關閉控制條件。
在上述實施例1~3中,誤發光防止電路20、20a、20b的架構至少包括監視預偏信號的預偏用誤發光檢出電路(第2誤發光檢出電路22),以及停止光收發訊器30的發光的強制停止裝置(控制LSI 10、OR元件23、23a)的話,就能夠防止因誤發光帶給其他加入者端光纖終端裝置(ONU)的通信影響,第1誤發光檢出電路21或AND閘24可以省略。在省略的架構的情況下,預偏信號的上升不在既定期間時,光收發訊器的光輸出會被停止。因此與上述實施例1~3相同地,不需要高額的光檢出元件及複雜的判斷電路,就能有使用更便宜且簡單的邏輯IC來檢出及防止誤發光狀態的效果。
本發明的光收發訊器的誤發光防止電路不需要高額的光檢出元件及複雜的判斷電路,就能夠以更便宜且簡單的邏輯IC來檢出及防止誤發光狀態,因此適用於GEPON系統的加入者端光纖終端裝置等。
10...控制LSI
20、20a、20b...誤發光防止電路
21...第1誤發光檢出電路
22...第2誤發光檢出電路
23、23a...OR元件
24...AND閘
30...光收發訊器
31...調變驅動電路
32...偏壓驅動電路
33...發光元件(LD)
第1圖係顯示根據本發明實施例1的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖。
第2(a)圖至第2(i)圖係顯示根據本發明實施例1的加入者端光纖終端裝置(ONU)的各部分輸出波形圖。
第3圖係顯示根據本發明實施例2的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖。
第4圖係顯示根據本發明實施例2的加入者端光纖終端裝置(ONU)的構造的電路架構圖。
10...控制LSI
20...誤發光防止電路
21...第1誤發光檢出電路
22...第2誤發光檢出電路
23...OR元件
30...光收發訊器
31...調變驅動電路
32...偏壓驅動電路
33...發光元件(LD)
Claims (7)
- 一種光傳訊器之誤發光防止電路,具有發光元件,會在預偏信號產生的固定週期光輸出資料信號,該光傳訊器之誤發光防止電路包括:預偏用誤發光檢出電路,監視該預偏信號並在該預偏信號沒有於既定期間調變時,輸出異常檢出警報信號;強制停止裝置,當來自該預偏用誤發光檢出電路的異常檢出警報信號輸入時,停止該光傳訊器的光輸出。
- 如申請專利範圍第1項之光傳訊器之誤發光防止電路,更包括:資料用誤發光檢出電路,監視資料信號並在該資料信號沒有於既定期間調變時,輸出異常檢出警報信號,其中當來自該資料用誤發光檢出電路及該預偏用誤發光檢出電路中的一者的異常檢出警報信號輸入該強制停止裝置時,該強制停止裝置停止該光傳訊器的光輸出。
- 如申請專利範圍第1項之光傳訊器之誤發光防止電路,更包括:AND閘,在該預偏信號輸入期間,將該資料信號輸出至該光傳訊器。
- 如申請專利範圍第1項之光傳訊器之誤發光防止電路,其中該預偏用誤發光檢出電路具備檢出該預偏信號上升就會輸出一定時間的信號的單穩複IC(Integrated Circuit),其中當單穩複IC輸出的信號中斷,該預偏用誤發光檢出電路就會輸出異常檢出警報信號。
- 如申請專利範圍第2項之光傳訊器之誤發光防止電路,其中該資料用誤發光檢出電路具備檢出該資料信號上升就會輸出一定時間的信號的單穩複IC,其中當單穩複IC輸出的信號中斷,該資料用誤發光檢出電路就會輸出異常檢出警報信號。
- 如申請專利範圍第2項之光傳訊器之誤發光防止電路,其中該強制停止裝置具有OR元件,當來自該資料用誤發光檢出電路及該預偏用誤發光檢出電路中的一者的異常檢出警報信號輸入時,將停止該光傳訊器的光輸出的關閉信號輸出至該光傳訊器。
- 如申請專利範圍第2項之光傳訊器之誤發光防止電路,更具備控制LSI(Large Scale Integration),停止光傳訊器的光輸出,其中該強制停止裝置具有OR元件,當來自該資料用誤發光檢出電路及該預偏用誤發光檢出電路中的一者的異常檢出警報信號輸入時,將誤發光檢出警報信號輸出至該控制LSI,該控制LSI在來自該強制停止裝置的誤發光檢出警報信號輸入時,停止該光傳訊器的光輸出。
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